CN201170772Y - 一种工业检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种工业检测装置，包括支架台(1)、支撑件(2)、支撑件(2)上部的光学物镜(6)、支架台(1)和载物台(30)之间的横摇机构和纵摇机构，横摇机构包括横摇支架(12)、横摇轴(13)及用于驱动横摇轴的横摇电机(17)，横摇支架安装在支架台上，横摇轴通过滚珠轴承座安装到横摇支架；纵摇机构包括纵摇支架(22)、纵摇轴(23)及用于驱动纵摇轴的纵摇电机(27)，纵摇支架固定到横摇轴，纵摇轴安装到纵摇支架，纵摇轴与横摇轴空间垂直。本装置的载物台可以朝四个方向翻转，让光学物镜能够检测到被检测物的正面及各个侧面，使用方便；可通过电机和光学编码器方便地控制载物台的翻转情况，自动化程度高。

Description

一种工业检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种机械装置，更具体地，涉及一种工业检测装置。

背景技术

在工业生产过程中，经常需要对一些样本、部件进行检查、测量。例如，生产高档手表时，需要对手表表壳的一些微小外观缺陷(划痕、凹坑、崩边、裂纹、砂眼等)进行检测。现有技术中，一般直接用人眼去检测样本、部件，直接用人眼去检测容易因为人为因素产生误判、漏判。为此，现有技术中，有时候将样本、部件放到一种检测装置中通过光学显微镜进行检测，这种装置一般包括支架台、设置在支架台上的用于放置被检测物的载物台、固定在支架台上的竖向支撑件、设置在竖向支撑件上的光学物镜(以及与光学物镜连接的光学目镜或者相机)，光学物镜可沿着竖向支撑件上下移动以调节光学物镜与载物台的距离以达到理想的调焦。

现有的这种工业检测装置的缺陷在于载物台不能翻转，导致光学物镜只能观察到被检测物的一个面，不能方便地在一次装夹工序中观察到被检测物的其他各个面。例如，手表生产过程中，需要检测手表表壳的正面以及周边侧面是否存在缺陷，而由于现有的机械装置中载物台不能翻转，不能够在一次装载中检测手表表壳的正面和周边侧面，使用很不方便。可见，现有的这种工业检测装置载物台不能翻转，使用不够方便，自动化程度不高，影响检测效率。

实用新型内容

针对现有的工业检测装置由于载物台不能翻转而导致光学物镜只能观察到被检测物的一个面、自动化程度不高的缺陷，提供一种载物台能够翻转的、自动化程度高的工业检测装置。

为解决上述问题，本实用新型提供一种工业检测装置，包括：支架台；固定在所述支架台上的支撑件；通过调焦机构连接到所述支撑件上部、可沿着所述支撑件上下移动的光学物镜；位于光学物镜下方的载物台；安装在支架台和所述载物台之间的横摇机构、纵摇机构以及控制电路，其中：

所述横摇机构包括横摇支架、横摇轴以及横摇电机，横摇支架安装在支架台上，横摇轴的两端通过滚珠轴承座安装到横摇支架，横摇轴的轴向与光学物镜的光轴方向空间垂直，横摇电机安装到横摇支架，其输出轴与横摇轴连接用于驱动横摇轴；

所述纵摇机构包括纵摇支架、纵摇轴以及纵摇电机，纵摇支架安装在所述横摇轴上可随横摇轴转动，纵摇轴的两端通过滚珠轴承座安装到纵摇支架，纵摇轴与横摇轴空间垂直，纵摇电机安装到纵摇支架，其输出轴与纵摇轴连接用于驱动纵摇轴；

所述控制电路与横摇电机、纵摇电机电连接用于控制和驱动横摇电机和纵摇电机；所述载物台安装在所述纵摇轴上可随纵摇轴转动。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述工业检测装置还包括：安装到横摇支架的横摇编码器，其输入轴通过联轴节与横摇轴的端部同轴连接；安装到纵摇支架的纵摇编码器，其输入轴通过联轴节与纵摇轴的端部同轴连接；与横摇编码器和纵摇编码器电连接的编码器控制电路。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述横摇电机和所述横摇编码器位于所述横摇轴的两端，横摇轴的远离横摇编码器的端部通过联轴节与所述横摇电机的输出轴同轴连接；所述纵摇电机和所述纵摇编码器位于所述纵摇轴的两端，纵摇轴的远离纵摇编码器的端部通过联轴节与所述纵摇电机的输出轴同轴连接。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述载物台设置有用于夹持被检测物的夹持件或者设置有用于吸附金属被检测物的强磁性材料。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述工业检测装置还包括真空泵，所述真空泵与所述载物台连接以吸附被检测物。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述光学物镜上部连接成像设备，优选地连接工业CCD成像设备。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述工业检测装置还包括碗状光源，所述碗状光源设置在光学物镜的下端，光学物镜位于所述碗状光源中心。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述工业检测装置还包括安装在所述支架台和所述横摇支架之间的经纬调节台，所述经纬调节台用于将所述载物台移到或者移出所述光学物镜的正下方的经向调节旋钮和纬向调节旋钮。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述工业检测装置还包括安装在经纬调节台与所述横摇支架之间的转台，所述转台位于所述载物台的正下方，转台的旋转面与所述光学物镜的光轴方向空间垂直。

在本实用新型所述的工业检测装置中，所述工业检测装置还包括用于切换光学物镜的镜头转盘，所述镜头转盘一端通过所述调焦机构连接到所述支撑件的上部，另一端连接多个可更换的光学物镜。

与现有技术相比，由于本实用新型工业检测装置包括横摇机构和纵摇机构，使得载物台可以朝四个方向转动，一次装载工序能够检测被检测物的多个面，使用方便；此外，在横摇电机、纵摇电机及控制电路的配合下，能够方便地控制载物台的转动方向、摆角大小及速度等，自动化程度高，可用于自动化检测，提高检测效率。

附图说明

图1是本实用新型工业检测装置的第一实施例的立体示意图；

图2是本实用新型工业检测装置的第二实施例的立体示意图；

图3是本实用新型工业检测装置的第二实施例的俯视图；以及

图4和图5是本实用新型工业检测装置的第二实施例的侧面视图。

具体实施方式

实施例一

图1是本实用新型工业检测装置的第一实施例的立体示意图。如图1所示，该工业检测装置包括支架台1、支撑件2、调焦机构3和4、光学物镜6、经纬调节台8、安装在经纬调节台8上的横摇机构(横摇支架12、横摇轴13和横摇电机17)和纵摇机构(包括纵摇支架22、纵摇轴23以及纵摇电机27)，以及纵摇轴23上的载物台30。其中：

支撑件2固定在支架台1上，用于支撑光学物镜6；

光学物镜6通过调焦机构3和4连接到支撑件2的上部，可沿着支撑件2上下移动，优选地，为快速和准确地控制光学物镜6的移动距离，调焦结构包括粗动调焦机构3和微动调焦机构4；

经纬调节台8位于在光学物镜6下方，安装在支架台1上，经纬调节台8是可选的，主要用于方便地将其上的载物台30移到或者移出光学物镜6的正下方，优选地，经纬调节台8设有经向调节旋钮9和纬向调节旋钮10，该经向和纬向与光学物镜6的光轴方向空间垂直；

横摇机构安装在经纬调节台8上，横摇机构包括横摇支架12、横摇轴13和横摇电机17，横摇支架12固定安装在经纬调节台8上，可在经向调节旋钮9和纬向调节旋钮10的作用下进行经向和纬向移动，横摇轴13的两端通过滚珠轴承座安装在横摇支架12上可相对于横摇支架12转动，优选地，横摇轴13的轴向与光学物镜6的光轴方向空间垂直；横摇电机17用于驱动横摇轴13，横摇电机17安装到横摇支架12，其输出轴与横摇轴13连接以驱动横摇轴13，优选地，横摇电机17的输出轴通过联轴节与横摇轴13的一端同轴连接，更优选地，同轴度误差小于或者等于±0.05MM以获得更精准的观察、检测结果；

纵摇机构安装在横摇机构上，纵摇机构包括纵摇支架22、纵摇轴23以及纵摇电机27，纵摇支架22固定到横摇轴13可随横摇轴13转动，优选地，为了获得更好的平衡，纵摇支架22位于横摇轴13的中部；纵摇轴23的两端通过滚珠轴承座24安装到纵摇支架22，纵摇轴23与横摇轴13空间垂直而不相交；纵摇电机27用于驱动纵摇轴23，纵摇电机27安装到纵摇支架22，其输出轴与纵摇轴23连接以驱动纵摇轴23，优选地，纵摇电机27的输出轴通过联轴节与纵摇轴23的一端同轴连接，更优选地，同轴度误差小于或者等于±0.05MM以获得更精准的观察、检测结果；

载物台30用于放置被检测物31，载物台30固定到纵摇轴23上可随纵摇轴23转动，同样，载物台优选地位于纵摇轴23的中部以达到更好的平衡效果；

控制电路(图中未示出)，该控制电路与横摇电机17、纵摇电机27电连接，以控制和驱动横摇电机17和纵摇电机27。

优选地，采用步进电机来驱动横摇轴13和纵摇轴23。步进电机可在脉冲信号的控制下按设定的方向转动一个预定的角度(及步进角)，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时，还可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

根据需要，载物台30可以设置夹持件以夹持被检测物31，或者采用强磁性材料以吸附金属被检测物，或者与真空源(例如真空泵)配合以吸附被检测物实现快速作业。

在使用时，先通过粗动调焦机构3升起光学物镜6，然后通过经纬调节台8将载物台30移到合适位置，接着将被检测物31放置在载物台30，然后通过经纬调节台8将载物台30及被检测物31移到光学物镜6的正下方，接着将光学物镜6下调到合适位置锁紧并开始观察或者检测。在观察或者检测过程中，可通过横摇电机17、纵摇电机27方便地控制载物台30的转动角度、速度，实现横摇与纵摇的联动，满足自动化的检测的要求。可见，实施本实用新型，一次装载工序能够检测到被检测物的多个面，便于使用以及工业应用；在横摇电机17、纵摇电机27及控制电路的作用下，自动地控制载物台30的转动方向、速度等，自动化程度高，可用于自动化检测，提高检测效率。例如，本实用新型用于检测的装置与机械手的配合，能够实现自动装载、自动卸载被观测物，实现在线自动检测，能够大大提高检测效率和保证检测质量。

在实施例中，光学物镜6上方连接成像设备5，例如，相机、摄像机。但是本实用新型不局限于成像设备，例如，根据应用的需要，光学物镜6上方可以连接光学目镜。

另外，还可以根据需要增加光源7。优选地，光源7位于光学物镜6的下端，光源碗状，包围光学物镜6。在本实施例中，光源7为碗状LED光源，光学物镜6位于光源7的中心。

作为一个改进方案，还可以增加侧面光源，或者在光学物镜6附近增加镜头转盘，镜头转盘一端通过调焦机构3、4连接到支撑件2的上部，另一端连接多个可更换光学物镜，这样，可通过旋转镜头转盘切换不同的光学物镜(及其光源)。

实施例二、

图2是本实用新型工业检测装置的第二实施例的立体示意图，图3是对应的俯视状态的示意图，图4和图5是相应的侧面视图。

实施例二与实施例一的主要区别在于，实施例二还包括了编码器反馈系统，编码器反馈系统与电机驱动系统一起构成了闭环控制电路。编码器反馈系统包括横摇编码器19、纵摇编码器29以及控制电路(图中未示出)。

更具体地，本实施例中，横摇轴13的一端连接横摇电机17的输出轴，另一端连接横摇编码器19的输入轴。优选地，横摇电机17的输出轴通过横摇联轴节32(参见图3)连接横摇轴13的一端，而横摇编码器19的输入轴通过横摇联轴节32连接横摇轴13的另一端。即，横摇电机17的输出轴、横摇轴13、横摇编码器19的输入轴同轴连接，优选地，同轴度误差小于或者等于±0.05MM以获得更精准的观察、检测结果。

类似地，纵摇轴23的一端连接纵摇电机27的输出轴，另一端连接纵摇编码器29的输入轴。优选地，纵摇电机27的输出轴通过纵摇联轴节33(参见图3)连接纵摇轴23的一端，而纵摇编码器29的输入轴通过纵摇联轴节33(参见图3)连接纵摇轴23的另一端。即，纵摇电机27的输出轴、纵摇轴23、纵摇编码器29的输入轴同轴连接，优选地，同轴度误差小于或者等于±0.05MM以获得更精准的观察、检测结果。

横摇编码器19、纵摇编码器29与编码器控制电路连接，在编码器控制电路的配合下，能够及时反馈横摇轴13、纵摇轴23的转动角度、速度、偏差等参数，并与步进电机及其控制电路配合实现闭环控制，有效地提高了电机的精度，降低了细分误差。编码器可以根据应用需要选用光学编码器、光电编码器、旋转编码器等。

作为一个改进方案，为了方便地安装横摇电机17和横摇编码器19，可以沿着横摇轴13的轴向在横摇支架12的两侧分别设置横摇电机架16和横摇编码器架18。更具体地，横摇电机架16固定到横摇支架12的一侧，而横摇电机架16上安装横摇电机17，横摇电机17的输出轴连接横摇轴13的一端；横摇编码器架18固定到横摇支架12的另一侧，横摇编码器架18上安装横摇编码器19，横摇编码器19的输入轴连接横摇轴13的另一端。类似地，可以根据纵摇轴23的轴向在纵摇支架22的两侧分别设置纵摇电机架26和纵摇编码器架28。图3是对应的俯视状态的示意图，图3中为了简明省略了碗形光源7。如图3所示，横摇轴13通过滚珠轴承座14(参考图3)安装到横摇支架12，一端通过联轴节32与横摇电机17的输出轴连接；纵摇轴23通过滚珠轴承座24安装到纵摇支架22，一端通过联轴节33与纵摇电机27的输出轴连接，另一端通过联轴节33与纵摇编码器29的输入轴连接。

作为另一个改进方案，由于编码器的重量一般小于电机的重量，为了获得更好的平衡以助于提高检测结果的精准度，可以适当增加编码器座18和28的重量，或者在编码器侧增加平衡模块34(参见图4)。

作为再一个改进的方案，还可以增加一个转台11。转台11可安装在经纬调节台8与横摇机构之间，位于所述载物台30的正下方，转台11的旋转面与光学物镜6的光轴方向空间垂直。在使用时，可通过转台11转动载物台30及其上的被检测物31，让光学物镜6能够从最佳的角度、位置进行检测，避免出现检测不到的“死角”。

本领域的技术人员将意识到，实施例一的方案以及上述的改进方案都可以添加转台11。

另外，虽然实施例一和实施例二的附图中，支架台1处于水平位置，但是本实用新型不局限于这种情况。例如，可以调节支架台1底部的调节旋钮，让支架台1上的整个装置倾斜一定的角度，以满足特定的检测需要；还可以将整个装置可转动地安装到一个基座上，便于将支架台1上的整个装置倾斜任意的角度以满足特定的检测需要。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1、一种工业检测装置，包括：

支架台(1)；

固定在所述支架台(1)上的支撑件(2)；

通过调焦机构(3，4)连接到所述支撑件(2)上部、可沿着所述支撑件(2)上下移动的光学物镜(6)；

位于光学物镜(6)下方的载物台(30)；

其特征在于，所述工业检测装置还包括安装在支架台(1)和所述载物台(30)之间的横摇机构、纵摇机构以及控制电路，其中：

所述横摇机构包括横摇支架(12)、横摇轴(13)以及横摇电机(17)，横摇支架(12)安装在支架台(1)上，横摇轴(13)的两端通过滚珠轴承座安装到横摇支架(12)，横摇轴(13)的轴向与光学物镜(6)的光轴方向空间垂直，横摇电机(17)安装到横摇支架(12)，其输出轴与横摇轴(13)连接用于驱动横摇轴(13)；

所述纵摇机构包括纵摇支架(22)、纵摇轴(23)以及纵摇电机(27)，纵摇支架(22)安装在所述横摇轴(13)上可随横摇轴(13)转动，纵摇轴(23)的两端通过滚珠轴承座(24)安装到纵摇支架(22)，纵摇轴(23)与横摇轴(13)空间垂直，纵摇电机(27)安装到纵摇支架(22)，其输出轴与纵摇轴(23)连接用于驱动纵摇轴(23)；

所述控制电路与横摇电机(17)、纵摇电机(27)电连接用于控制和驱动横摇电机(17)和纵摇电机(27)；

所述载物台(30)安装在所述纵摇轴(23)上可随纵摇轴(23)转动。

2、根据权利要求1所述的工业检测装置，其特征在于，所述工业检测装置还包括：

安装到横摇支架(12)的横摇编码器(19)，其输入轴通过联轴节与横摇轴(13)的端部同轴连接；

安装到纵摇支架(22)的纵摇编码器(29)，其输入轴通过联轴节与纵摇轴(23)的端部同轴连接；

与横摇编码器(19)和纵摇编码器(29)电连接的编码器控制电路。

3、根据权利要求2所述的工业检测装置，其特征在于：

所述横摇电机(17)和所述横摇编码器(19)位于所述横摇轴(13)的两端，横摇轴(13)的远离横摇编码器(19)的端部通过联轴节与所述横摇电机(17)的输出轴同轴连接；

所述纵摇电机(27)和所述纵摇编码器(29)位于所述纵摇轴(23)的两端，纵摇轴(23)的远离纵摇编码器(29)的端部通过联轴节与所述纵摇电机(27)的输出轴同轴连接。

4、根据权利要求3所述的工业检测装置，其特征在于，所述载物台(30)设置有用于夹持被检测物的夹持件或者设置有用于吸附金属被检测物的强磁性材料。

5、根据权利要求3所述的工业检测装置，其特征在于，所述工业检测装置还包括真空泵，所述真空泵与所述载物台(30)连接以吸附被检测物。

6、根据权利要求3所述的工业检测装置，其特征在于，所述光学物镜(6)上部连接成像设备(5)。

7、根据权利要求6所述的工业检测装置，其特征在于，所述工业检测装置还包括碗状光源(7)，所述碗状光源设置在光学物镜(6)的下端，光学物镜(6)位于所述碗状光源(7)中心。

8、根据权利要求1至7中任意一项所述的工业检测装置，其特征在于，所述工业检测装置还包括安装在所述支架台(1)和所述横摇支架(12)之间的经纬调节台(8)，所述经纬调节台(8)包括用于将所述载物台(30)移到或者移出所述光学物镜的正下方的经向调节旋钮(9)和纬向调节旋钮(10)。

9、根据权利要求8所述的工业检测装置，其特征在于，所述工业检测装置还包括安装在经纬调节台(8)与所述横摇支架(12)之间的转台(11)，所述转台(11)位于所述载物台(30)的正下方，转台(11)的旋转面与所述光学物镜(6)的光轴方向空间垂直。

10、根据权利要求8所述的工业检测装置，其特征在于，所述工业检测装置还包括用于切换光学物镜的镜头转盘，所述镜头转盘一端通过所述调焦机构(3，4)连接到所述支撑件(2)的上部，另一端连接多个光学物镜。

Images