CN109959339A - 一种圆片尺寸的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆片尺寸的测量装置。该装置包括:机器人,用于提供圆片测量过程中不同工位的移动,与机器人移动轴相连接的机械抓手,用于提供多种圆片的吸取;托盘机构,用于放置超薄圆片并移动至吸取工位;拍照机构,用于测量超薄圆片的内外径及圆心;测量机构,用于测量超薄圆片厚度。本发明的圆片尺寸的测量装置通过机器人带动机械抓手吸取位于托盘上不同位置处的圆片,实现不同圆片在测量工位的测量,最终根据测量结果放回托盘。本发明的圆片尺寸的测量装置利用机器人带动机械抓手完成了多种圆片无损伤移动,利用拍照机构和测量机构实现内外径及厚度测量,提高了测量精度及效率,可用于用于工业推广。
Description
技术领域
本发明属于自动测量技术领域,具体涉及一种圆片尺寸的测量装置。
背景技术
超薄圆片在自然状态下,存在重量轻、易漂浮、易弯曲变形等特性,易漂浮特性导致圆片厚度测量存在偏差,易弯曲变形导致直径测量精度难以保证,在工程项目中,存在多种超薄圆片的厚度及直径测量,目前常用的测量方式采用螺旋测微仪单个测量逐个测量,耗时较长且测量精度不高,圆片直径测量采用多个同类圆片重叠增加厚度,利用卡尺等工具测量,测量精度难以保证,且相应的测量装置无法用于自动化生产线。
目前,针对多种超薄圆片的厚度及内外径自动测量尚未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种圆片尺寸的测量装置。
本发明的一种圆片尺寸的测量装置包括拍照机构、托盘机构、测量机构、机械抓手、机器人和支撑台,所述的拍照机构安装在支撑台的下表面,托盘机构、测量机构和具有机械抓手的机器人安装在支撑台的上表面;
所述的托盘机构放置待测量圆片,机器人驱动机械抓手吸取托盘机构上的待测量圆片,拍照机构测量待测量圆片的直径和圆心位置坐标,测量机构 测量待测量圆片的厚度。
所述的拍照机构包括摄像头、抱箍、USB接头、过渡板、连接件、平行光源、开槽定位板和L固定板,抱箍分左右两半,两块抱箍通过螺纹和内孔抱住摄像头,抱紧摄像头的抱箍通过螺纹与连接件固定,摄像头下方与USB接头通过螺纹固定,USB接头与过渡板通过螺纹与连接件固定,过渡板支撑的USB接头与摄像头中心同心,连接件通过螺纹固定于支撑台下方,开槽定位板通过螺纹与平行光源固定,L固定板通过螺纹与开槽定位板和支撑台固定,开槽定位板固定后限制平行光源的竖直方向运动,摄像头的中心与平行光源的光源中心同心。
所述的托盘机构包括伺服电机、洁净导轨、支撑板、销钉和上料托盘,伺服电机通过螺纹与洁净导轨连接,支撑板通过螺纹与洁净导轨固定,支撑板上加工销孔并固定有两颗销钉,上料托盘通过两颗销钉与支撑板固定;取出上料托盘完成上料后,将上料托盘放置在支撑板上,伺服电机转动带动洁净导轨上的支撑板平移,从而带动上料托盘平移,上料时移出上料托盘,完成上料后将上料托盘移动至检测工位。
所述的测量机构包括测量台、测量笔Ⅰ、测量笔Ⅱ、测量笔Ⅲ、测量笔Ⅳ、测量过渡件、锁紧螺钉、真空发生器Ⅰ、真空发生器Ⅱ和旋转气缸,测量过渡件通过螺纹与旋转气缸固定,测量笔Ⅰ、测量笔Ⅱ、测量笔Ⅲ和测量笔Ⅳ分别插入测量过渡件的装配孔内,并分别通过锁紧螺钉固定测量笔Ⅰ、测量笔Ⅱ、测量笔Ⅲ和测量笔Ⅳ在装配孔中的轴向位置;测量台具有测量水平面,真空发生器Ⅰ 和真空发生器Ⅱ为测量台的测量水平面提供真空吸力,通过螺纹固定于支撑台上,旋转气缸为测量笔Ⅰ、测量笔Ⅱ、测量笔Ⅲ、测量笔Ⅳ提供下压力。
所述的测量台 的测量水平面上钻有六个内小深孔和六个外小深孔,在测量台正面钻有两组通孔,两组通孔的两端分别攻有螺纹,利用螺钉对通孔进行密封,一组通孔只与6个外小深孔相连,并在测量台侧面钻有一组盲孔与通孔相连,盲孔攻有螺纹,利用螺钉对通孔进行密封,其中A盲孔利用气管接头进行密封,并通过气管与真空发生器Ⅰ相连;另一组通孔只与6个内小深孔相连,并在测量台侧面钻有B盲孔与通孔相连,B盲孔攻有螺纹孔,利用气管接头进行密封,并通过气管与真空发生器Ⅱ相连;调整测量笔Ⅰ 和测量笔Ⅲ的位置,使其测量头下压落在内小深孔组中心圆上,用以测量内小深孔吸住的超薄圆片,调整测量笔Ⅱ和测量笔Ⅳ的位置,使其测量头下压落在外小深孔组中心圆上,用以测量外小深孔吸住的超薄圆片。
所述的机械抓手包括真空吸头Ⅰ、真空吸头Ⅱ、吸头连接件、滑轨、小型弹簧、滑轨固定块、安装块、气缸连接件、三点气缸、三点抓手、真空发生器Ⅲ和真空发生器Ⅳ,真空吸头Ⅰ通过轴孔配合与真空吸头Ⅱ相连接,通过粘接胶对连接面进行密封,真空吸头Ⅱ与吸头连接件 通过配合固定,吸头连接件通过螺纹与滑轨 的移动部分连接,滑轨的固定部分通过螺纹与滑轨固定块,滑轨的移动部分通过小型弹簧和滑轨固定块连接,对滑轨进行浮动补偿,消除吸取过程的刚性冲击,滑轨固定块通过螺纹与安装块连接固定;三点抓手共三个,分别通过螺纹与三点气缸的三个移动块连接固定,三点气缸通过螺纹与气缸连接件固定,气缸连接件通过螺纹与安装块连接固定,安装块上表面中心开有内孔,与机器人的移动轴连接固定。
所述的真空吸头Ⅰ上端面中心的开有导向固定孔,且开有内外两层环形槽,内外两层环形槽内分别均匀的钻有六个小孔,形成内小孔组和外小孔组;真空吸头Ⅱ下端面加工有导向轴结构,用于和真空吸头Ⅰ的导向固定孔配合定心固定,真空吸头Ⅱ下端面还开有外环形槽,其外环形槽和真空吸头Ⅰ上端面的外环形槽直径相同,真空吸头Ⅱ的侧面开有孔C,孔C与下端面的外环形槽连通,保证气体流通,真空吸头Ⅱ上端面中心开有孔D,且孔D底部开有均布的六个小孔,六个小孔与真空吸头Ⅰ上端面的内环形槽重合,保证气体流通;真空吸头Ⅰ通过轴孔配合与真空吸头Ⅱ相连接,通过粘接胶对连接面进行密封,真空吸头Ⅱ的侧面孔C通过气管与真空发生器Ⅲ的相连,真空吸头Ⅱ的上端面孔D通过气管与真空发生器Ⅳ的相连。
本发明的圆片尺寸的测量装置通过机器人带动机械抓手吸取位于托盘上不同位置处的圆片,实现不同圆片在测量工位的测量,最终根据测量结果放回托盘。
本发明的圆片尺寸的测量装置利用机器人带动机械抓手实现了多种圆片无损伤移动,利用拍照机构和测量机构实现内外径及厚度测量,提高了测量精度及效率。
本发明的圆片尺寸的测量装置具有自动、高效、智能化的优点,可用于工业推广。
附图说明
图1为本发明的圆片尺寸测量装置的结构示意图;
图2为本发明的圆片尺寸测量装置的拍照机构示意图;
图3a为本发明的圆片尺寸测量装置的托盘机构示意图(主视图);
图3b为本发明的圆片尺寸测量装置的托盘机构示意图(俯视图);
图4a为本发明的圆片尺寸测量装置的测量机构示意图(主视图);
图4b为本发明的圆片尺寸测量装置的测量机构示意图(俯视图);
图5a为本发明的圆片尺寸测量装置的测量台主视图;
图5b为本发明的圆片尺寸测量装置的测量台剖视图(A-A剖视图);
图5c为本发明的圆片尺寸测量装置的测量台剖视图(B-B剖视图);
图6为本发明的圆片尺寸测量装置的机械抓手主视图;
图7为本发明的圆片尺寸测量装置的机械抓手左视图;
图8a为本发明的圆片尺寸测量装置的真空吸头结构示意图;
图8b为本发明的圆片尺寸测量装置的真空吸头结构示意图(A-A剖视图);
图8c为本发明的圆片尺寸测量装置的真空吸头结构示意图(B-B剖视图)。
图中,1.拍照机构 2.托盘机构 3.测量机构 4.机械抓手 5.机器人 6.支撑台;
101.摄像头 102. 抱箍 103. USB接头 104. 过渡板 105. 连接件 106. 平行光源107. 开槽定位板 108. L固定板;
201伺服电机 202洁净导轨 203支撑板 204销钉 205上料托盘;
301.测量台 302. 测量笔Ⅰ 303. 测量笔Ⅱ 304. 测量笔Ⅲ 305. 测量笔Ⅳ 306. 测量过渡件 307. 锁紧螺钉 308. 真空发生器Ⅰ 309. 真空发生器Ⅱ 310. 旋转气缸;
401. 真空吸头Ⅰ 402. 真空吸头Ⅱ 403. 吸头连接件 404. 滑轨 405. 小型弹簧406. 滑轨固定块 407. 安装块 408. 气缸连接件 409. 三点气缸 410. 三点抓手 411.真空发生器Ⅲ 412. 真空发生器Ⅳ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1
如图1所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置包括拍照机构1、托盘机构2、测量机构3、机械抓手4、机器人5和支撑台6,所述的拍照机构1 安装在支撑台6的下表面,托盘机构2、测量机构3和具有机械抓手4的机器人5安装在支撑台6的上表面;
托盘机构2放置待测量圆片,机器人5驱动机械抓手4吸取托盘机构2上的待测量圆片,拍照机构1测量待测量圆片的直径和圆心位置坐标,测量机构3 测量待测量圆片的厚度。
如图2所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置的拍照机构1包括摄像头101、抱箍102、USB接头103、过渡板104、连接件105、平行光源106、开槽定位板107和L固定板108,抱箍102分左右两半,两块抱箍102通过螺纹和内孔抱住摄像头101,抱紧摄像头101的抱箍102通过螺纹与连接件105固定,摄像头101下方与USB接头103通过螺纹固定,USB接头103与过渡板104通过螺纹与连接件105固定,过渡板104支撑的USB接头103与摄像头102中心同心,连接件105通过螺纹固定于支撑台6下方,开槽定位板107通过螺纹与平行光源106固定,L固定板108通过螺纹与开槽定位板107和支撑台6固定,开槽定位板107固定后限制平行光源106的竖直方向运动,摄像头102的中心与平行光源106的光源中心同心。
如图3a、3b所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置的托盘机构2包括伺服电机201、洁净导轨202、支撑板203、销钉204和上料托盘205,伺服电机201通过螺纹与洁净导轨202连接,支撑板203通过螺纹与洁净导轨202固定,支撑板203上加工销孔并固定有两颗销钉204,上料托盘205通过两颗销钉204与支撑板203固定;取出上料托盘205完成上料后,将上料托盘205放置在支撑板203上,伺服电机201转动带动洁净导轨202上的支撑板203平移,从而带动上料托盘205平移,上料时移出上料托盘205,完成上料后将上料托盘205移动至检测工位。
如图4a、4b所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置的测量机构3包括测量台301、测量笔Ⅰ302、测量笔Ⅱ303、测量笔Ⅲ304、测量笔Ⅳ305、测量过渡件306、锁紧螺钉307、真空发生器Ⅰ308、真空发生器Ⅱ309和旋转气缸310,测量过渡件306通过螺纹与旋转气缸309固定,测量笔Ⅰ302、测量笔Ⅱ303、测量笔Ⅲ304和测量笔Ⅳ305分别插入测量过渡件306的装配孔内,并分别通过锁紧螺钉307固定测量笔Ⅰ302、测量笔Ⅱ303、测量笔Ⅲ304和测量笔Ⅳ305在装配孔中的轴向位置;测量台301具有测量水平面,真空发生器Ⅰ308 和真空发生器Ⅱ309为测量台301的测量水平面提供真空吸力,通过螺纹固定于支撑台6上,旋转气缸310为测量笔Ⅰ302、测量笔Ⅱ303、测量笔Ⅲ304、测量笔Ⅳ305提供下压力。
如图5a、5b、5c所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置的测量台301 的测量水平面上钻有六个内小深孔和六个外小深孔,在测量台301正面钻有两组通孔,两组通孔的两端分别攻有螺纹,利用螺钉对通孔进行密封,一组通孔只与6个外小深孔相连,并在测量台301侧面钻有一组盲孔与通孔相连,盲孔攻有螺纹,利用螺钉对通孔进行密封,其中A盲孔利用气管接头进行密封,并通过气管与真空发生器Ⅰ308相连;另一组通孔只与6个内小深孔相连,并在测量台301侧面钻有B盲孔与通孔相连,B盲孔攻有螺纹孔,利用气管接头进行密封,并通过气管与真空发生器Ⅱ309相连;调整测量笔Ⅰ302 和测量笔Ⅲ304的位置,使其测量头下压落在内小深孔组中心圆上,用以测量内小深孔吸住的超薄圆片,调整测量笔Ⅱ303和测量笔Ⅳ305的位置,使其测量头下压落在外小深孔组中心圆上,用以测量外小深孔吸住的超薄圆片。
如图6、7所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置的机械抓手4包括真空吸头Ⅰ401、真空吸头Ⅱ402、吸头连接件403、滑轨404、小型弹簧405、滑轨固定块406、安装块407、气缸连接件408、三点气缸409、三点抓手410、真空发生器Ⅲ411和真空发生器Ⅳ412,真空吸头Ⅰ401通过轴孔配合与真空吸头Ⅱ402相连接,通过粘接胶对连接面进行密封,真空吸头Ⅱ402与吸头连接件403 通过配合固定,吸头连接件403通过螺纹与滑轨404 的移动部分连接,滑轨404的固定部分通过螺纹与滑轨固定块406,滑轨404的移动部分通过小型弹簧405和滑轨固定块406连接,对滑轨进行浮动补偿,消除吸取过程的刚性冲击,滑轨固定块406通过螺纹与安装块407连接固定;三点抓手410共三个,分别通过螺纹与三点气缸409的三个移动块连接固定,三点气缸409通过螺纹与气缸连接件408固定,气缸连接件408通过螺纹与安装块407连接固定,安装块407上表面中心开有内孔,与机器人5的移动轴连接固定。
如图8a、8b、8c所示,本发明的一种圆片尺寸的测量装置的真空吸头Ⅰ401上端面中心的开有导向固定孔,且开有内外两层环形槽,内外两层环形槽内分别均匀的钻有六个小孔,形成内小孔组和外小孔组;真空吸头Ⅱ402下端面加工有导向轴结构,用于和真空吸头Ⅰ401的导向固定孔配合定心固定,真空吸头Ⅱ402下端面还开有外环形槽,其外环形槽和真空吸头Ⅰ401上端面的外环形槽直径相同,真空吸头Ⅱ402的侧面开有孔C,孔C与下端面的外环形槽连通,保证气体流通,真空吸头Ⅱ402上端面中心开有孔D,且孔D底部开有均布的六个小孔,六个小孔与真空吸头Ⅰ401上端面的内环形槽重合,保证气体流通;真空吸头Ⅰ401通过轴孔配合与真空吸头Ⅱ402相连接,通过粘接胶对连接面进行密封,真空吸头Ⅱ402的侧面孔C通过气管与真空发生器Ⅲ411的相连,真空吸头Ⅱ402的上端面孔D通过气管与真空发生器Ⅳ412的相连。
Claims (7)
1. 一种圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的测量装置包括拍照机构(1)、托盘机构(2)、测量机构(3)、机械抓手(4)、机器人(5)和支撑台(6),所述的拍照机构(1) 安装在支撑台(6)的下表面,托盘机构(2)、测量机构(3)和具有机械抓手(4)的机器人(5)安装在支撑台(6)的上表面;
托盘机构(2)放置待测量圆片,机器人(5)驱动机械抓手(4)吸取托盘机构(2)上的待测量圆片,拍照机构(1)测量待测量圆片的直径和圆心位置坐标,测量机构(3) 测量待测量圆片的厚度。
2.根据权利要求1所述的圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的拍照机构(1)包括摄像头(101)、抱箍(102)、USB接头(103)、过渡板(104)、连接件(105)、平行光源(106)、开槽定位板(107)和L固定板(108),抱箍(102)分左右两半,两块抱箍(102)通过螺纹和内孔抱住摄像头(101),抱紧摄像头(101)的抱箍(102)通过螺纹与连接件(105)固定,摄像头(101)下方与USB接头(103)通过螺纹固定,USB接头(103)与过渡板(104)通过螺纹与连接件(105)固定,过渡板(104)支撑的USB接头(103)与摄像头(102)中心同心,连接件(105)通过螺纹固定于支撑台(6)下方,开槽定位板(107)通过螺纹与平行光源(106)固定,L固定板(108)通过螺纹与开槽定位板(107)和支撑台(6)固定,开槽定位板(107)固定后限制平行光源(106)的竖直方向运动,摄像头(102)的中心与平行光源(106)的光源中心同心。
3.根据权利要求1所述的圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的托盘机构(2)包括伺服电机(201)、洁净导轨(202)、支撑板(203)、销钉(204)和上料托盘(205),伺服电机(201)通过螺纹与洁净导轨(202)连接,支撑板(203)通过螺纹与洁净导轨(202)固定,支撑板(203)上加工销孔并固定有两颗销钉(204),上料托盘(205)通过两颗销钉(204)与支撑板(203)固定;取出上料托盘(205)完成上料后,将上料托盘(205)放置在支撑板(203)上,伺服电机(201)转动带动洁净导轨(202)上的支撑板(203)平移,从而带动上料托盘(205)平移,上料时移出上料托盘(205),完成上料后将上料托盘(205)移动至检测工位。
4. 根据权利要求1所述的圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的测量机构(3)包括测量台(301)、测量笔Ⅰ(302)、测量笔Ⅱ(303)、测量笔Ⅲ(304)、测量笔Ⅳ(305)、测量过渡件(306)、锁紧螺钉(307)、真空发生器Ⅰ(308)、真空发生器Ⅱ(309)和旋转气缸(310),测量过渡件(306)通过螺纹与旋转气缸(309)固定,测量笔Ⅰ(302)、测量笔Ⅱ(303)、测量笔Ⅲ(304)和测量笔Ⅳ(305)分别插入测量过渡件(306)的装配孔内,并分别通过锁紧螺钉(307)固定测量笔Ⅰ(302)、测量笔Ⅱ(303)、测量笔Ⅲ(304)和测量笔Ⅳ(305)在装配孔中的轴向位置;测量台(301)具有测量水平面,真空发生器Ⅰ(308) 和真空发生器Ⅱ(309)为测量台(301)的测量水平面提供真空吸力,通过螺纹固定于支撑台(6)上,旋转气缸(310)为测量笔Ⅰ(302)、测量笔Ⅱ(303)、测量笔Ⅲ(304)、测量笔Ⅳ(305)提供下压力。
5. 根据权利要求4所述的圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的测量台(301) 的测量水平面上钻有六个内小深孔和六个外小深孔,在测量台(301)正面钻有两组通孔,两组通孔的两端分别攻有螺纹,利用螺钉对通孔进行密封,一组通孔只与6个外小深孔相连,并在测量台(301)侧面钻有一组盲孔与通孔相连,盲孔攻有螺纹,利用螺钉对通孔进行密封,其中A盲孔利用气管接头进行密封,并通过气管与真空发生器Ⅰ(308)相连;另一组通孔只与6个内小深孔相连,并在测量台(301)侧面钻有B盲孔与通孔相连,B盲孔攻有螺纹孔,利用气管接头进行密封,并通过气管与真空发生器Ⅱ(309)相连;调整测量笔Ⅰ(302) 和测量笔Ⅲ(304)的位置,使其测量头下压落在内小深孔组中心圆上,用以测量内小深孔吸住的超薄圆片,调整测量笔Ⅱ(303)和测量笔Ⅳ(305)的位置,使其测量头下压落在外小深孔组中心圆上,用以测量外小深孔吸住的超薄圆片。
6. 根据权利要求1所述的圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的机械抓手(4)包括真空吸头Ⅰ(401)、真空吸头Ⅱ(402)、吸头连接件(403)、滑轨(404)、小型弹簧(405)、滑轨固定块(406)、安装块(407)、气缸连接件(408)、三点气缸(409)、三点抓手(410)、真空发生器Ⅲ(411)和真空发生器Ⅳ(412),真空吸头Ⅰ(401)通过轴孔配合与真空吸头Ⅱ(402)相连接,通过粘接胶对连接面进行密封,真空吸头Ⅱ(402)与吸头连接件(403) 通过配合固定,吸头连接件(403)通过螺纹与滑轨(404) 的移动部分连接,滑轨(404)的固定部分通过螺纹与滑轨固定块(406),滑轨(404)的移动部分通过小型弹簧(405)和滑轨固定块(406)连接,对滑轨进行浮动补偿,消除吸取过程的刚性冲击,滑轨固定块(406)通过螺纹与安装块(407)连接固定;三点抓手(410)共三个,分别通过螺纹与三点气缸(409)的三个移动块连接固定,三点气缸(409)通过螺纹与气缸连接件(408)固定,气缸连接件(408)通过螺纹与安装块(407)连接固定,安装块(407)上表面中心开有内孔,与机器人(5)的移动轴连接固定。
7.根据权利要求6所述的圆片尺寸的测量装置,其特征在于,所述的真空吸头Ⅰ(401)上端面中心的开有导向固定孔,且开有内外两层环形槽,内外两层环形槽内分别均匀的钻有六个小孔,形成内小孔组和外小孔组;真空吸头Ⅱ(402)下端面加工有导向轴结构,用于和真空吸头Ⅰ(401)的导向固定孔配合定心固定,真空吸头Ⅱ(402)下端面还开有外环形槽,其外环形槽和真空吸头Ⅰ(401)上端面的外环形槽直径相同,真空吸头Ⅱ(402)的侧面开有孔C,孔C与下端面的外环形槽连通,保证气体流通,真空吸头Ⅱ(402)上端面中心开有孔D,且孔D底部开有均布的六个小孔,六个小孔与真空吸头Ⅰ(401)上端面的内环形槽重合,保证气体流通;真空吸头Ⅰ(401)通过轴孔配合与真空吸头Ⅱ(402)相连接,通过粘接胶对连接面进行密封,真空吸头Ⅱ(402)的侧面孔C通过气管与真空发生器Ⅲ(411)的相连,真空吸头Ⅱ(402)的上端面孔D通过气管与真空发生器Ⅳ(412)的相连。
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