CN203657742U - I/o接口位置度光学测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学测量技术领域，具体涉及一种自动化、非接触式的I/O接口位置度光学测量设备，包括机架、设置于机架上的驱动装置、分别与驱动装置固定连接的夹具和测量装置，以及设置于机架内的工控系统；夹具和测量装置在驱动装置的驱使下，能够在机架上进行移动。本实用新型所提供的技术方案自动化程度高，而且在检测过程中不会与待测产品相接触，克服了现有I/O接口的检测方式的缺陷，具有精度高、人为干扰因素小、成本低和效率高的特点。

Description

I/O接口位置度光学测量设备

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，具体涉及一种自动化、非接触式的I/O接口位置度光学测量设备。

背景技术

在手机等电子产品及其配件的生产过程中，需要对产品上各个I/O（Input/Output，输入输出）接口的位置度进行检测。传统的人工检测方式，只能通过肉眼观察和规尺测量，对工作人员的素质要求比较高，用工成本高，但是效率很低，人为造成的误差比较大，精确度低，甚至在测量过程中与产品接触可能会对产品造成刮伤、变形或扭曲，导致产品报废。这远远无法满足发展迅速的电子行业对于高标准的质量控制和低廉的生产成本的强烈需求。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种自动化、非接触式的I/O接口位置度光学测量设备。

一种I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：

包括机架；

驱动装置，设置于所述机架上；

夹具，与所述驱动装置固定连接，用于固定待测产品；

测量装置，与所述驱动装置固定连接，用于获取待测产品的数据；

工控系统，设置于所述机架内，用于控制所述驱动装置以及分析所述测量装置反馈的数据；

所述夹具和测量装置在所述驱动装置的驱使下，能够在所述机架上进行移动。

进一步说明，所述驱动装置是由七个电动轴组成的多轴运动平台，其中实现在X轴方向运动的有四个，包括第一电动轴、第二电动轴、第五电动轴和第六电动轴；实现在Y轴方向运动的有三个，包括第三电动轴、第四电动轴和第七电动轴。

进一步说明，所述电动轴包括基座和活动连接板；所述活动连接板设置于所述基座上并且可以在所述基座上进行移动。

进一步说明，所述夹具包括放料板、支撑架、第一夹紧组件和第二夹紧组件；所述放料板固定于所述支撑架上，两者之间形成一个开放的空间；所述放料板顶面设有一对定位销；所述第一夹紧组件和第二夹紧组件分别固定于所述放料板的相邻两侧。

进一步说明，所述第一夹紧组件包括滑轨A、夹块A和夹块B；所述夹块A活动连接在所述滑轨A的一端，所述夹块B固定连接在所述滑轨A的另一端；所述夹块B的上端开设有通孔，所述通孔内穿设有横杆；所述横杆的一端固定于所述夹块A的背面，另一端活动连接有受力杆；所述横杆位于所述夹块A和夹块B之间的部分套有压缩弹簧；所述受力杆中部开设有通孔，所述通孔内穿设有螺栓，所述受力杆能够以所述螺栓为轴做旋转运动。

所述第二夹紧组件包括滑轨B、夹块C和夹块D；所述夹块C活动连接在所述滑轨B的一端，所述夹块D固定连接在所述滑轨B的另一端；所述夹块C下端有一突起结构；所述夹块C和夹块D上端相对应的位置分别开设有一对圆孔；所述夹块C和夹块D之间的空隙并排设置有一对压缩弹簧，弹簧两端分别卡紧在所述夹块C和夹块D相应的圆孔内。

进一步说明，所述机架上设有两个夹具，分别固定在第二电动轴的活动连接板的左右两侧。

进一步说明，所述I/O接口位置度光学测量设备还包括夹具顶开组件，其设置于所述机架上，用于顶开夹具放置待测产品；所述夹具顶开组件包括调节板、第一顶块、第二顶块和端盖；所述第一顶块和第二顶块并排固定于所述调节板上；所述端盖覆盖在所述第一顶块和第二顶块上方。

进一步说明，所述夹具顶开组件有两个，分别设置于所述机架左右两侧的边缘，并且位于所述夹具移动路径的延长线上。

进一步说明，所述测量装置包括相机调节板、微调板、CCD相机和镜头；所述微调板与所述相机调节板固定连接；所述CCD相机安装在所述微调板上；所述镜头固定于所述CCD相机的前端。

进一步说明，所述测量装置共有五个，分别与第一电动轴、第三电动轴、第四电动轴、第六电动轴和第七电动轴固定连接。

本实用新型实施例带来的有益效果是：I/O接口位置度光学测量设备安装有五部CCD相机，能够从产品的前、后、左、右以及上方等五个方向进行全方位的拍照测量，整个过程不会与产品发生接触，杜绝产品被刮伤、受力变形或扭曲的可能；CCD相机拍照所获得的图像数据由工控系统计算得出位置度数值，精确度高，几乎没有误差；所有CCD相机的检测工作同时进行，其所获得的数据也同时在工控系统进行计算，大大提高了设备的工作效率；除了需要工作人员将产品放置在夹具上以外，整个检测过程由设备自动进行，最大程度排除了人为的干扰因素，同时对工作人员的素质要求不高，降低了用工成本；设备安装有两个夹具，采用左右双工位交替检测的方式，在测量产品的时候，可以节省上下料时间，提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的局部结构示意图；

图3是图1所示实施例的电动轴和测量装置的结构示意图；

图4是图1所示实施例的夹具的结构示意图；

图5是图1所示实施例的第一夹紧组件的结构示意图；

图6是图1所示实施例的第二夹紧组件的结构示意图；

图7是图1所示实施例的夹具顶开组件的结构示意图；

图8是本实用新型另一个实施例的立体图。

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所示，一种I/O接口位置度光学测量设备，

包括机架1；

驱动装置2，设置于机架1上；

夹具3，与驱动装置2固定连接，用于固定待测产品；

测量装置5，与驱动装置2固定连接，用于获取待测产品的数据；

工控系统（图中未示），设置于机架1内，用于控制驱动装置2以及分析测量装置5反馈的数据。

夹具3和测量装置5在驱动装置2的驱使下，能够在机架1上进行移动。

I/O接口位置度光学测量设备进行工作时，工作人员需要将待测产品放置在夹具3上并使其固定好，工控系统发送信号给驱动装置2，使其带动夹具3移动到机架1的中央接受检测。与此同时，测量装置5在驱动装置2的驱使下移动到夹具3旁边，获取夹具3上待测产品的数据，并将这些数据发送给工控系统。工控系统根据接收到的数据建立坐标系，找出产品的中心点，并以此为基准确定产品上I/O接口的位置度。

由于工控系统可以实时调整测量装置的位置，对于不同形状大小的产品，都能精确完成各个I/O接口位置度的测量，使得本实用新型具有广泛的适用性和操作的便捷性。

如图2所示，驱动装置2是由七个电动轴组成的多轴运动平台，其中实现在X轴方向运动的有四个，包括第一电动轴201、第二电动轴202、第五电动轴205和第六电动轴206；实现在Y轴方向运动的有三个，包括第三电动轴203、第四电动轴204和第七电动轴207。

具体而言，第一电动轴201和第二电动轴202沿X轴方向设置在机架1的前端，其中第一电动轴201在前，第二电动轴202在后；第三电动轴203和第四电动轴204沿Y轴方向设置在机架1的后端，其中第三电动轴203在左，第四电动轴204在右；机架1上横跨第三电动轴203和第四电动轴204安装有第一龙门结构架6和第二龙门结构架7，其中第一龙门结构架6在前，第二龙门结构架7在后；第五电动轴205和第六电动轴206分别设置在第一龙门结构架6和第二龙门结构架7的横梁上；第七电动轴207设置在第五电动轴205上，两者呈十字交叉状。

如图3所示，电动轴包括基座21和活动连接板22。活动连接板22设置于基座21上并且可以在基座21上进行移动。

如图4至图6所示，夹具3包括放料板31、支撑架32、第一夹紧组件33和第二夹紧组件34；放料板31固定于支撑架32上，两者之间形成一个开放的空间；放料板31顶面设有一对定位销35；第一夹紧组件33和第二夹紧组件34分别固定于所述放料板31的相邻两侧。

第一夹紧组件33包括滑轨A（331）、夹块A（332）和夹块B（333）；夹块A（332）活动连接在滑轨A（331）的一端，夹块B（333）固定连接在滑轨A（331）的另一端；夹块B的上端开设有通孔，通孔内穿设有横杆334；横杆334的一端固定于夹块A（332）的背面，另一端活动连接有受力杆335；横杆334位于夹块A（332）和夹块B（333）之间的部分套有压缩弹簧（图中未示）；受力杆335中部开设有通孔，通孔内穿设有螺栓336，受力杆335能够以螺栓336为轴做旋转运动。

第二夹紧组件包括滑轨B（341）、夹块C（342）和夹块D（343）；夹块C（342）活动连接在滑轨B（341）的一端，夹块D（343）固定连接在滑轨B（341）的另一端；夹块C下端有一突起结构344；夹块C（342）和夹块D（343）上端相对应的位置分别开设有一对圆孔；夹块C（342）和夹块D（343）之间的空隙并排设置有一对压缩弹簧（图中未示），弹簧两端分别卡紧在夹块C（342）和夹块D（343）相应的圆孔内。

夹块A（332）和夹块C（342）上分别设有垫块37和38，垫块与待测产品相接触。由于第一夹紧组件33和第二夹紧组件34由金属材料加工而成，而待测产品通常为非金属材料，金属材料的硬度大于非金属材料，夹紧的时候很容易对待测产品造成损坏。因此，在两者之间设置由POM材料加工成的垫块37和38，既不影响夹紧的效果，又避免对产品造成损坏。

在本实施例中，机架1上设有两个夹具，分别固定在第二电动轴202的活动连接板的左右两侧。在第二电动轴202的驱使下，两个夹具能够沿着X轴方向来回移动。例如，先在右侧夹具的放料板上放置好待测产品，通过定位销进行定位，并由第一夹紧组件和第二夹紧组件将其固定；第二电动轴202带动右侧的夹具移动到机架1的中央接受检测；同时，左侧的夹具则移动到机架1的左边上料；当右侧夹具上的产品检测完毕，工控系统命令第二电动轴202驱使右侧的夹具移动到机架1的右侧上料；同时，左侧的夹具则承载着待测产品来到机架1的中央开始受检。这种左右双工位交替检测的方式，在测量产品的时候，可以节省上下料时间，提高工作效率。

如图1所示，本实用新型还包括夹具顶开组件4，其设置于机架1上，用于顶开夹具3放置待测产品。

如图7所示，夹具顶开组件4包括调节板41、第一顶块42、第二顶块43和端盖（图中未标）；第一顶块42和第二顶块43并排固定于调节板41上；端盖覆盖在第一顶块41和第二顶块42上方。具体而言，调节板41上并排开设有两对长孔，第一顶块42和第二顶块43的尾部与长孔对应的位置分别开设有一对通孔，通孔内穿设有螺钉将第一顶块42和第二顶块43固定在调节板41上。实践中，可以根据需要在长孔的范围内调整第一顶块42和第二顶块43的位置。第一顶块42为工字型，用于顶开第一夹紧组件33；第二顶块43的头部安装有轴承（图中未示），用于顶开第二夹紧机构34。端盖用于避免出现工作人员放置待测产品在夹具3上不慎被夹到手的情况。

一个夹具3配套有一个夹具顶开组件4。在本实施例中，夹具顶开组件有两个，分别设置于机架1左右两侧的边缘，并且位于夹具3移动路径的延长线上。如图1所示，I/O接口位置度光学测量设备正在进行工作，右侧的夹具承载着待测产品位于机架1的中央，接受测量装置5的检测；左侧的夹具位于机架的左侧并且与左侧的夹具顶开组件接触；此时，在第二电动轴202的驱使下，左侧的夹具对左侧的夹具顶开组件有一个向左的力，根据力的相互作用，第一顶块对第一夹紧组件的受力杆下端有一个向右的力，迫使受力杆以穿设在它中部的螺栓为轴发生逆时针旋转，带动夹块A往夹块B靠近并且压缩两者之间的弹簧；第二顶块伸入放料板和支撑架之间的开放空间，并且施力于夹块C的突起结构，迫使夹块C往夹块D靠近并且压缩两者之间的弹簧；工作人员此时可将待测产品放在放料板上，通过定位销定好位；等到右侧夹具上的产品检测完毕，工控系统命令第二电动轴带动右侧的夹具向右移动；与此同时，左侧的夹具与左侧的夹具顶开组件分开，由于不再受力，被压缩的弹簧逐渐恢复原状，使得夹块A和夹块C往待测产品靠近，最终压紧待测产品；左侧的夹具承载着待测产品移动到机架的中央，接受检测；同时，右侧的夹具移动到机架的右侧，与右侧的夹具顶开组件接触，准备上料；如此循环往复，直至所有的产品被检测完毕。

如图3所示，测量装置5包括相机调节板51、微调板52、CCD相机53和镜头54；微调板52与相机调节板51固定连接；CCD相机53安装在微调板52上；镜头54固定于CCD相机53的前端。相机调节板51上开设有两排一一对应的通孔，微调板52上开设有一对长孔，相机调节板51的通孔与微调板52上的长孔相对应。微调板52被相继穿过长孔与通孔的螺钉固定在相机调节板51上。实践中，产品的大小、形状各不相同，为了使得拍照达到最佳效果，可以灵活调整微调板52在相机调节板51上的位置，进而改变CCD相机53的视野大小。

如图2所示，测量装置5共有五个，分别与第一电动轴201、第三电动轴203、第四电动轴204、第六电动轴206和第七电动轴207固定连接。具体而言，测量装置5通过相机调节板51，安装在电动轴的活动连接板22上。工作时，当第二电动轴202带动夹具3移动到机架1的中央，工控系统发送信号给其他电动轴；第一电动轴201自左往右驱使第一测量装置移动到待测产品的前边；第三电动轴203和第四电动轴204自后往前分别驱使第二测量装置和第三测量装置移动到待测产品的左边和右边；第六电动轴206进行位置微调，使得第四测量装置位于待测产品的后边；第五电动轴205带动第七电动轴207沿着X轴方向移动，同时第七电动轴207自后往前驱使第五测量装置移动到待测产品的上方；检测完毕，各个电动轴带动测量装置返回原处，等待下次的检测。本实用新型不仅能够对产品进行全方位的拍照测量，而且所有测量装置的检测工作均同时进行，其所获得的数据也同时在工控系统进行计算，大大提高了设备的工作效率。

由于每个测量装置进行拍照时使用的都是各自的坐标系，所以在对产品的I/O接口进行检测前，需要先用标准块模拟检测流程进行预检，在工控系统中建立一个统一的坐标系，再对产品进行正式的检测。

如图8所示，本实用新型还包括前罩8、上罩9和显示器10。前罩8设置在机架1的前端，其正面安装了有机玻璃，便于工作人员随时观察设备的工作状况。上罩9设置在机架1上并且位于前罩8的背后，内部与前罩8相连通。前罩8和上罩9均可防尘，保护机架1上的装置。显示器10放置在上罩9的顶部，用于显示工控系统的计算分析结果。

以上所述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I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于： 

包括机架； 

驱动装置，设置于所述机架上； 

夹具，与所述驱动装置固定连接，用于固定待测产品； 

测量装置，与所述驱动装置固定连接，用于获取待测产品的数据； 

工控系统，设置于所述机架内，用于控制所述驱动装置以及分析所述测量装置反馈的数据； 

所述夹具和测量装置在所述驱动装置的驱使下，能够在所述机架上进行移动。 

2.根据权利要求1所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述驱动装置是由七个电动轴组成的多轴运动平台，其中实现在X轴方向运动的有四个，包括第一电动轴、第二电动轴、第五电动轴和第六电动轴；实现在Y轴方向运动的有三个，包括第三电动轴、第四电动轴和第七电动轴。 

3.根据权利要求2所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述电动轴包括基座和活动连接板；所述活动连接板设置于所述基座上并且可以在所述基座上进行移动。 

4.根据权利要求3所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述夹具包括放料板、支撑架、第一夹紧组件和第二夹紧组件；所述放料板固定于所述支撑架上，两者之间形成一个开放的空间；所述放料板顶面设有一对定位销；所述第一夹紧组件和第二夹紧组件分别固定于所述放料板的相邻两侧。 

5.根据权利要求4所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于： 所述第一夹紧组件包括滑轨A、夹块A和夹块B；所述夹块A活动连接在所述滑轨A的一端，所述夹块B固定连接在所述滑轨A的另一端；所述夹块B的上端开设有通孔，所述通孔内穿设有横杆；所述横杆的一端固定于所述夹块A的背面，另一端活动连接有受力杆；所述横杆位于所述夹块A和夹块B之间的部分套有压缩弹簧；所述受力杆中部开设有通孔，所述通孔内穿设有螺栓，所述受力杆能够以所述螺栓为轴做旋转运动； 

所述第二夹紧组件包括滑轨B、夹块C和夹块D；所述夹块C活动连接在所述滑轨B的一端，所述夹块D固定连接在所述滑轨B的另一端；所述夹块C下端有一突起结构；所述夹块C和夹块D上端相对应的位置分别开设有一对圆孔；所述夹块C和夹块D之间的空隙并排设置有一对压缩弹簧，弹簧两端分别卡紧在所述夹块C和夹块D相应的圆孔内。 

6.根据权利要求5所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述机架上设有两个夹具，分别固定在第二电动轴的活动连接板的左右两侧。 

7.根据权利要求6所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：还包括夹具顶开组件，其设置于所述机架上，用于顶开夹具放置待测产品；所述夹具顶开组件包括调节板、第一顶块、第二顶块和端盖；所述第一顶块和第二顶块并排固定于所述调节板上；所述端盖覆盖在所述第一顶块和第二顶块上方。 

8.根据权利要求7所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述夹具顶开组件有两个，分别设置于所述机架左右两侧的边缘，并且位于所述夹具移动路径的延长线上。 

9.根据权利要求3所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述测量装置包括相机调节板、微调板、CCD相机和镜头；所述微调板与所述相机调节板固定连接；所述CCD相机安装在所述微调板上；所述镜头 固定于所述CCD相机的前端。 

10.根据权利要求9所述的I/O接口位置度光学测量设备，其特征在于：所述测量装置共有五个，分别与第一电动轴、第三电动轴、第四电动轴、第六电动轴和第七电动轴固定连接。 

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