CN110986801A - 检测装置、检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种检测装置，包括：检测器，用于发射及获得介质，以获得检测信息；控制器，与所述检测器耦接，用于：控制所述检测器向工件发射所述第一介质；获得所述检测器的初始信息；获得检测信息，所述检测信息形成于所述检测器对所述第二介质、所述第三介质的获得；根据所述初始信息及所述检测信息，计算所述工件的平面度和厚度。本申请还提出了一种检测设备，包括检测装置及安装治具。本申请还提出了一种检测方法，包括：向工件发射第一介质；获得检测信息；根据所述初始信息及所述检测信息，计算所述工件的平面度和厚度。本申请操作简单、检测效率高，实现自动化作业且检测精度高。

Description

检测装置、检测设备及检测方法

技术领域

本申请涉及一种检测装置及检测方法，具体涉及一种用于检测工件平面度和厚度的检测装置及检测方法。

背景技术

在制造加工领域，工件的平面度和厚度是一种较为常见的被检参数。目前常见的平面度和厚度的检测方法为：由操作人员先将工件进行安装固定，然后由检测人员利用检测器对工件的平面度和厚度进行检测，但这种方式的检测效率较低，而且测得数据的误差较大。

发明内容

鉴于上述状况，本申请提供一种检测装置及检测方法，以解决上述问题。

本申请提出了一种检测装置，包括检测器，用于发射第一介质，及获得第二介质、第三介质；

控制器，与所述检测器耦接，用于：

控制所述检测器向工件发射所述第一介质；控制所述检测器向工件发射第一介质；

其中所述检测器进一步用于：

因应所述被发射的第一介质，接收第二介质及第三介质；

根据所述第二介质及所述第三介质产生检测信息；

所述控制器进一步用于根据所述检测信息，计算所述工件的平面度和厚度。

进一步地，所述检测器，进一步用于多次发射所述第一介质；

所述控制器，进一步用于：

控制所述检测器移动，以使所述检测器向所述工件的多个不同位置发射所述第一介质；

获得若干根据所述第二介质产生的第一检测信息；

根据若干所述第一检测信息，形成检测信息集；

根据所述第一检测信息集，计算所述工件的平面度。

进一步地，所述第一检测信息为：所述检测器发射所述第一介质至接收到所述第二介质的时间。

进一步地，所述检测器包括：

发射模组，用于向所述工件发射所述第一介质，使所述第一介质透过所述底面到达所述顶面；

成像模组，用于：

将所述第二介质成像至第一位置，所述第二介质形成于所述第一介质到达所述底面的反射；

将所述第三介质成像至第二位置，所述第三介质形成于所述第一介质到达所述顶面的反射；

所述控制器，进一步用于根据所述第一位置和所述第二位置形成第二检测信息，以获得所述厚度。

进一步地，所述第二检测信息为所述第一位置与所述第二位置的距离。

进一步地，检测装置进一步包括：

安装治具，设于所述检测器与所述工件之间，用于安装所述工件。

进一步地，所述安装治具包括：

支撑板，设于所述安装治具内；

柔性柱，设于所述支撑板上，用于支撑所述工件；

所述检测器，进一步用于发射所述第一介质贯穿所述支撑板到达所述工件。

进一步地，所述安装治具包括：

安装槽；

所述检测器，进一步用于发射所述第一介质贯穿所述安装槽到达所述工件。

进一步地，包括：

驱动件，与所述检测器连接；

所述检测器，进一步用于多次发射所述第一介质，以获得若干所述检测信息；

所述控制器，与所述驱动件耦接，进一步用于：

控制所述驱动件带动所述检测器移动，以使所述检测器向所述工件的多个不同位置发射所述第一介质；

根据若干所述检测信息，形成检测信息集；

根据所述检测信息集，计算所述工件的平面度。

进一步地，检测装置包括：

感测器，用于发射感测介质，以获得感测信息；

所述控制器，与所述感测器耦接，进一步用于根据所述感测信息，判断所述安装治具上是否放置有所述工件。

进一步地，所述检测器进一步包括：

聚焦模组，用于：

聚焦所述第二介质；

聚焦所述第三介质。

进一步地，所述检测器为激光检测器。

本申请还提出了一种检测方法，包括：

向工件发射第一介质；

因应所述被发射的第一介质，接收第二介质及第三介质；

根据所述第二介质及所述第三介质产生检测信息；

根据所述检测信息，计算所述工件的平面度和厚度。

所述发射第一介质的步骤，包括：

向所述工件的多个不同位置发射所述第一介质；

所述产生检测信息的步骤，包括：

获得若干根据所述第二介质产生的第一检测信息；

根据若干所述第一检测信息，形成检测信息集；

所述计算所述平面度的步骤，包括：

根据所述第一检测信息集，计算所述平面度。

进一步地，所述方法包括：

向所述工件的多个不同位置发射若干所述介质；

获得若干所述检测信息，形成检测信息集；

根据所述检测信息集，计算所述工件的平面度。

进一步地，所述第一检测信息为：发射所述第一介质至接收到所述第二介质的时间。

进一步地，所述工件包括顶面和底面，其中所述发射第一介质的步骤，进一步包括：

所述第一介质到达所述底面；

所述第一介质透过所述底面到达所述顶面；

其中所述产生检测信息的步骤，进一步包括：

将所述第二介质成像至第一位置，所述第二介质形成于所述第一介质到达所述底面的反射；

将所述第三介质成像至第二位置，所述第三介质形成于所述第一介质到达所述顶面的反射；

根据所述第一位置和所述第二位置的形成第二检测信息；

其中所述计算所述厚度的步骤，包括：

根据所述第二检测信息，计算所述厚度。

进一步地，其中所述第二检测信息为所述第一位置与所述第二位置的距离。

进一步地，包括：

发射感测介质，以获得感测信息；

根据所述感测信息，判断所述工件是否被放置。

进一步地，包括：

对所述第二介质进行聚焦；

对所述第三介质进行聚焦。

进一步地，所述检测器为激光检测器。

本申请还提出了一种检测设备，所述检测设备包括所述检测装置，及：

安装治具，设于所述检测器与所述工件之间，用于安装所述工件。

本申请提供的检测装置及检测方法通过控制器自动控制检测器向工件发射第一介质，以获得检测信息，并根据该检测信息计算工件的平面度和厚度。且通过安装治具设于所述检测器与所述工件之间，符合人因工学，便于人员操作。相对于现有技术，本申请操作简单、检测效率高，实现自动化作业且检测精度高。

附图说明

图1是本申请的一个实施例提供的检测装置的立体结构图。

图2是图1中的检测装置的局部立体结构图。

图3是图1中的检测器的检测原理示意图。

图4是图3中的检测器获得的检测时长集在平面A和平面B的示意图。

图5是图1中的检测装置的硬件架构图。

图6是本申请的一个实施例提供的检测方法的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图3。本申请提出了一种检测装置100，用于检测工件200的平面度和厚度。该检测装置100包括工作台10及设于工作台10上的检测器20、控制器30。工作台10大致为长方体状。

在本实施例中，该工件200选用透光材料制成，使得工件200具有透光特质。该工件200包括一底面210和顶面220。透光材料包括透可见光(波长0.39～0.76μm)、红外光(波长1～1000μm)和紫外光(波长0.01～0.4μm)的材料。例如，聚甲基丙烯酸甲酯，其可见光透过率为92％，紫外线透过率为73.5％，具有良好的抗老化性能。例如，聚碳酸酯，其透光率为87％-91％，具有良好的抗冲击能力和耐热性能。

具体地，请参阅图3和图5。检测器20用于发射第一介质，因应所述被发射的第一介质，接收第二介质及第三介质，以获得检测信息。控制器30与检测器20耦接，用于控制检测器20向工件200发射第一介质，以及根据检测信息计算工件200的平面度和厚度。在本实施例中，该介质包括但不限于是激光。

如图3所示，检测器20包括发射模组21和成像模组22。发射模组21用于发射第一介质，使第一介质到达底面210，以及使第一介质透过底面210到达顶面220。成像模组22用于将经底面210反射的第二介质成像至第一位置24，以及将经顶面220反射的第三介质成像至第二位置25。控制器30根据第一位置24和第二位置25产生的第二检测信息，优选为距离，获得工件200的厚度。

在本实施例中，检测器20在检测过程中向工件200的不同位置发射第一介质，故可获得多组第一位置24和第二位置25的距离值，将多组第一位置24和第二位置25的距离值求取平均值，该平均值即为工件200的厚度。

在本实施例中，发射模组21为激光发射器。成像模组22为CCD(电荷耦合元件)。

可以理解，工件200的上方还设有一保护层(图未示)。该保护层可以为隔光板，将检测器20和工件200与外界环境隔离，防止外界光(例如，可见光、红外光或紫外光)照射至工件200表面，从而影响检测器20的成像精度。该保护层还可为保护罩，该保护罩采用不透光材料制成，罩设在检测器20和工件200外侧，使得将检测器20和工件200与外界环境隔离，防止外界光(例如，可见光、红外光或紫外光)照射至工件200表面，从而影响检测器20的成像精度。

检测器20进一步包括聚焦模组23。聚焦模组23用于将经底面210反射的介质进行聚焦，以及将经顶面220反射的介质进行聚焦。

具体地，由于发射模组21发射的第一介质可到达底面210及透过底面210到达顶面220。但是，部分第一介质会在底面210上发生漫反射，发生漫反射的部分第一介质产生的第二介质在成像时会偏离第一位置24，此时，聚焦模组23可将发生漫反射的部分介质进行聚焦并成像至第一位置24，以保证成像的精准。同理，部分第一介质会在顶面220上发生漫反射，发生射漫反射的部分第一介质产生的第三介质在成像时会偏离第二位置25，此时，聚焦模组23可将发生漫反射的部分第一介质产生的第三介质进行聚焦并成像至第二位置25。

在本实施例中，聚焦模组23为凸透镜。

在本实施例中，检测器20为激光检测器。

在至少一实施方式中，请参阅图1，检测装置100还包括安装治具40。安装治具40大致为矩形板状。安装治具40的下方设置有两个支座41。支座41大致为局部镂空的矩形板。每个支座41的两端分别与工作台10和安装治具40连接，以使得安装治具40架设于工作台10的上方。两个支座41均沿X轴方向延伸，并沿Y轴方向间隔设置。

安装治具40设于检测器20的上方，并承载所述工件200。检测器20发射的介质可贯穿安装治具40并到达工件200。

具体地，将检测器20置于安装治具40的下方，是基于人体工学的设计，在工件200放置安装治具40后，检测器20从下方向工件200的不同位置发射介质，检测结束后，更换另一工件200并检测。而现有技术中常将检测器20装设于工件200的上方，但是在放置工件200时，需先调整检测器20的位置，以免检测器20的位置影响工件200的放置过程；当需要对大量工件200进行检测时，则需要多次调整检测器20的位置，使得检测过程复杂，且耗时较长，检测效率较低。

进一步地，安装治具40上设有安装槽42。安装槽42大致为矩形状。安装槽42贯穿安装治具40的两个相对的表面，安装槽42处放置有工件200。检测器20发射的介质可进一步贯穿安装槽42并到达工件200。

在本实施例中，安装槽42可为多个，例如，两个、三个或四个。多个安装槽42并排设置，且每个安装槽42上均设有一工件200。当安装槽42为并排设置的多个时，检测器20可逐一对安装槽42上的工件200进行检测。

进一步地，安装治具40包括支撑板43和三个柔性柱44。支撑板43大致为条形板状。支撑板43沿X轴方向延伸并设置于安装槽42内。三个柔性柱44呈三角状间隔设置于支撑板43上，用于柔性支撑工件200。

可以理解，支撑板43可为多个，例如，两个、三个或四个。当支撑板43为两个时，两个支撑板43沿Y轴方向间隔设置于安装槽42内，检测器20发射的介质可贯穿相邻的两个支撑板43之间的间隙、以及支撑板43与安装槽42的槽边之间的间隙到达工件200，并获得相应的检测信息。

在本实施例中，柔性柱44选用柔性材料制成，用于柔性支撑工件200。例如，橡胶、硅胶。但不限于此。

可以理解地，在其他的实施方式中，柔性柱44的数量可为四个，也可为五个。但不限于此。并且柔性柱44可呈矩形状间隔设置于支撑板43上，也可呈梯形状间隔设置于支撑板43上，但不限于此。

在至少一实施方式中，请参阅图1至图3，检测装置100还包括设置于工作台10上的驱动件50。

检测装置100还包括两个滑轨51、横板52及竖板53。两个滑轨51沿X轴方向延伸，且两个滑轨51沿Y轴方向间隔设置。横板52设于两个滑轨51的上方，且横板52的下方设有两个滑槽521，两个滑槽521分别与两个滑轨51相配合，横板52可沿滑轨51滑动。竖板53沿Y轴方向延伸且竖板53垂直连接于横板52的上侧。检测器20为三个，三个检测器20设于横板上且沿Y轴方向间隔设置于竖板53的一侧面，且相邻的检测器20之间的距离可根据实际需要进行调节。驱动件50与竖板53背离检测器20的一侧面连接。

驱动件50还与控制器30耦接。控制器30进一步用于控制驱动件50带动横板52及检测器20移动，以使检测器20向工件200的多个不同位置发射介质；根据若干检测信息，形成检测信息集；根据检测信息集，计算工件200的平面度。

具体地，将工件200水平放置于安装治具40上，检测器20的发射模组21依次向安装治具40上的待测工件的多个检测位置发射第一介质；该第一介质经反射后到达成像模组22，控制器30计算每个检测位置的检测时长，并形成检测时长集，其中，检测时长为从发射模组21发射第一介质至介质经反射后产生的第二介质到达成像模组22的时间。如图4所示，平面A为检测时长集中的最大值所在的平面，平面B为检测时长集中的最小值所在的平面，平面A和平面B平行，T为平面A和平面B的差值，由于介质的发射路径和反射路径大致相同，故将该差值的二分之一乘以介质在空气中的速度后得到的数值即为工件200的平面度。需要注意的是，所述控制器仅针对第二介质反馈的检测信息计算检测时长，而过滤第三介质反馈的检测信息，具体地，可通过过滤成像模组较远处的第二位置的获取时间实现。

在至少一实施方式中，请参阅图5。检测装置100还包括设于横板52上的感测器60，用于发射感测介质，以获得感测信息。

感测器60与控制器30耦接。控制器30进一步用于根据感测信息，判断安装治具40上是否放置有工件200。

具体地，感测器60包括光发射模组和光接收模组。光发射模组用于向安装治具40上的工件200发射感测介质，光接收模组用于接收经工件200反射的感测介质，控制器30根据光接收模组是否收到经工件200反射的感测介质判断安装治具40上是否放置有工件200。

在本实施例中，光发射模组向安装治具40上的预设位置发射感测介质；若安装治具40上未放置有工件200时，光接收模组可接收经工件200反射的感测介质，控制器30判断安装治具40放置有工件200，并执行下一动作。若安装治具40上未放置有工件200时，光接收模组并不会接收经工件200反射的感测介质，控制器30判断安装治具40上未放置有工件200。

请参阅图6。本申请还提出了一种检测方法，包括如下步骤：

从工件200的下方，向工件200的多个不同位置发射若干第一介质。

具体地，在检测器20发射介质之前，控制器30先控制感测器60发射感测信息，判断安装治具40上是否放置有工件200。

当安装治具40上放置有工件200时，控制器30控制驱动件50带动检测器20移动，使得检测器20的发射模组21发射的第一介质从工件200的下方贯穿相邻的两个支撑板43之间的间隙、以及支撑板43与安装槽42的槽边之间的间隙到达工件200的底面210的多个不同位置及透过底面210到达顶面220的多个不同位置。

获得从工件200反馈的第二介质，以获得若干第一检测信息，并形成第一检测信息集。

具体地，检测器20获得经底面210反射的第二介质，该第二介质经聚焦模组23聚焦后成像至成像模组22的第一位置24；

检测器20还获得经顶面220反射的第三介质，该第三介质经聚焦模组23聚焦后成像至成像模组22的第二位置25。

控制器30获得工件200的多个不同位置处获得的第一位置信息和第二位置信息，并形成第二检测信息集。在本实施例中，第一位置信息和第二位置信息包括但不限于是坐标。

根据由第一检测信息集及第二检测信息集组成的检测信息集，计算工件200的平面度和厚度。

具体地，控制器30根据检测信息集，计算工件200的平面度和厚度。

其中，控制器30根据检测信息集中的其中一个或多个检测位置处获得的第一位置24和第二位置25之间的距离差值计算工件200的厚度。

控制器30根据检测信息集中的多个检测位置处获得的第一位置信息计算底面210的平面度或根据检测信息集中的多个检测位置处获得的第二位置信息计算顶面220的平面度。

本申请提供的检测装置100及方法通过控制器30自动控制检测器20向工件200发射第一介质，以获得检测信息，并根据该检测信息计算工件200的平面度和厚度。相对于现有技术，本申请操作简单、检测效率高，实现自动化作业且检测精度高。

另外，本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化，当然，这些根据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种检测装置，包括：

检测器；以及

控制器，与所述检测器耦接，用于控制所述检测器向工件发射第一介质；

其中所述检测器进一步用于：

因应所述被发射的第一介质，接收第二介质及第三介质；

根据所述第二介质及所述第三介质产生检测信息；

所述控制器进一步用于根据所述检测信息，计算所述工件的平面度和厚度。

2.如权利要求1所述的检测装置，进一步包括：

所述检测器，进一步用于多次发射所述第一介质；

所述控制器，进一步用于：

控制所述检测器移动，以使所述检测器向所述工件的多个不同位置发射所述第一介质；

获得若干根据所述第二介质产生的第一检测信息；

根据若干所述第一检测信息，形成检测信息集；

根据所述第一检测信息集，计算所述工件的平面度。

3.如权利要求2所述的检测装置，其中所述第一检测信息为：所述检测器发射所述第一介质至接收到所述第二介质的时间。

4.如权利要求1所述的检测装置，其中所述工件包括顶面和底面，所述检测器包括：

发射模组，用于向所述工件发射所述第一介质，使所述第一介质透过所述底面到达所述顶面；

成像模组，用于：

将所述第二介质成像至第一位置，所述第二介质形成于所述第一介质到达所述底面的反射；

将所述第三介质成像至第二位置，所述第三介质形成于所述第一介质到达所述顶面的反射；

所述控制器，进一步用于根据所述第一位置和所述第二位置形成第二检测信息，以获得所述厚度。

5.如权利要求4所述的检测装置，其中所述第二检测信息为所述第一位置与所述第二位置的距离。

6.一种检测方法，包括：

向工件发射第一介质；

因应所述被发射的第一介质，接收第二介质及第三介质；

根据所述第二介质及所述第三介质产生检测信息；

根据所述检测信息，计算所述工件的平面度和厚度。

7.如权利要求6所述的检测方法，其中：

所述发射第一介质的步骤，包括：

向所述工件的多个不同位置发射所述第一介质；

所述产生检测信息的步骤，包括：

获得若干根据所述第二介质产生的第一检测信息；

根据若干所述第一检测信息，形成检测信息集；

所述计算所述平面度的步骤，包括：

根据所述第一检测信息集，计算所述平面度。

8.如权利要求7所述的检测方法，其中所述第一检测信息为：发射所述第一介质至接收到所述第二介质的时间。

9.如权利要求6所述的检测方法，其中所述工件包括顶面和底面，其中所述发射第一介质的步骤，进一步包括：

所述第一介质到达所述底面；

所述第一介质透过所述底面到达所述顶面；

其中所述产生检测信息的步骤，进一步包括：

将所述第二介质成像至第一位置，所述第二介质形成于所述第一介质到达所述底面的反射；

将所述第三介质成像至第二位置，所述第三介质形成于所述第一介质到达所述顶面的反射；

根据所述第一位置和所述第二位置的形成第二检测信息；

其中所述计算所述厚度的步骤，包括：

根据所述第二检测信息，计算所述厚度。

10.如权利要求9所述的检测方法，其中所述第二检测信息为所述第一位置与所述第二位置的距离。

11.一种检测设备，包括如权利要求1-5所述的检测装置，及：

安装治具，设于所述检测器与所述工件之间，用于安装所述工件。

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