CN202614184U - 超高精度全自动影像坐标测量机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超高精度全自动影像坐标测量机，其包括：大底座，该底座作为整个测量机的承置座以安装于机台上；底座向上成型有支撑臂，于支撑臂顶端固定有滑轨；三轴控制系统，其包括活动安装于滑轨上的Z轴移动平台以及位于底座上的双层移动平台，该双层移动平台包括活动安装于底座上的X轴移动平台以及活动安装于X轴移动平台上的Y轴移动平台；Y轴移动平台上安装有玻璃板以及位于玻璃板下方的下光源；探测装置，该探测装置包括安装于Z轴移动平台上的CCD摄像机、安装于CCD摄像机旁侧的探针以及位于CCD摄像机末端的上光源。本实用新型具有高性能、高精度、高速度、灵敏可靠、运动精度高、定位准确、测量精度高等诸多优点。

Description

超高精度全自动影像坐标测量机

技术领域：

本实用新型涉及测量产品技术领域，特指一种高性能、高精度、高速度的超高精度全自动影像坐标测量机。

背景技术：

影像测量仪又名精密影像式测绘仪，它克服了传统投影仪的不足，是集光、机、电、计算机图像技术于一体的新型高精度、高科技测量仪器。由光学显微镜对待测物体进行高倍率光学放大成像，经过CCD摄像系统将放大后的物体影像送入计算机后，能高效地检测各种复杂工件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，特别是精密零部件的微观检测与质量控制。影像测量仪具备非接触、放大倍率高、测量测量可编程、自动化等优点，影像测量仪的应用面越来越广，市场接受程度越来越高，为企业的产品质量作出了巨大的贡献。

传统的影像测量仪一般为手动操作方式，其定位不准确、测量精度低下，随时存在被淘汰的风险。

随着社会的进步，科学技术的发展，出现了自动化的影像测量仪，该影像测量仪包括一底座、活动安装于底座上双层移动平台以及用于测量的探测装置；其中双层移动平台采用气缸推动，从而实现X、Y轴方向运动，这种移动方式的定位不够准确，降低了影像测量仪的测量精度。另外，探测装置上的光源采用卤素灯光源，其亮度不高，严重影响影像测量仪的测量精度。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能、高精度、高速度的超高精度全自动影像坐标测量机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该超高精度全自动影像坐标测量机，包括：一大底座，该底座作为整个测量机的承置座以安装于一机台上；所述底座向上一体成型有一支撑臂，于支撑臂顶端固定有一滑轨；三轴控制系统，其包括活动安装于所述滑轨上的Z轴移动平台以及位于底座上的双层移动平台，其中该双层移动平台包括活动安装于所述底座上的X轴移动平台以及活动安装于X轴移动平台上的Y轴移动平台；所述的Y轴移动平台上安装有一玻璃板以及位于玻璃板下方的下光源；一探测装置，该探测装置包括安装于Z轴移动平台上的CCD摄像机、安装于CCD摄像机旁侧的探针以及位于CCD摄像机末端的上光源。

进一步而言，上述技术方案中，所述的底座上安装有一X轴滑轨以及一驱动装置；该驱动装置包括固定安装于底座上的两个角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达。

进一步而言，上述技术方案中，所述的X轴移动平台落入所述底座的X轴滑轨上，该X轴移动平台侧边安装有一驱动滑块；所述的丝杆穿过该驱动块并与该驱动块形成干涉。

进一步而言，上述技术方案中，所述的X轴移动平台上安装有一Y轴滑轨以及一驱动装置；该驱动装置包括固定安装于X轴移动平台上的两个角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达。

进一步而言，上述技术方案中，所述的Y轴移动平台落入所述X轴移动平台的Y轴滑轨上，该Y轴移动平台侧边安装有一驱动滑块；所述的丝杆穿过该驱动块并与该驱动块形成干涉。

进一步而言，上述技术方案中，所述的滑轨上还设置有用于驱动Z轴移动平台的驱动装置；该驱动装置包括固定安装于滑轨两端的角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达，其中活动安装于滑轨的Z轴移动平台与丝杆形成干涉以驱动所述的探测装置于Z轴运动。

进一步而言，上述技术方案中，所述的驱动装置旁侧安装有一与其配合运动的光栅尺，并通过该光栅尺以精确控制X、Y、Z轴移动平台运动。

进一步而言，上述技术方案中，所述的上光源包括多个均匀包围于所述CCD摄像机末端外表面的LED光源，该LED光源朝下安装；所述的下光源由多个均匀分布的LED光源构成，该LED光源朝上安装。

进一步而言，上述技术方案中，所述的CCD摄像机安装有全自动变倍镜头，该CCD摄像机（32）旁侧安装RENISHAW测头或点激光扫描头，以实现三维测量。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本实用新型中用于驱动X、Y、Z轴移动平台移动的驱动装置采用驱动马达、丝杆配合成对安装于丝杆两端的接触轴承实现驱动动作，同时位于驱动装置旁侧的光栅尺配合驱动装置控制X、Y、Z轴移动平台移动，大大提高了机台刚性以及稳定性，使X、Y、Z轴移动平台移动灵敏可靠、运动精度高、定位准确，大大提高了本实用新型的测量精度。

2、本实用新型中的光栅尺采用0.5UM进口金属光栅尺，这种结构的光栅尺具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力。

3、本实用新型中底座采用超大型底座，以及支撑臂一体成型于该底座上，这样的结构可以减小阿倍误差，以致提高本实用新型的移动准确度以及测量精度。

4、本实用新型中的CCD摄像机末端外表面包围有一圈LED光源，其配合由LED光源构成构成的下光源形成强大的灯光照明系统，在面对某些特殊的被测工件时，可利用不同的光线效果以凸显被测工件的特性以更精确地抓取尺寸。

5、本实用新型中的CCD摄像机采用高分辨率彩色CCD以及全自动变倍镜头，可形成高清晰度影像效果，提供高品质的画面，以致提高本实用新型的测量精度。另外，CCD摄像机还可外接各种RENISHAW测头、点激光扫描头，以实现三维测量。

6、本实用新型应用领域广，可广泛应用于航天、航空、汽车、军工、电子、紧密测量等。

附图说明：

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型内部结构的立体图；

附图标记说明：

1底座            10机台        11支撑臂        12滑轨

2双层移动平台    20玻璃板      21X轴移动平台   22Y轴移动平台

221驱动滑块      3探测装置     31上光源        32CCD摄像机

33探针           41驱动装置    42驱动装置      421角接触球轴承

422角接触球轴承  423丝杆       424驱动马达     43驱动装置

5Z轴移动平台

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

见图1-2所示，为超高精度全自动影像坐标测量机，其包括：一底座1、活动安装于底座1上的双层移动平台2、Z轴移动平台5以及用于测量的探测装置3。

所述的底座1作为整个测量机的承置座以安装于一机台10上；所述底座1向上一体成型有一支撑臂11，于支撑臂11顶端固定有一滑轨12；其中该底座1采用超大型底座，以及支撑臂11一体成型于该底座1上，这样的结构可以减小阿倍误差，以致提高本实用新型的移动准确度以及测量精度。

三轴控制系统，其包括活动安装于所述滑轨12上的Z轴移动平台5以及位于底座1上的双层移动平台2，其中该双层移动平台2包括活动安装于所述底座1上的X轴移动平台21以及活动安装于X轴移动平台21上的Y轴移动平台22；所述的Y轴移动平台22上安装有一玻璃板20以及位于玻璃板20下方的下光源；

所述的底座1上安装有一X轴滑轨以及一驱动装置41；该驱动装置41包括固定安装于底座1上的两个角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达。所述的X轴移动平台21落入所述底座1的X轴滑轨上，该X轴移动平台21侧边安装有一驱动滑块；所述的丝杆穿过该驱动块并与该驱动块形成干涉。

所述的X轴移动平台21上安装有一Y轴滑轨以及一驱动装置42；该驱动装置42包括固定安装于X轴移动平台21上的两个角接触球轴承421、422和安装于两个角接触球轴承421、422之间的丝杆423以及用于驱动丝杆423的驱动马达424。所述的Y轴移动平台22落入所述X轴移动平台21的Y轴滑轨上，该Y轴移动平台22侧边安装有一驱动滑块221；所述的丝杆423穿过该驱动块221并与该驱动块221形成干涉。

所述的滑轨12上还设置有用于驱动Z轴移动平台5的驱动装置43；该驱动装置43包括固定安装于滑轨12两端的角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达，其中活动安装于滑轨12的Z轴移动平台5与丝杆形成干涉以驱动所述的探测装置3于Z轴运动。

所述的驱动装置41、42、43旁侧安装有一与其配合运动的光栅尺，并通过该光栅尺以精确控制X、Y、Z轴移动平台21、22、5运动。本实用新型中的光栅尺采用0.5UM进口金属光栅尺，这种结构的光栅尺具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力。

所述的探测装置3包括安装于Z轴移动平台4上的CCD摄像机32、安装于CCD摄像机32旁侧的探针33以及位于CCD摄像机32末端的上光源31。所述的CCD摄像机32安装有全自动变倍镜头以及高分辨率彩色CCD，可形成高清晰度影像效果，提供高品质的画面，以致提高本实用新型的测量精度。另外，CCD摄像机32还可外接各种RENISHAW测头、点激光扫描头，以实现三维测量。

所述的上光源31包括多个均匀包围于所述CCD摄像机32末端外表面的LED光源，该LED光源朝下安装；所述的下光源由多个均匀分布的LED光源构成，该LED光源朝上安装。所述的上光源31和下光源配合形成强大的灯光照明系统，在面对某些特殊的被测工件时，可利用不同的光线效果以凸显被测工件的特性以更精确地抓取尺寸。

本实用新型使用时，连接电脑；打开位于CCD摄像机32末端的上光源31以及位于玻璃板20下方的下光源。通过控制驱动装置41和驱动装置42、驱动装置43以实现X轴移动平台21、Y轴移动平台22以及探测装置3分别于X、Y、Z方向的运动，最终实现对探测装置3的相对移动，以对被测物实现精确测量。另外，本实用新型实现三维测量。由于X、Y、Z轴移动平台21、22、5移动的驱动装置采用驱动马达、丝杆配合成对安装于丝杆两端的接触轴承实现驱动动作，同时位于驱动装置旁侧的光栅尺配合驱动装置控制X、Y、Z轴移动平台21、22、5移动，大大提高了机台刚性以及稳定性，使X、Y、Z轴移动平台21、22、5移动灵敏可靠、运动精度高、定位准确，大大提高了本实用新型的测量精度。另外，本实用新型可可广泛应用于航天、航空、汽车、军工、电子、紧密测量等。

当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (9)

1.超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：包括：

一大底座（1），该底座（1）作为整个测量机的承置座以安装于一机台（10）上；所述底座（1）向上一体成型有一弧形支撑臂（11），该支撑臂（11）顶端固定有一滑轨（12）；

三轴控制系统，其包括活动安装于所述滑轨（12）上的Z轴移动平台（5）以及位于底座（1）上的双层移动平台（2），其中该双层移动平台（2）包括活动安装于所述底座（1）上的X轴移动平台（21）以及活动安装于X轴移动平台（21）上的Y轴移动平台（22）；所述的Y轴移动平台（22）上安装有一玻璃板（20）以及位于玻璃板（20）下方的下光源；

一探测装置（3），该探测装置（3）包括安装于Z轴移动平台（4）上的CCD摄像机（32）、安装于CCD摄像机（32）旁侧的探针（33）以及位于CCD摄像机（32）末端的上光源（31）。

2.根据权利要求1所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的底座（1）上安装有一X轴滑轨以及一驱动装置（41）；该驱动装置（41）包括固定安装于底座（1）上的两个角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达。

3.根据权利要求2所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的X轴移动平台（21）落入所述底座（1）的X轴滑轨上，该X轴移动平台（21）侧边安装有一驱动滑块；所述的丝杆穿过该驱动块并与该驱动块形成干涉。

4.根据权利要求3所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的X轴移动平台（21）上安装有一Y轴滑轨以及一驱动装置（42）；该驱动装置（42）包括固定安装于X轴移动平台（21）上的两个角接触球轴承（421、422）和安装于两个角接触球轴承（421、422）之间的丝杆（423）以及用于驱动丝杆（423）的驱动马达（424）。

5.根据权利要求4所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的Y轴移动平台（22）落入所述X轴移动平台（21）的Y轴滑轨上，该Y轴移动平台（22）侧边安装有一驱动滑块（221）；所述的丝杆（423）穿过该驱动块（221）并与该驱动块（221）形成干涉。

6.根据权利要求5所述的复合式全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的滑轨（12）上还设置有用于驱动Z轴移动平台（5）的驱动装置（43）；该驱动装置（43）包括固定安装于滑轨（12）两端的角接触球轴承和安装于两个角接触球轴承之间的丝杆以及用于驱动丝杆的驱动马达，其中活动安装于滑轨（12）的Z轴移动平台（5）与丝杆形成干涉以驱动所述的探测装置（3）于Z轴运动。

7.根据权利要求6所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的驱动装置（41、42、43）旁侧安装有一与其配合运动的光栅尺，并通过该光栅尺以精确控制X、Y、Z轴移动平台（21、22、5）运动。

8.根据权利要求1所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的上光源（31）包括多个均匀包围于所述CCD摄像机（32）末端外表面的LED光源，该LED光源朝下安装；所述的下光源由多个均匀分布的LED光源构成，该LED光源朝上安装。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的超高精度全自动影像坐标测量机，其特征在于：所述的CCD摄像机（32）安装有全自动变倍镜头；该CCD摄像机（32）旁侧安装RENISHAW测头或点激光扫描头，以实现三维测量。

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