CN113124758A - 一种集成2d相机与3d激光的尺寸测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，包括支架，所述支架上集成有旋转装置、产品固定组件、定位装置、测量装置和控制系统；所述产品固定组件包括产品载具、产品限位块和固定装置；所述定位装置包括定位块和定位气缸，所述定位块包括凹陷块和凸起块，所述测量装置包括若干个2D测量机构和若干个3D测量机构。本发明能够在有限的厚度中通过支架集成旋转装置、产品固定组件、定位装置、2D测量机构和3D测量机构，减少了设备体积；通过调整测量装置能够实现多方位高精度测量；通过设置定位装置进行旋转定位，定位精度更高；通过设置产品限位块与固定装置对产品进行固定，能够适应不同形状和尺寸的产品，兼容性强。

Description

一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置。

背景技术

目前，绝大多数的产品加工作业中，需要对加工后的产品进行检测，包括检测产品的形状、轮廓、尺寸等。目前，绝大多数产品的检测还是通过人工独立完成。但是，当产品的尺寸较小时，人工测量的误差较大、耗时较长、效率低下，很大程度上影响了产品的合格率。当产品数量较多时，人力资源需求多，人力资源成本大。因此，需要通过测量设备进行自动化测量，提高效率，降低人力资源成本。

但是，现有的测量装置如果将2D检测和3D检测集成在同一治具中，设备体积较大，且对产品尺寸测量都过于单一，产品不同的测量要素有时要放到不同的测量设备上进行测量，就需要配置不同的测量设备，成本较高，人力资源需求高。当需要测量的产品种类较多时，因为多数测量设备无法兼容多种产品，就需要配置对应的测量设备。因此，如何在一台设备上快速完成所有测量，并且能够兼容多种产品，提高测量精度至关重要。

中国专利CN107966109A公开了一种小零部件自动化检测设备，包括：相机、3D激光扫描仪、吹气喷头、玻璃转盘、振动盘、轨道、传感器和电箱，所述相机分别为相机一、相机二、相机三，传感器、相机一、相机二、相机三、3D激光扫描仪分别沿逆时针方向依次设置于玻璃转盘边缘上方，所述轨道分别连接振动盘和玻璃转盘，且与玻璃转盘连接处位于传感器的前方，所述吹气喷头共有两组，一组位于传感器前方，一组位于3D激光扫描仪后方。该申请机器结构简单，可靠性高，尺寸小，成本低；无夹具，通过气吹靠边及软件自动摆正定位，通用性好，更改程序即可兼容不同产品的测量；CT=1s/pcs，检测效率高。

然而，实际使用过程中发现该申请对产品尺寸测量存在以下几个问题：1）该申请通过气吹靠边及软件自动摆正定位，只可用于较小零部件的检测，对于较大的零部件或产品检测时，无法定位或定位精度不够，无法兼容多种产品；2）该申请需要在轨道和转盘上将产品在各个相机之间运输，依次进行外部轮廓尺寸测量、高度测量、内部轮廓尺寸测量和3D扫描，每次运输和测量之间均会存在定位误差从而影响测量误差，步骤越多，定位的误差越大，相应的测量误差也会较大；3）该申请虽然将2D测量与3D激光进行结合，但依旧对产品不同的测量要素分装置进行测量，设备体积较大；且测量的方向固定，数据容易产生偏差。

有鉴于此，开发一种定位和测量精度更高的集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，以进一步提高产品检测效率，缩小装置体积，降低成本，显然具有实际的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，包括支架，所述支架上集成有旋转装置、产品固定组件、定位装置、测量装置和控制系统；

所述旋转装置设置在支架上方，所述旋转装置包括转盘、设置在转盘下方的轴环、设置在轴环外围的第一同步带轮、用于驱动所述旋转装置转动的驱动电机；

所述产品固定组件设置在所述旋转装置上，所述产品固定组件包括产品载具、用于固定所述产品载具的产品限位块和用于固定所述产品载具的固定装置；

所述定位装置用于固定所述旋转装置，所述定位装置包括定位块和定位气缸，所述定位气缸设置在所述支架上，所述定位块包括凹陷块和凸起块，所述凹陷块设置在所述转盘上，所述凸起块与所述定位气缸连接；

所述测量装置包括若干个2D测量机构和若干个3D测量机构；所述2D测量机构设置在所述支架上靠近所述旋转装置的一侧，所述3D测量机构设置在所述支架上远离所述旋转装置的一侧。

优选地，所述凹陷块远离所述转盘的一端向内凹陷，形成凹陷区，所述凸起块靠近所述转盘的一端向外凸起，形成与凹陷区相对应的凸起区；所述凸起块与所述定位气缸之间固定连接。

上文中，所述凹陷块运动至凸起块处时，所述驱动电机停止运转，所述凹陷块与所述凸起块之间具有一定的空隙，所述定位气缸驱动所述凸起块向前运动缩小凹陷块与凸起块之间的距离，所述凹陷块无法转动。

上文中，所述凹陷块分布在所述转盘的外围，所述凹陷块的数量为n，n为大于1的正整数，n的具体数值根据产品所需测量的部件数量或所需测量的测量方位进行确定，根据所述凹陷块的数量将转盘运动的位置分为第一运动位置、第二运动位置、直至第n运动位置。

上文中，所述2D测量机构用于测量所述产品的整体尺寸，所述3D测量机构用于测量所述产品的轮廓、曲面度和所述产品上设置的小部件的尺寸，所述产品载具设置在所述转盘的中部，所述转盘旋转带动所述产品载具上的产品进行转动更换测量方位；当所述产品放置在所述产品载具上并通过产品固定组件进行固定之后，转盘转动至第一指定位置，并通过定位装置固定转盘，所述2D测量机构先进行测量，测量完毕后，3D测量机构进行测量，测量完毕后，定位装置松开转盘，所述转盘旋转带动所述产品载具上的产品进行转动至第二运动位置再次测量，直至n个运动位置均完成测量后，产品固定组件松开产品，可取出产品。

优选地，所述驱动电机设置在所述支架的下方，所述驱动电机为伺服电机。

优选地，所述支架上还设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过同步带进行连接；所述第一同步带轮和第二同步带轮之间设置有用于控制皮带张紧力的皮带张紧轮。

优选地，所述2D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，所述2D测量机构的数量为至少两个，相邻两个所述2D测量机构之间形成夹角；所述2D测量机构包括2D相机、镜头和相机光源，所述镜头设置在所述2D相机和所述相机光源之间。

上文中，相邻两个所述2D测量机构之间形成的夹角的角度相等，所述夹角的范围为30°~150°，所述夹角的角度可以根据所需测量的产品的部件的方位进行调整。

优选地，所述3D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，若干个所述3D测量机构上下放置，所述3D测量机构包括3D激光和用于控制所述3D激光的精密调节台。

上文中，所述3D激光测量的方法包括：首先，通过向产品发射激光，通过精密调节台接收由产品反射的光线和所成的像，通过数据分析得出光强、距离、产品三维坐标等参数；其次，对数据分析结果进行调整优化，获得最佳参数，根据所得最佳参数调整3D测量机构之间的距离、3D测量机构与产品之间的位置，并通过精密调节台调整3D激光参数；然后，重新向产品发射激光，记录产品反射的光线和所成的像，完成对产品的测量；最后，通过数据分析提取图像中的像素点并进行计算、拟合并转化为三维坐标点，对三维坐标点进行重建和非线性优化得到更高精度的三维坐标点。

优选地，所述转盘与所述轴环之间可拆卸连接，所述转盘的厚度根据产品的尺寸进行调整，所述转盘中部设置有用于连接所述产品载具的安装孔。

优选地，所述转盘的直径为150~400mm，所述转盘的厚度为20~60mm。

优选地，所述产品载具的四周设置有供光线穿过的空隙。

优选地，所述产品限位块和所述固定装置分布在所述产品载具的四周，所述固定装置包括第一固定装置、第二固定装置中的一种或其结合。

优选地，所述第一固定装置包括第一滑动装置、连接在所述第一滑动装置上的按压板和连接在所述第一滑动装置上用于固定产品的第一产品固定块；所述按压板上连接有撑开装置。

优选地，所述撑开装置包括撑开块和撑开气缸，所述撑开气缸和所述撑开块之间设置有撑开支架，所述撑开块和所述撑开支架之间可拆卸连接，所述撑开气缸用于控制所述撑开块与所述撑开支架之间的连接或拆卸。

优选地，所述撑开支架与所述撑开气缸位于所述支架上，所述撑开块位于所述转盘的上方；所述撑开块的形状为L型，所述撑开块上靠近所述撑开支架的一端设置有第一凸起块，所述撑开支架上靠近所述撑开块的一端设置有第二凸起块，所述第一凸起块和第二凸起块均为三角形块、方形块或勾形块，所述第二凸起块位于所述第一凸起块的上方，所述第一滑动装置设置在所述撑开块的下方，所述第一滑动装置包括第一弹簧和设置在第一弹簧上的第一滑动块，所述按压板固定连接在所述第一滑动块上，所述第一产品固定块连接在所述第一滑动块上远离所述第一弹簧的一端；所述撑开块的位移量小于所述第一凸起块的长度。

上文中，所述撑开支架与撑开块连接时，所述撑开块向远离产品载具的方向压紧第一弹簧；当所述撑开气缸驱动所述撑开支架上升，所述第二凸起块高于所述第一凸起块，即所述撑开支架与所述撑开块分离，此时所述第一弹簧的弹力驱动撑开块及按压板向靠近所述产品载具的方向滑动，所述第一滑动块上的第一产品固定块滑动至产品载具处对产品载具进行固定；此时由于撑开块与撑开支架分离，撑开块可随转盘转动；当所述撑开块重新转动至所述撑开支架上方时，所述撑开气缸驱动所述撑开支架下降至第二凸起块与第一凸起块进行连接，所述撑开气缸继续向下使得撑开块向远离产品载具的一端运动并压紧弹簧，此时按压板向远离所述产品载具的方向滑动，第一产品固定块远离所述产品载具。

优选地，所述第二固定装置包括第二滑动装置、设置在第二滑动装置上的第二滑动块和与所述第二滑动块连接的第二产品固定块，所述第二滑动块滑的下方设置有解锁装置，所述解锁装置包括解锁连接楔块和解锁气缸，所述解锁连接楔块设置在所述转盘上并与所述转盘弹性连接。

优选地，所述解锁连接楔块与所述转盘之间的弹性连接通过弹簧实现。

上文中，所述第二滑动块带动所述第二产品固定块滑动至所述产品载具处，此时解锁气缸驱动所述解锁连接楔块向上弹出与所述第二滑动块进行连接，此时第二产品固定块固定所述产品载具；当所述解锁气缸驱动所述解锁连接楔块远离所述第二滑动块时，所述第二滑动块带动所述第二产品固定块远离所述产品载具。

优选地，所述控制系统包括主控模块、定位模块、驱动模块和数据处理模块，所述主控模块用于向各个模块发送指令并通过各模块反馈的信号对各模块进行切换；

所述驱动模块用于控制所述驱动电机、定位气缸、撑开气缸和解锁气缸；

所述数据处理模块用于处理并存储所述2D测量机构和3D测量机构测量到的数据；

所述定位模块用于判定产品的测量方位，根据测量数据判定测量状态，将数据传输至驱动模块驱动产品旋转至相应的运动位置。

本测量装置的工作过程如下：

S1、根据产品大小调整产品载具和产品限位块，人工将产品放置在产品载具上，所述2D测量机构和3D测量机构进行预测量，根据预测量结果调整2D测量机构参数和角度，调整3D测量机构参数和距离；

S2、撑开气缸驱动撑开支架与撑开块分离，此时撑开块推动第一滑动装置上的第一产品固定块固定产品载具；

S3、解锁气缸驱动所述解锁连接楔块与第二滑动块进行连接，此时所述解锁装置处于锁定状态，所述第二产品固定块固定产品载具；

S4、定位模块判定产品放置位置和所需测量方位，并将数据传输至所述控制系统中；

S5、所述控制系统接收定位数据后，所述驱动模块驱动旋转电机转动转盘至第一指定位置；

S6、所述定位气缸驱动定位装置上的凸起块与凹陷块进行匹配，所述驱动电机停止转盘运动；

S7、所述2D测量机构进行测量，并将测量的数据传输至数据处理模块中；

S8、测量完毕后，精密调节台调节3D测量机构参数，调节完毕后对产品进行测量；

S9、步骤S7和S8测量过程中，所述定位模块实时判定所述测量产品在该运动位置的数据是否已测量完成；

在S8测量完成后，所述定位模块判定需测量的产品的所有运动方位的数据是否均已测量完成，若未测量完成，定位气缸驱动定位装置上的凸起块和凹陷块进行分离，所述驱动电机驱动转盘运动至下一运动位置，重复S6-S8，直至产品所有需测量位置均已全部测量完成；

S10、所有产品均测量完成后，所述驱动电机停止驱动，所述产品固定组件松开所述产品载具，人工取出产品。

上文中，根据所述固定装置选取第一固定装置和/或第二固定装置来选取采用所述步骤S2和/或步骤S3。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明公开的测量装置与专利号CN107966109A相比，能够在有限的厚度中通过支架集成旋转装置、产品固定组件、定位装置、2D测量机构和3D测量机构，减少了设备体积；通过设置至少两个2D测量机构和3D测量机构，通过调整2D测量机构的角度和3D测量机构的距离能够实现多方位高精度测量；通过设置定位装置来进行产品旋转方位的定位，定位精度更高；

通过设置产品限位块与第一固定装置和/或第二固定装置对产品进行固定，固定效果更好，能够适应不同形状和尺寸的产品，兼容性强；

2.本发明采用了解锁装置和/或撑开装置配合进行产品的固定和脱离，自动化程度高；

3.本发明将产品固定在转盘上，根据所需产品的测量方位和部件对凹陷块和运动位置进行设定，可以实现多方位检测产品的数据，更能精准的测量产品的尺寸，也大大提高了尺寸测量的效率；

4.本发明通过控制系统采用定位模块判定测量产品的测量方位，根据测量数据判定测量状态，将数据传输至驱动模块驱动产品旋转实现自动化调整，依靠定位模块对产品需检测位置相对于加工组件的实际坐标进行判定，从而实现对测量角度的精准控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一的2D测量装置的结构示意图；

图3为本发明实施例一的旋转装置的结构示意图；

图4为本发明实施例一中撑开装置和解锁装置的结构示意图；

图5为图4中A部分的放大图；

图6为本发明实施例一的轴环的结构示意图；

图7为本发明实施例一中的产品载具的结构示意图；

图8为本发明实施例一中第一弹簧处于自然状态时第一固定装置的连接示意图；

图9为本发明实施例一中第一弹簧处于压缩状态时第一固定装置的连接示意图。

其中，1、支架；2、旋转装置；3、产品固定组件；4、定位装置；5、测量装置；

21、转盘；22、轴环；23、第一同步带轮；24、驱动电机；25、第二同步带轮；26、同步带；27、皮带张紧轮；

31、产品载具；32、产品限位块；33、固定装置；34、第一固定装置；35、第二固定装置；

311、产品放置台；312、空隙；

341、第一滑动装置；342、按压板；343、第一产品固定块；344、撑开装置；345、撑开块；346、撑开气缸；347、撑开支架；348、第一弹簧；349、第一滑动块；

351、第二滑动装置；352、第二滑动块；353、第二产品固定块，354、解锁装置，355、解锁连接楔块；

41、定位块；42、定位气缸；

411、凹陷块；412凸起块；

51、2D测量机构；52、3D测量机构；

511、2D相机；512、镜头；513、相机光源；

521、3D激光；522、精密调节台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例以测量手表为例介绍一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置。

如附图1、附图3和附图6所示，一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，包括支架1，所述支架1上集成有旋转装置2、产品固定组件3、定位装置4、测量装置5和控制系统；

所述旋转装置2设置在支架1上方，所述旋转装置2包括转盘21、设置在转盘21下方的轴环22、设置在轴环22外围的第一同步带轮23、用于驱动所述旋转装置2转动的驱动电机24；

所述产品固定组件3设置在所述旋转装置2上，所述产品固定组件3包括产品载具31、用于固定所述产品载具31的产品限位块32和用于固定所述产品载具31的固定装置33；

所述定位装置4用于固定所述旋转装置2，所述定位装置4包括定位块41和定位气缸42，所述定位气缸42设置在所述支架1上，所述定位块41包括凹陷块411和凸起块412，所述凹陷块411设置在所述转盘21上，所述凸起块412与所述定位气缸42连接；

所述测量装置5包括若干个2D测量机构51和若干个3D测量机构52；所述2D测量机构51设置在所述支架1上靠近所述旋转装置2的一侧，所述3D测量机构52设置在所述支架1上远离所述旋转装置2的一侧。

进一步的，所述凹陷块411远离所述转盘21的一端向内凹陷，形成凹陷区，所述凸起块412靠近所述转盘21的一端向外凸起，形成与凹陷区相对应的凸起区；所述凸起块412与所述定位气缸42之间固定连接。

进一步的，所述凹陷块运动至凸起块处时，所述驱动电机停止运转，所述凹陷块与所述凸起块之间具有一定的空隙，所述定位气缸驱动所述凸起块向前运动缩小凹陷块与凸起块之间的距离，所述凹陷块无法转动。

进一步的，所述定位气缸的定位重复精度为±0.02mm。

进一步的，所述凹陷块分布在所述转盘的外围，所述凹陷块的数量为2，根据所述凹陷块的数量将转盘运动的位置分为第一运动位置、第二运动位置。

进一步的，所述2D测量机构用于测量所述手表后壳的尺寸，所述3D测量机构用于测量手表表带的轮廓、曲面度和所述表带上孔的尺寸，所述产品载具31设置在所述转盘21的中部，所述转盘21旋转带动所述产品载具31上的手表进行转动更换测量方位；当所述手表放置在所述产品载具31上并通过产品固定组件3进行固定之后，转盘21转动至第一指定位置，并通过定位装置4固定转盘21，所述2D测量机构51先进行测量，测量完毕后，3D测量机构52进行测量，测量完毕后，定位装置4松开转盘21，所述转盘21旋转带动所述产品载具31上的手表进行转动至第二运动位置再次测量，2个运动位置均完成测量后，产品固定组件3松开产品载具31，可取出手表。

进一步的，所述驱动电机24设置在所述支架1的下方，所述驱动电机24为伺服电机。

进一步的，所述支架1上还设置有第二同步带轮25，所述第一同步带轮23和第二同步带轮25之间通过同步带26进行连接；所述第一同步带轮23和第二同步带轮25之间设置有用于控制皮带张紧力的皮带张紧轮27。

如附图2所示，所述2D测量机构51与所述支架1之间可拆卸连接，所述2D测量机构51的数量为两个，两个所述2D测量机构51之间形成夹角；所述2D测量机构51包括2D相机511、镜头512和相机光源513，所述镜头512设置在所述2D相机511和所述相机光源513之间。

进一步的，两个所述2D测量机构51之间形成的夹角的角度为60°，所述夹角的角度可以根据所需测量的产品的部件的方位进行调整。

进一步的，所述3D测量机构52与所述支架1之间可拆卸连接，两个所述3D测量机构52上下放置，所述3D测量机构52包括3D激光521和用于控制所述3D激光521的精密调节台522。

进一步的，所述两个3D激光521之间的距离为130mm。

进一步的，所述3D激光521测量的方法包括：首先，通过向手表发射激光，通过精密调节台522接收由手表反射的光线和所成的像，通过数据分析得出光强、距离、产品三维坐标等参数；其次，对数据分析结果进行调整优化，获得最佳参数，根据所得最佳参数调整3D测量机构52之间的距离、3D测量机构52与手表之间的位置，并通过精密调节台522调整3D激光521参数；然后，重新向手表发射激光，记录手表反射的光线和所成的像，完成对手表的测量；最后，通过数据分析提取图像中的像素点并进行计算、拟合并转化为三维坐标点，对三维坐标点进行重建和非线性优化得到更高精度的三维坐标点。

进一步的，所述转盘21与所述轴环22之间可拆卸连接，所述转盘21的厚度根据产品的尺寸进行调整，所述转盘21中部设置有用于连接所述产品载具31的安装孔。

进一步的，所述转盘21的直径为200mm，所述转盘21的厚度为40mm。

进一步的，所述产品限位块32和所述固定装置33分布在所述产品载具31的四周，所述固定装置33包括第一固定装置34和第二固定装置35。

如附图4所示，所述第二固定装置35包括第二滑动装置351、设置在第二滑动装置351上的第二滑动块352和与所述第二滑动块352连接的第二产品固定块353，所述第二滑动块352下方设置有解锁装置354，所述解锁装置354包括解锁连接楔块355和解锁气缸，所述解锁连接楔块355设置在所述转盘21上并与所述转盘21弹性连接；所述解锁连接楔块355的上端面为斜面，所述解锁连接楔块355靠近所述产品载具31的高度大于所述解锁连接楔块355远离所述产品载具31的高度，所述解锁连接楔块355的上端面的宽度大于所述第二滑动块352的滑动距离。

进一步的，所述解锁连接楔块355与所述转盘21之间的弹性连接通过弹簧实现。

进一步的，所述第二滑动块352带动所述第二产品固定块353滑动至所述产品载具31处，此时解锁气缸驱动所述解锁连接楔块355向上弹出与所述第二滑动块352进行连接，由于解锁连接楔块355的上端面为斜面，第二滑动块352与所述解锁连接楔块355进行连接时无法继续向前滑动，此时第二产品固定块353固定所述产品载具31；当所述解锁气缸驱动所述解锁连接楔块355远离所述第二滑动块352时，所述第二滑动块352带动所述第二产品固定块353远离所述产品载具31。

如附图5所示，所述第一固定装置34包括第一滑动装置341、连接在所述第一滑动装置341上的按压板342和连接在所述第一滑动装置341上用于固定手表的第一产品固定块343；所述按压板342上连接有撑开装置344。

进一步的，所述撑开装置344包括撑开块345和撑开气缸346，所述撑开气缸346和所述撑开块345之间设置有撑开支架347，所述撑开块345和所述撑开支架347之间可拆卸连接，所述撑开气缸346用于控制所述撑开块345与所述撑开支架347之间的连接或拆卸。

如附图8和附图9所示，所述撑开支架347与所述撑开气缸346位于所述支架1上，所述撑开块345位于所述转盘21的上方；所述撑开块345的形状为L型，所述撑开块345上靠近所述撑开支架347的一端设置有第一凸起块，所述撑开支架347上靠近所述撑开块345的一端设置有第二凸起块，所述第一凸起块和第二凸起块均为三角形块，所述第二凸起块位于所述第一凸起块的上方；所述第一滑动装置341设置在所述撑开块345的下方，所述第一滑动装置341包括第一弹簧348和设置在第一弹簧348上的第一滑动块349，所述按压板342固定连接在所述第一滑动块349上，所述第一产品固定块343连接在所述第一滑动块349上远离所述第一弹簧348的一端；所述撑开块345的位移量小于所述第一凸起块的长度。

进一步的，所述撑开支架347与撑开块345连接时，所述撑开块345向远离产品载具31的方向压紧第一弹簧；如附图8所示，当所述撑开气缸346驱动所述撑开支架347上升，所述第二凸起块高于所述第一凸起块，即所述撑开支架347与所述撑开块345分离，此时所述第一弹簧348的弹力驱动撑开块345及按压板342向靠近所述产品载具31的方向滑动，所述第一滑动块349上的第一产品固定块343滑动至产品载具31处对产品载具31进行固定；此时由于撑开块345与撑开支架347分离，撑开块345可随转盘转动；如附图9所示，当所述撑开345块重新转动至所述撑开支架347上方时，所述撑开气缸346驱动所述撑开支架347下降至第二凸起块与第一凸起块进行连接，所述撑开气缸346继续向下使得撑开块345向远离产品载具31的一端运动并压紧第一弹簧，此时按压板342向远离所述产品载具31的方向滑动，第一产品固定块343远离所述产品载具31。

如附图7所示，所述产品载具31包括产品放置台311，所述产品载具31的四周设置有供光线穿过的空隙312。

进一步的，所述控制系统包括主控模块、定位模块、驱动模块和数据处理模块，所述主控模块用于向各个模块发送指令并通过各模块反馈的信号对各模块进行切换；

所述驱动模块用于控制所述驱动电机24、定位气缸42、撑开气缸346和解锁气缸；

所述数据处理模块用于处理并存储所述2D测量机构51和3D测量机构52测量到的数据；

所述定位模块用于判定产品的测量方位，根据测量数据判定测量状态，将数据传输至驱动模块驱动产品旋转至相应的运动位置。

本实施例的工作过程如下：

S1、根据产品大小调整产品载具和产品限位块，人工将产品放置在产品载具上，所述2D测量机构和3D测量机构进行预测量，根据预测量结果调整2D测量机构参数和角度，调整3D测量机构参数和距离；

S2、撑开气缸驱动撑开支架与撑开块分离，此时撑开块推动第一滑动装置上的第一产品固定块固定产品载具；

S3、解锁气缸驱动所述解锁连接楔块与第二滑动块进行连接，此时所述解锁装置处于锁定状态，所述第二产品固定块固定产品载具；

S4、定位模块判定产品放置位置和所需测量方位，并将数据传输至所述控制系统中；

S5、所述控制系统接收定位数据后，所述驱动模块驱动旋转电机转动转盘至第一指定位置；

S6、所述定位气缸驱动定位装置上的凸起块与凹陷块进行匹配，所述驱动电机停止转盘运动；

S7、所述2D测量机构进行测量，并将测量的数据传输至数据处理模块中；

S8、测量完毕后，精密调节台调节3D测量机构参数，调节完毕后对产品进行测量；

S9、步骤S7和S8测量过程中，所述定位模块实时判定所述测量产品在该运动位置的数据是否已测量完成；

在S8测量完成后，定位气缸驱动定位装置上的凸起块和凹陷块进行分离，所述驱动电机驱动转盘运动至第二运动位置，重复S6-S8，直至第二运动位置均已全部测量完成。

S10、所有产品均测量完成后，所述驱动电机停止驱动，所述产品固定组件松开所述产品载具，人工取出产品。

上文中，所述定位模块在测量过程中实时判定需测量的产品的所有运动方位的数据是否均已测量完成。

实施例二

本实施例是在上述实施例一的基础上进行的，与上述实施例一相同之处不予赘述。

所述产品限位块和所述固定装置分布在所述产品载具的四周，所述固定装置包括第一固定装置，所述第一固定装置包括第一滑动装置、连接在所述第一滑动装置上的按压板和连接在所述第一滑动装置上用于固定产品的第一产品固定块；所述按压板上连接有撑开装置。

进一步的，所述撑开装置包括撑开块和撑开气缸，所述撑开气缸和所述撑开块之间设置有撑开支架，所述撑开块和所述撑开支架之间可拆卸连接，所述撑开气缸用于控制所述撑开块与所述撑开支架之间的连接或拆卸。

进一步的，所述撑开支架与所述撑开气缸位于所述支架上，所述撑开块位于所述转盘的上方；所述撑开块的形状为L型，所述撑开块上靠近所述撑开支架的一端设置有第一凸起块，所述撑开支架上靠近所述撑开块的一端设置有第二凸起块，所述第一凸起块和第二凸起块均为三角形块、方形块或勾形块，所述第二凸起块位于所述第一凸起块的上方，所述第一滑动装置设置在所述撑开块的下方，所述第一滑动装置包括第一弹簧和设置在第一弹簧上的第一滑动块，所述按压板固定连接在所述第一滑动块上，所述第一产品固定块连接在所述第一滑动块上远离所述第一弹簧的一端；所述撑开块的位移量小于所述第一凸起块的长度。

进一步的，所述撑开支架与撑开块连接时，所述撑开块向远离产品载具的方向压紧第一弹簧；当所述撑开气缸驱动所述撑开支架上升，所述第二凸起块高于所述第一凸起块，即所述撑开支架与所述撑开块分离，此时所述第一弹簧的弹力驱动撑开块及按压板向靠近所述产品载具的方向滑动，所述第一滑动块上的第一产品固定块滑动至产品载具处对产品载具进行固定；此时由于撑开块与撑开支架分离，撑开块可随转盘转动；当所述撑开块重新转动至所述撑开支架上方时，所述撑开气缸驱动所述撑开支架下降至第二凸起块与第一凸起块进行连接，所述撑开气缸继续向下使得撑开块向远离产品载具的一端运动并压紧弹簧，此时按压板向远离所述产品载具的方向滑动，第一产品固定块远离所述产品载具。

实施例三

本实施例是在上述实施例一的基础上进行的，与上述实施例一相同之处不予赘述。

所述产品限位块和所述固定装置分布在所述产品载具的四周，所述固定装置包括第二固定装置。

进一步的，所述第二固定装置包括第二滑动装置、设置在第二滑动装置上的第二滑动块和与所述第二滑动块连接的第二产品固定块，所述第二滑动块下方设置有解锁装置，所述解锁装置包括解锁连接楔块和解锁气缸，所述解锁连接楔块设置在所述转盘上并与所述转盘弹性连接。

进一步的，所述解锁连接楔块与所述转盘之间的弹性连接通过弹簧实现。

进一步的，所述第二滑动块带动所述第二产品固定块滑动至所述产品载具处，此时解锁气缸驱动所述解锁连接楔块向上弹出与所述第二滑动块进行连接，此时第二产品固定块固定所述产品载具；当所述解锁气缸驱动所述解锁连接楔块远离所述第二滑动块时，所述第二滑动块带动所述第二产品固定块远离所述产品载具。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，包括支架，所述支架上集成有旋转装置、产品固定组件、定位装置、测量装置和控制系统；

所述旋转装置设置在支架上方，所述旋转装置包括转盘、设置在转盘下方的轴环、设置在轴环外围的第一同步带轮、用于驱动所述旋转装置转动的驱动电机；

所述产品固定组件设置在所述旋转装置上，所述产品固定组件包括产品载具、用于固定所述产品载具的产品限位块和用于固定所述产品载具的固定装置；

所述定位装置用于固定所述旋转装置，所述定位装置包括定位块和定位气缸，所述定位气缸设置在所述支架上，所述定位块包括凸起块若干个凹陷块，所述凹陷块设置在所述转盘上，所述凸起块与所述定位气缸连接；

所述测量装置包括若干个2D测量机构和若干个3D测量机构；所述2D测量机构设置在所述支架上靠近所述旋转装置的一侧，所述3D测量机构设置在所述支架上远离所述旋转装置的一侧。

2.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述支架上还设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过同步带进行连接；所述第一同步带轮和第二同步带轮之间设置有用于控制皮带张紧力的皮带张紧轮。

3.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述2D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，所述2D测量机构的数量为至少两个，相邻两个所述2D测量机构之间形成夹角；所述2D测量机构包括2D相机、镜头和相机光源，所述镜头设置在所述2D相机和所述相机光源之间。

4.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述3D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，若干个所述3D测量机构上下放置，所述3D测量机构包括3D激光和用于控制所述3D激光的精密调节台。

5.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述转盘与所述轴环之间可拆卸连接，所述转盘的厚度根据产品的尺寸进行调整，所述转盘中部设置有用于连接所述产品载具的安装孔。

6.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述产品载具的四周设置有供光线穿过的空隙。

7.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述产品限位块和所述固定装置分布在所述产品载具的四周，所述固定装置包括第一固定装置、第二固定装置中的一种或其结合。

8.如权利要求7所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述第一固定装置包括第一滑动装置、连接在所述第一滑动装置上的按压板和连接在所述第一滑动装置上用于固定产品的第一产品固定块；所述按压板上连接有撑开装置。

9.如权利要求8所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述撑开装置包括撑开块和撑开气缸，所述撑开气缸和所述撑开块之间设置有撑开支架，所述撑开块和所述撑开支架之间可拆卸连接，所述撑开气缸用于控制所述撑开块与所述撑开支架之间的连接或拆卸。

10.如权利要求7所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述第二固定装置包括第二滑动装置、设置在第二滑动装置上的第二滑动块和与所述第二滑动块连接的第二产品固定块，所述第二滑动块的下方设置有解锁装置，所述解锁装置包括解锁连接楔块和解锁气缸，所述解锁连接楔块设置在所述转盘上并与所述转盘弹性连接。

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