CN203518947U - 一种光学测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测量待测件断差值技术领域，特别涉及一种光学测量设备；包括机架，机架中设有工控系统，其上端设有工作台，工作台上设有固定装置、影像装置、激光测量装置以及第一驱动装置，影像装置、激光测量装置以及第一驱动装置与工控系统电信号连接；影像装置检测待测件并确定待测件的位置，将待测件的位置信息发送给工控系统；根据待测件的位置信息，工控系统控制激光测量装置对待测件测量，影像装置和激光测量装置的移动通过第一驱动装置完成，激光测量装置将对待测件的信息发送给工控系统；根据待测件的测量信息，工控系统对其分析，并得出待测件的断差值，特别是待测件圆弧面的断差值，从而光学测量设备完成对待测件的自动化测量。

Description

一种光学测量设备

技术领域

本实用新型涉及一种测量待测件断差值技术领域，特别涉及一种光学测量设备。

背景技术

电子产品及配件、精密机械零件、玻璃、液晶屏等涉及到的电子行业、玻璃加工行业、机械加工制造业、精密仪器量具行业，在生产过程中需要对工件进行高度差、缝宽检测。

现有技术的基本采用人工检测方式，先用规尺量，然后肉眼观察，也有少部分采用OMM、OEM专用测量仪器，但都存在效率低、精确度低等问题，导致检测结果的数据误差大，无法得到产品的准确测量值，现有的检测方式对操作人员专业技能的要求也很高，若操作人员专业技能差，还会存在人为因素造成的误差比较大的问题，甚至对产品造成刮伤、变形、扭曲导致产品报废。有些体积大且重的产品或工件无法采用人工测量。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型提出一种光学测量设备，利用激光测量装置自动检测待测件，且不需接触待测件，旨在解决现有的人工检测方式存在效率低、精确度低以及对操作人员专业技能的要求高的问题。

本实用新型提出的技术方案是：

一种光学测量设备，包括机架，所述机架中设有工控系统，其上端设有工作台，所述工作台上设有：

固定装置，用于固定待测件；

影像装置，用于检测所述待测件在所述工作台上位置并将该位置信息反馈给所述工控系统；

激光测量装置，用于测量所述待测件信息并将该测量信息反馈给所述工控系统；

第一驱动装置，用于驱使所述影像装置以及所述激光测量装置在所述工作台上移动；

所述影像装置、所述激光测量装置以及所述第一驱动装置与所述工控系统电信号连接。

进一步地，所述第一驱动装置为XYZ三轴运动平台，所述XYZ三轴运动平台包括X轴平台、Y轴平台以及Z轴平台，所述X轴平台固定于所述工作台上，所述Y轴平台滑设于所述X轴平台上以及所述Z轴平台滑设于所述Y轴平台上，所述影像装置及所述激光测量装置滑设于所述Z轴平台侧边上。

进一步地，所述影像装置及所述激光测量装置与所述Z轴平台之间设有旋转调节装置，所述旋转调节装置包括连接板以及旋转调节器，所述连接板一侧滑动连接于所述Z轴平台上，其另一侧连接有所述旋转调节器，所述旋转调节器上连接有旋转板，所述影像装置及所述激光测量装置固定于所述旋转板上。

进一步地，所述旋转板下端朝外折弯形成折弯部，所述影像装置固定于所述折弯部上。

进一步地，所述影像装置及所述激光测量装置位于所述X轴平台上方且置于所述Y轴平台一侧。

进一步地，所述影像装置包括CCD相机、镜头，所述镜头设于所述CCD相机前端，所述镜头朝所述固定装置方向布置。

进一步地，所述激光测量装置包括激光测距仪，所述激光测距仪前端具有发射光束至待测件上的激光发射器。

进一步地，所述固定装置包括两相间布置的支撑板以及放料板，所述放料板设于两所述支撑板上端面，所述放料板上设有夹紧装置，所述夹紧装置包括定位柱，移动柱以及第二驱动装置，所述定位柱固定于所述放料板上端面，所述第二驱动装置驱使所述移动柱朝所述定位柱方向前后移动，所述定位柱与所述移动柱围成一用于安装所述待测件的安装区。

进一步地，所述第二驱动装置设于所述放料板下端面，其包括气缸、导轨以及在所述导轨上滑动的移动架，所述气缸具有输出轴，所述气缸的输出轴与所述移动架连接，所述移动柱设于所述移动架上，所述放料板中设有条形孔，所述移动柱穿过所述条形孔且在所述条形孔内前后移动，其上端伸出所述条形孔外。

进一步地，所述第二驱动装置包括一拉杆，所述移动架上设有朝下折弯的折弯件，所述折弯件设有通孔，所述拉杆穿过所述通孔，所述拉杆一端与所述气缸的输出轴连接，另一端设有杆帽，所述杆帽与所述折弯件一侧之间套设有压缩弹簧，所述拉杆的杆体上设有限位块，所述限位块位于所述折弯件另一侧。

根据上述的技术方案，本实用新型有益效果：影像装置检测待测件并确定待测件的位置，将待测件的位置信息发送给工控系统。根据待测件的位置信息，工控系统控制激光测量装置对待测件测量，影像装置和激光测量装置的移动通过第一驱动装置完成，激光测量装置将对待测件的信息发送给工控系统。根据待测件的测量信息，工控系统对其分析，并得出待测件的断差值，特别是待测件圆弧面的断差值，从而光学测量设备完成对待测件的自动化测量。激光测量装置利用激光束对待测件测量，不需接触待测件，避免了因测量时接触待测件而损坏待测件。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的光学测量设备的立体图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型实施例提供的固定装置的立体图；

图4是本实用新型实施例提供的第二驱动装置的立体图；

图5是本实用新型实施例提供具有上罩的光学测量设备的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～5所示，为本实用新型提供的一较佳实施例。

如图1所示，本实用新型实施例提出一种光学测量设备，包括机架1，机架1中设有工控系统（在图中未标注），其上端设有工作台11，工作台11上设有：

固定装置2，用于固定待测件100；

影像装置3，用于检测待测件100在工作台11上位置并将该位置信息反馈给工控系统；

激光测量装置4，用于测量待测件100信息并将该测量信息反馈给工控系统；

第一驱动装置5，用于驱使影像装置3以及激光测量装置4在工作台11上移动；

影像装置3、激光测量装置4以及第一驱动装置5与工控系统电信号连接。

待测件100置放于固定装置2中，并且被固定装置2固定，工控系统控制第一驱动装置5和影像装置3，在第一驱动装置5带动下，影像装置3检测在固定装置2中的待测件100的位置，影像装置3将检测到的待测件100位置信息发送给工控系统。工控系统确定待测件100位置信息后，工控系统控制第一驱动装置5和激光测量装置4，在第一驱动装置5带动下，激光测量装置4在待测件100周围移动，对待测件100取点测量，特别适用于待测件100圆弧面取点测量，激光测量装置4将测量信息发送给工控系统，工控系统获得测量信息后，由软件分析，从而得出待测件100的断差值。

根据上述的技术方案，工控系统能够实现对待测件100自动化测量，并且其测量方式利用激光测量装置4对待测件100取点测量，不需接触待测件100，避免了因接触测量而损坏待测件100。工控系统实现了自动化测量，提高了测量的效率以及精确，同时，相对于传统人工测量方式，对操作人员的专业技能要求较低。

激光测量装置4对待测件100取点测量可以是，在待测件100上外周边取数个位置，测量每个位置上内外二个点的数据，并由工控系统计数每个位置上二个点的差值，然后分析差值是否在预设的范围内。本实施例中，在待测件100上取T1到T6的六个位置，测量T1到T6每个位置内外二个点得出相对差值△T1、△T2、△T3、△T4、△T5、△T6，在△T1至△T6取出最大值△max和最小值△min，若－0.03≤△min以及△max≤0.03，则合格。

工控系统包括工业计算机、第一驱动装置控制器、激光测量装置控制器以及影像装置控制器。

如图2所示，第一驱动装置5为XYZ三轴运动平台51，XYZ三轴运动平台51包括X轴平台511、Y轴平台512以及Z轴平台513，X轴平台511固定于工作台11上，Y轴平台512滑设于X轴平台511上以及Z轴平台513滑设于Y轴平台512，影像装置3及激光测量装置4滑设于Z轴平台513侧边上。Y轴平台512和Z轴平台513在X轴平台511滑动，Z轴平台513在Y轴平台512上滑动，影像装置3及激光测量装置4在Z轴平台513上下滑动，从而，影像装置3及激光测量装置4能够实现在XYZ三轴方向移动。

工控系统确定待测件100的XYZ三个方向的位置信息后，发送相应的命令给X轴平台511、Y轴平台512以及Z轴平台513，X轴平台511、Y轴平台512以及Z轴平台513分别控制影像装置3及激光测量装置4的X向、Y向以及Z向移动，从而准确移动到相应的位置。

X轴平台511的行程为200mm、Y轴平台512的行程为100mm以及Z轴平台513的行程为100mm，Z轴平台513带有刹车装置，以至其精度定位。

当然，第一驱动装置5还可以是其它装置，如能够实现三轴移动的机械手。

如图2所示，影像装置3及激光测量装置4与Z轴平台513之间设有旋转调节装置6，旋转调节装置6包括连接板61以及旋转调节器62，连接板61一侧滑动连接于Z轴平台上，其另一侧连接有旋转调节器62，旋转调节器62上连接有旋转板621，影像装置3及激光测量装置4固定于旋转板621上。旋转调节装置6用于调节影像装置3及激光测量装置4与待测件100之间的角度，在激光测量装置4测量前，根据测量的需要，手动调节旋转调节器62带动旋转板621，使影像装置3及激光测量装置4达到所需要的角度，激光测量装置4是先调整到所需的测量角度后再移动。

连接板61可在Z轴平台上下滑动，从而，间接连接在连接板61上的影像装置3及激光测量装置4也可在Z轴平台513上下滑动，实现Z轴向的移动。

在操作过程中，先手动调整影像装置3及激光测量装置4的检测角度，再移动。

旋转板621下端朝外折弯形成折弯部6211，影像装置3固定于折弯部6211上。折弯部6211向外伸出，为设于折弯部6211上的影像装置3提供了较大的视野，避免激光测量装置4影响影像装置3的视野，导致影像装置3不能检测待测件100的位置信息。

当然，为了避免激光测量装置4与影像装置3之间相互干涉视野，激光测量装置4与影像装置3上下并列设于旋转板621上。

如图2所示，影像装置3及激光测量装置4位于X轴平台511上方且置于Y轴平台512一侧。影像装置3及激光测量装置4在Z轴平台513上下滑动，不会与Y轴平台512发生碰撞，可提高影像装置3及激光测量装置4在Z轴平台513向下行程。

如图2所示，影像装置3包括CCD相机31、镜头32，镜头32设于CCD相机31前端，镜头32朝固定装置2方向布置。由CCD相机31采集待测件100的位置信息，镜头32用于调焦距，使待测件100及其周边环境在CCD相机31内清晰成像，以确定待测件100位置信息。

旋转板621设有光源支架622，光源支架622上设有光源623，光源支架622具有弧形孔6221，光源623可沿弧形孔6221移动，光源623照亮待测件100，使影像装置3更加获得待测件100视野，光源623包括方形光源6231和条形光源6232，根据需要，点亮方形光源6231或条形光源6232以及其在沿弧形孔6221移动。

如图2所示，激光测量装置4包括激光测距仪41，激光测距仪41前端具有1发射光束至待测件100上激光发射器411。

如图3所示，固定装置2包括两相间布置的支撑板21以及放料板22，放料板22设于两支撑板21上端面，放料板22上设有夹紧装置23，夹紧装置23包括定位柱231，移动柱232以及第二驱动装置234，定位柱231固定于放料板22上端面，第二驱动装置234驱使移动柱232朝定位柱231方向前后移动，定位柱231与移动柱232围成一用于安装待测件100的安装区。第二驱动装置234驱使移动柱232朝定位柱231方向前移动，增大安装区，将待测件100置放于安装区内，然后，第二驱动装置234驱使移动柱232朝定位柱231方向后移动，减小安装区，定位柱231与移动柱232夹住待测件100，从而达到固定待测件100的效果。

定位柱231及移动柱232可以是一个或者多个，夹紧装置23也可以是一个或者多个，本实施例中，夹紧装置23数量为两个，夹紧装置23中定位柱231数量为两个，其中一夹紧装置23中移动柱232的数量为一个，另一夹紧装置23中移动柱232的数量为两个，四个定位柱231和三个移动柱232围成一个矩形的安装区，四个定位柱231可用于对待测件100定位。当然，定位柱231及移动柱232也可用定位块及移动块代替。

放料板22上设有支撑块221和背光源222，支撑块221和背光源222位于安装区内，背光源222用于照亮待测件100底部，支撑块221上端面的面积比放料板22上端面的面积要小，制造高精度的支撑块221上端面的制造成本比制造高精度的放料板22上端面的制造成本要低，并且易于放置待测件100。

如图4所示，第二驱动装置234设于放料板22下端面，其包括气缸2341、导轨2342以及在导轨2342上滑动的移动架2343，气缸2341具有输出轴，气缸2341的输出轴与移动架2343连接，移动柱232设于移动架2343上，放料板22中设有条形孔223，移动柱232穿过条形孔223且在条形孔223内前后移动，其上端伸出条形孔223外。在气缸2341作用下，气缸2341的输出轴带动移动架2343前后移动，从而，设于移动架2343上的移动柱232在条形孔223中前后移动。

两相间布置的支撑板21与放料板22围合成一开放式的腔体，第二驱动装置234置于腔体中，使固定装置2整体结构紧凑。

当然，第二驱动装置234还可以是直线气缸，直线气缸设于放料板22上端面，直线气缸的输出轴与移动柱232连接，放料板22上端面设有滑槽，移动柱232在滑槽内移动。

如图4所示，所述第二驱动装置包括一拉杆24，移动架234上设有朝下折弯的折弯件2344，折弯件2344设有通孔（在图中未标注），拉杆24穿过通孔，拉杆24一端与气缸2341的输出轴连接，另一端设有杆帽241，杆帽241与折弯件2344一侧之间套设有压缩弹簧25，拉杆24杆体上设有限位块242，限位块242位于折弯件2344另一侧。气缸2341带动拉杆24向后移动，拉杆24上的杆帽241挤压压缩弹簧25并带动移动架234向后移动，当移动架234上的移动柱232与待测件100顶压时，压缩弹簧25具有缓冲作用，避免因移动柱232的碰撞而对待测件100造成损坏。

如图5所示，光学测量设备还包括上罩6，上罩6放置于工作台11上，上罩6具有内腔，影像装置3以及激光测量装置4位于内腔中，上罩6可挡住外界的灰尘。

上罩6的面板上设有显示器61，显示器61用于显示数据处理信息。

机架1中还可设有键盘和鼠标，为了方便机架1的移动，在机架1的底部设有脚轮12。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学测量设备，包括机架，其特征在于，所述机架中设有工控系统，其上端设有工作台，所述工作台上设有：

工件固定装置，用于固定待测件；

影像装置，用于检测所述待测件在所述工作台上位置并将该位置信息反馈给所述工控系统；

激光测量装置，用于测量所述待测件信息并将该测量信息反馈给所述工控系统；

第一驱动装置，用于驱使所述影像装置以及所述激光测量装置在所述工作台上移动；

所述影像装置、所述激光测量装置以及所述第一驱动装置与所述工控系统电信号连接。

2.如权利要求1所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述第一驱动装置为XYZ三轴运动平台，所述XYZ三轴运动平台包括X轴平台、Y轴平台以及Z轴平台，所述X轴平台固定于所述工作台上，所述Y轴平台滑设于所述X轴平台上以及所述Z轴平台滑设于所述Y轴平台上，所述影像装置及所述激光测量装置滑设于所述Z轴平台侧边上。

3.如权利要求2所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述影像装置及所述激光测量装置与所述Z轴平台之间设有旋转调节装置，所述旋转调节装置包括连接板以及旋转调节器，所述连接板一侧滑动连接于所述Z轴平台上，其另一侧连接有所述旋转调节器，所述旋转调节器上连接有旋转板，所述影像装置及所述激光测量装置固定于所述旋转板上。

4.如权利要求3所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述旋转板下端朝外折弯形成折弯部，所述影像装置固定于所述折弯部上。

5.如权利要求1至3任一所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述影像装置及所述激光测量装置位于所述X轴平台上方且置于所述Y轴平台一侧。

6.如权利要求1至3任一所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述影像装置包括CCD相机、镜头，所述镜头设于所述CCD相机前端，所述镜头朝所述固定装置方向布置。

7.如权利要求1至3任一所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述激光测量装置包括激光测距仪，所述激光测距仪前端具有发射光束至待测件上的激光发射器。

8.如权利要求1所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述固定装置包括两相间布置的支撑板以及放料板，所述放料板设于两所述支撑板上端面，所述放料板上设有夹紧装置，所述夹紧装置包括定位柱，移动柱以及第二驱动装置，所述定位柱固定于所述放料板上端面，所述第二驱动装置驱使所述移动柱朝所述定位柱方向前后移动，所述定位柱与所述移动柱围成一用于安装所述待测件的安装区。

9.如权利要求8所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述第二驱动装置设于所述放料板下端面，其包括气缸、导轨以及在所述导轨上滑动的移动架，所述气缸具有输出轴，所述气缸的输出轴与所述移动架连接，所述移动柱设于所述移动架上，所述放料板中设有条形孔，所述移动柱穿过所述条形孔且在所述条形孔内前后移动，其上端伸出所述条形孔外。

10.如权利要求9所述的一种光学测量设备，其特征在于，所述第二驱动装置包括一拉杆，所述移动架上设有朝下折弯的折弯件，所述折弯件设有通孔，所述拉杆穿过所述通孔，所述拉杆一端与所述气缸的输出轴连接，另一端设有杆帽，所述杆帽与所述折弯件一侧之间套设有压缩弹簧，所述拉杆的杆体上设有限位块，所述限位块位于所述折弯件另一侧。

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