CN1128982C - 多功能三维测量机 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种多功能三维测量机，包括层析测量机、控制装置和线扫描测量头，线扫描测量头、主轴头和层析测头水平并排设置；主轴头设置于中央，线扫描测量头和层析测头分列于主轴头的两侧；线扫描测量头的线扫描控制电缆和层析测头的层析控制电缆均连接控制装置的输入。线扫描测量仪和层析测量机具有一定的综合优势，在现有技术水平和工业应用场合，这两种测量方法可以实现效率和精度的最佳匹配。这样一台设备可以实现两种测量方式，能够实现外形和内腔测量的合理结合，实现全功能，并可以节约使用者的成本。
Description
技术领域
本发明属于精密仪器领域，特别涉及适用于逆工程领域的三维测量设备的功能集成和结构改进。
背景技术
逆工程技术是当前用于产品开发和仿真加工的一种并行设计、开发手段；是集三维内外轮廓测量、光固化技术、激光技术、粉末冶金、快速铸造及快速模具制造等技术为一体(光机电一体化)的高新技术：它能快速高精度地完成各种形状产品的内外轮廓测量，并通过系统数据处理达到设计者的意图。然后利用快速成型技术使数据成为看得见的实物模型，以便商家在市场中抢得先机，并取得经济利益。三维测量技术是逆工程技术系统中的关键技术，其作用主要体现在以下几方面：
1.设计校验：检测零件的加工尺寸是否符合图纸要求，目前对关键尺寸通常采用手工测量，对于精度要求高、形状复杂的零件，正常测量困难、工作量大，采用逆工程技术可以对零件进行整体测量，将测量数据转换成CAD数据，在计算机内对测量数据和设计数据进行校验分析。
2.逆向设计：在实际的设计工作中，设计师对所设计产品的构思，诸如家用电器和汽车等具有复杂曲面外形的覆盖件的设计意图，往往难于直接在计算机上或图纸上表达，此时，可以首先做成理想外形的泥模或木头模，然后利用三维测量系统进行快速测量，把模型的尺寸形状数据转化为三维CAD数据。
3.仿真制造：解剖和仿真制造国内外先进样机或失去供货渠道的关键零件时，由于它们的形状复杂、精度很高，很难用人工精确测绘，尤其对于模型内腔的复杂形面，更无法进行测绘；可以首先采用逆工程技术对零件进行精确测量，然后输出快速成型文件格式或CNC加工代码，即可仿制出该零件。
综上所述，对产品模型进行三维自动测量并提供与下游技术过程的接口是逆工程技术中极为关键的一步，使厂家得以在最短的周期内，以最低的开发成本，快速向市场投放新产品。
目前国内外常见的三维测量设备有三坐标测量机、工业CT、线扫描三维数字化测量仪和层析三维数字化测量机，各自的优缺点分述如下
1.三坐标测量机
目前最常用的三维测量设备。采用接触式或非接触式测量，可以连续测量或逐点触发测量，测量精度高；最大缺点是测量效率低，价格也较为昂贵。
2.工业CT
非接触式测量，测量效率高，但测量精度较低，价格昂贵，不能满足高精度测量的需求。
3.线扫描三维数字化测量仪
采用线形激光光刀测量，可快速测量零件的外表面形状，效率和精度均较高，缺点是无法测量内腔、深孔等激光照射不到的地方。
4.层析三维数字化测量机
采用断层扫描测量技术，能同时快速测量物体的内腔和外形轮廓尺寸，效率和精度均可以达到较高水平，缺点是要破坏原始零件，对于只需测量外形的零件不适用。
从测量效率和精度两方面考虑，三坐标测量机精度优势突出，但效率最低；工业CT效率优势突出，但精度最低。由于这些设备都是单个独立的；使用者只能选择其中的一种设备使用，不能兼顾精度与效率。同时上述任意一个设备都不能实现全功能的性能，即不能实现对外形和内腔同时进行测量。虽然一个使用者可以同时购买两种设备，实现精度与效率的兼顾，但使用成本太高。
发明内容
本发明的目的是，为解决上述问题提供一种结合线扫描测量仪和层析测量机，能够兼顾效率与精度，并能实现全功能的多功能三维测量机。
为达到上述目的，本发明是这样实现的一种多功能三维测量机，包括层析测量机、控制装置和线扫描测量头，其中层析测量机包括台架、工作台、主轴头和层析测头，其中主轴头设置盘状铣刀夹；上述线扫描测量头、主轴头和层析测头水平并排设置；主轴头设置于中央，线扫描测量头和层析测头分列于主轴头的两侧；线扫描测量头的线扫描控制电缆和析测头的层析控制电缆均连接控制装置的输入。
上述主轴头的背面分别向左右两侧设置壁板，线扫描测量头和层析测头固定安装于该壁板。
上述线扫描测量头用安装支架固定于壁板；层析测头用可调支架固定于壁板。
本发明的优点和积极效果是，线扫描测量仪和层析测量机具有一定的综合优势，在现有技术水平和工业应用场合，这两种测量方法可以实现效率和精度的最佳匹配。所以在现有层析测量机的基础上增加线扫描测量头，可以简单的将线扫描测量仪和层析测量机的功能综合在一台设备里。这样一台设备可以实现两种测量方式，能够实现外形和内腔测量的合理结合，实现全功能，并可以节约使用者的成本。将层析测量机的主轴头设置于中央，将层析测头和线扫描测量头设置于主轴头两侧，这种布置可以非常方便的使用层析测量和线扫描测量，不会出现互相妨碍的现象。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一个实施例的立体图；
图2是本发明一个实施例设置外罩后的立体图；
图3是图1主轴头部分的立体图；
图4是本发明一个实施例控制柜的外观图。
具体实施方式
如图所示，一种多功能三维测量机，包括层析测量机、控制装置9和线扫描测量头8，其中层析测量机包括台架4、工作台3、主轴头6和层析测头5；线扫描测量头8、主轴头6和层析测头5水平并排设置；主轴头6设置于中央，线扫描测量头8和层析测头5分列于主轴头的两侧；具体的结构是将主轴头6的背面分别向左右两侧设置壁板15，线扫描测量头8用安装支架21固定于壁板15；层析测头5用可调支架16固定于壁板15。线扫描测量头的线扫描控制电缆23和层析测头的层析控制电缆24均连接控制装置9的输入。
Claims (1)
1.一种多功能三维测量机，包括层析测量机、控制装置(9)和线扫描测量头(8)，其中层析测量机包括台架(4)、工作台(3)、主轴头(6)和层析测头(5)，所述的主轴头设置盘状铣刀夹，其特征在于上述线扫描测量头(8)、主轴头(6)和层析测头(5)水平并排设置；主轴头(6)的背面分别向左右两侧设置壁板(15)，线扫描测量头(8)和层析测头(5)固定安装于该壁板(15)；主轴头(6)设置于中央，线扫描测量头(8)和层析测头(5)分列于主轴头的两侧；线扫描测量头(8)用安装支架(21)固定于壁板(15)；层析测头(5)用可调支架(16)固定于壁板(15)；线扫描测量头(8)的线扫描控制电缆(23)和层析测头(5)的层析控制电缆(24)均连接控制装置(9)的输入。
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