CN1804543A - 一种电动影像测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种可提高测量精度、减少误差的电动影像测量仪。其CCD相机和变焦镜头通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹固定在摄像机和显微镜固定调整装置上，而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在Z轴的连接板上。Z轴上的连接板固定在Z轴的螺母上，而Z轴方向的Z方向的滚珠丝杆和螺母间通过螺纹连接，Z方向的滚珠丝杆两端通过轴承座固定在立柱，上端通过联轴器和断电锁紧装置连接，断电锁紧装置用螺栓固定在Z轴的底座上，断电锁紧装置的另一端通过联轴器和Z方向伺服电机连接，而Z方向伺服电机用螺栓固定在Z轴的底座上。
Description
技术领域：
本发明涉及测量仪器技术领域，特指一种易调节的高精度电动影像测量仪。
背景技术：
随着工业上加工制造水平的不断提高，被检测的产品的尺寸在不断减小，因此对检测手段提出了新的要求，以往的检测方法如人工检测已不能适应新的检测要求。计算机视觉检测技术因具有柔性好，非接触，快速高效等特点，在工业检测中得到了广泛应用。在计算机视觉检测中，硬件的调整和标定至关重要，其中CCD和镜头的调整是关键之一，在测量之前必须保证CCD的中心和镜头的中心在同一轴线上，因此应该保证这种调节方便可靠。然而，目前，影像测量机的CCD和镜头的连接是采用c-mount连接，CCD的中心和镜头的中心不能够调节；显微镜的固定方式都是采用的不可调节的固定方式，因此，镜头的中心是否和工作台垂直，完全是靠机械加工来保证，不能进行调节，镜头和工作台的垂直度很难保证。由于上述两方面的原因，在测量的过程中很难保证测量的准确性。同时现有技术的结构中Z轴方向没有设计锁紧装置，不能保证在测量和断电的情况下，保证镜头的位置不改变；底座和支撑座之间以及支撑座的底部没有调整装置，对工作台的水平度也有较大影响。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可提高测量精度、减少误差的电动影像测量仪。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：立柱和底座之间通过定位销定位并通过螺栓连接，组成整个电动影像测量系统的支撑部件，Z轴方向的运动部件通过螺栓固定在立柱上，其特征在于：CCD相机和变焦镜头通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹固定在摄像机和显微镜固定调整装置上，而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上。Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上，而z轴方向的z方向的滚珠丝杆和螺母间通过螺纹连接，z方向的滚珠丝杆两端通过轴承座固定在立柱，上端通过联轴器和断电锁紧装置连接，断电锁紧装置用螺栓固定在z轴的底座上，断电锁紧装置的另一端通过联轴器和Z方向伺服电机连接，而Z方向伺服电机用螺栓固定在z轴的底座上。Z方向伺服电机带动滚珠丝杆转动从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨上下运动，Z方向光栅尺通过螺钉固定在立柱上；XY工作台通过螺栓固定在底座上，X方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的后部，前部是X方向伺服电机通过螺钉固定在工作台上；在该方向的运动机构
也固定在工作台上，通过电机带动X方向的滚珠丝杆转动，通过螺母就可以使工作台在该方向上左右运动；Y方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的右部，左部是Y方向伺服电机通过螺钉固定在工作台上在该方向的运动机构也固定在工作台上，通过电机带动Y方向的滚珠丝杆转动，螺母使工作台在该方向上前后运动；底光源通过支撑装置用螺钉固定在底座的中间。调整座通过螺栓固定在支撑座上。
所述的摄像机和显微镜之间用的镜头和CCD连接调整装置的具体连接为，摄像机和镜头及其连接调整装置组成的整体通过镜头夹上的通孔和螺钉固定在镜头夹上，镜头夹通过螺钉固定在前板上，第二侧板用螺钉固定在第二连接板上，而第二连接板通过压块和第二销及调节螺栓固定在第一连接板上，弹簧及顶针安装在螺丝的内孔上，螺丝通过螺纹连接固定在第二连接板上，第一调节螺栓通过螺纹连接固定在第一连接板上，挡块通过螺钉固定在第一连接板上，第一连接板通过调节螺丝和弹簧及销固定在连接基板上，第一销通过销孔与两个第一侧板连接，第一侧板通过螺钉固定在连接基板上，整个装置通过连接基板上的螺栓固定在影像测量机的z轴上的连接板上。
镜头和CCD连接调整装置的具体连接为，相机连接部件和压盖用沉头螺钉连接，镜头连接部件放在相机连接部件和压盖之间，即相机连接部件内，并用圆头螺钉调整其在相机连接部件内的位置。
本发明采用上述技术方案后，采用CCD和镜头之间加上调整连接装置，能够保证将CCD的中心和镜头的中心调整到同一轴线上，CCD和镜头的固定采用可调整的固定装置，保证CCD和镜头的，中心和工作台的中心垂直。从而，保证了测量精度，减少了由于上述原因引起的测量误差，x、y和z轴均采用滚珠丝杆和伺服电机驱动，另外在z轴上设计了断电锁紧装置，防止在量测和断电的情况下，z轴上的镜头向下爬行。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明，
附图1为本发明结构示意图；
附图2为本发明摄像机和显微镜固定调整装置结构示意图；
附图3为附图2的B-B剖视图；
附图4为本发明镜头和CCD连接调整装置的结构示意图。
具体实施方式：
本较佳实施例主要由以下几部分构成：成像系统(，包括：变焦镜头、CCD相机和图像采集卡等)、锥光偏振测微系统、照明系统(光源、光源控制器)、运动系统(Z轴、X、Y工作台，以及运动控制系统等)、软件及辅助件(支撑座、调整座等)等组成。
见附图1所示：立柱6和底座11之间通过定位销定位并通过螺栓连接，组成整个电动影像测量系统的支撑部件。Z轴方向的运动部件通过螺栓固定在立柱6上。CCD相机22和变焦镜头28通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹27固定在摄像机和显微镜固定调整装置上，而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上。Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上，而z轴方向的z方向的滚珠丝杆7和螺母间通过螺纹连接，z方向的滚珠丝杆7两端通过轴承座固定在立柱6，上端通过联轴器和断电锁紧装置5连接，断电锁紧装置5用螺栓固定在z轴的底座上，断电锁紧装置5的另一端通过联轴器和Z方向伺服电机2连接，而Z方向伺服电机2用螺栓固定在z轴的底座上。Z方向伺服电机2带动滚珠丝杆7转动从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨10上下运动，这样安装在其上的摄像机和显微镜固定调整装置就可以使镜头在Z轴方向上下移动，从而调整镜头在不同放大倍率下的工作距离以及采用自动聚焦原理进行Z轴方向的高度测量。Z方向光栅尺1通过螺钉固定在立柱6上。XY工作台8通过螺栓固定在大理石的底座11上。X方向光栅尺9用螺钉固定在高精度XY工作台8的后部，前部是X方向伺服电机29通过螺钉固定在工作台上，在该方向的运动机构(包括：联轴器，滚珠丝杆7、螺母等)也固定在工作台上，通过电机带动X方向的滚珠丝杆7转动，通过螺母就可以使工作台在该方向上左右运动。Y方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台8的右部，左部是Y方向伺服电机14通过螺钉固定在工作台上在该方向的运动机构(包括：联轴器，滚珠丝杆、螺母等)也固定在工作台上，通过电机带动Y方向的滚珠丝杆转动，通过螺母就可以使工作台在该方向上前后运动。底光源通过支撑装置用螺钉固定在底座11的中间。调整座12通过螺栓固定在支撑座13上。
见附图2、附图3所示：摄像机和显微镜之间用的镜头和CCD连接调整装置的具体结构为，摄像机和镜头及其连接调整装置组成的整体通过镜头夹27上的通孔和螺钉固定在镜头夹27上，镜头夹27通过螺钉固定在前板20上，第二侧板17用螺钉固定在第二连接板18上，而第二连接板18通过压块16和第二销15及调节螺栓31固定在第一连接板19上，弹簧36及顶针35安装在螺丝37的内孔上，螺丝37通过螺纹连接固定在第二连接板18上，调节螺栓31通过螺纹连接固定在第一连接板19上，挡块38通过螺钉固定在第一连接板19上，第一连接板19通过调节螺丝33和弹簧36及第一销32固定在连接基板30上。第一销32通过销孔与两个第一侧板34连接，第一侧板34通过螺钉固定在连接基板30上，整个装置通过连接基板上的螺栓固定在影像测量机的z轴上的连接板上。
见附图4所示：镜头和CCD连接调整装置的具体连接为：相机连接部件24和压盖26用沉头螺钉4连接，镜头连接部件25放在相机连接部件24和压盖26之间，即相机连接部件24内，并用圆头螺钉3调整其在相机连接部件内的位置。
下面结合本较佳实施例及其主要装置的工作过程和工作原理对本发明进行进一步说明：
本较佳实施例的工作过程和工作原理为：将被测工件放置在工作台的光学玻璃上，通过光学成像系统(光源、显微镜镜头、CCD摄像机)捕获到被测物体的图像。然后，通过专门的图像测量软件对图像中的被测图元进行测量。载物台的移动主要是通过在X、Y方向的滚珠丝杆和伺服电机传动机构完成，z轴方向上调节显微镜镜头的高度主要是通过滚珠丝杆和伺服电机传动机构完成，同时，在z轴方向装有断电锁紧装置，可以在断电和测量时防止因重力作用而使镜头下滑。
CCD和显微镜镜头的可调整的固定装置的工作过程和工作原理为：将CCD摄像机和显微镜头通过上述的连接装置连接在一起，然后将CCD摄像机和显微镜镜头通过图中的镜头夹固定在可调整的固定装置上，固定装置通过连接板固定在影像测量机的z轴上，将图3中的调节螺栓31松开，通过调节螺丝23和调节螺丝33第二连接板18就可以绕第二销15旋转，这样就可以调节镜头和CCD摄像机的中心线在x方向和x、y平面之间的夹角。通过调节调节螺丝33(背面有弹簧)的松紧程度就可以调节镜头和CCD摄像机的中心线在y方向和x、y平面之间的夹角，通过以上两个方向的调节，就可以将CCD摄像机和显微镜镜头的轴心调整得和工作台垂直。
镜头和CCD连接调整装置的工作过程和工作原理为：CCD相机通过相机连接部件上的外螺纹固定在相机连接部件上，显微镜的镜头通过镜头连接部件上的内螺纹固定在镜头连接部件上，通过相机连接部件上的调节螺栓进行调节，镜头连接部件可以在相机连接部件和压盖之间移动，通过移动镜头连接部件就可以调节CCD摄像机的中心和显微镜镜头的中心，使之重合。
以上所述之实施例只为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (3)
1、一种电动影像测量仪，立柱和底座之间通过定位销定位并通过螺栓连接，组成整个电动影像测量系统的支撑部件，Z轴方向的运动部件通过螺栓固定在立柱上，其特征在于：CCD相机和变焦镜头通过他们之间的调整装置连接并通过镜头夹固定在摄像机和显微镜固定调整装置上，而摄像机和显微镜固定调整装置则通过连接基板用螺栓固定在z轴的连接板上。Z轴上的连接板固定在z轴的螺母上，而z轴方向的z方向的滚珠丝杆和螺母间通过螺纹连接，z方向的滚珠丝杆两端通过轴承座固定在立柱，上端通过联轴器和断电锁紧装置连接，断电锁紧装置用螺栓固定在z轴的底座上，断电锁紧装置的另一端通过联轴器和Z方向伺服电机连接，而Z方向伺服电机用螺栓固定在z轴的底座上。Z方向伺服电机带动滚珠丝杆转动从而使螺母及与之固定的z轴方向的连接板沿着z方向的导轨上下运动，Z方向光栅尺通过螺钉固定在立柱上；XY工作台通过螺栓固定在底座上，X方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的后部，前部是X方向伺服电机通过螺钉固定在工作台上；在该方向的运动机构也固定在工作台上，通过电机带动X方向的滚珠丝杆转动，通过螺母就可以使工作台在该方向上左右运动；Y方向光栅尺用螺钉固定在XY工作台的右部，左部是Y方向伺服电机通过螺钉固定在工作台上在该方向的运动机构也固定在工作台上，通过电机带动Y方向的滚珠丝杆转动，螺母使工作台在该方向上前后运动；底光源通过支撑装置用螺钉固定在底座的中间。调整座通过螺栓固定在支撑座上。
2、根据权利要求1所述的一种电动影像测量仪，其特征在于：所述的摄像机和显微镜之间用的镜头和CCD连接调整装置的具体连接为，摄像机和镜头及其连接调整装置组成的整体通过镜头夹上的通孔和螺钉固定在镜头夹上，镜头夹通过螺钉固定在前板上，第二侧板用螺钉固定在第二连接板上，而第二连接板通过压块和第二销及调节螺栓固定在第一连接板上，弹簧及顶针安装在螺丝的内孔上，螺丝通过螺纹连接固定在第二连接板上，第一调节螺栓通过螺纹连接固定在第一连接板上，挡块通过螺钉固定在第一连接板上，第一连接板通过调节螺丝和弹簧及销固定在连接基板上，第一销通过销孔与两个第一侧板连接，第一侧板通过螺钉固定在连接基板上，整个装置通过连接基板上的螺栓固定在影像测量机的z轴上的连接板上。
3、根据权利要求2或3所述的一种电动影像测量仪，其特征在于：镜头和CCD连接调整装置的具体连接为，相机连接部件和压盖用沉头螺钉连接，镜头连接部件放在相机连接部件和压盖之间，即相机连接部件内，并用圆头螺钉调整其在相机连接部件内的位置。
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