CN204373613U - 测量仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种高效测量仪器。测量仪器用于对被测部件进行测量，其包括：测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。测量平台用于放置被测部件。测量装置设置在驱动装置上，测量装置包括：成像部以及定位部。定位部用于定位被测部件的被测部位相对测量平台的相对位置信息。控制装置分别与定位部、驱动装置连接，控制装置用于通过控制驱动装置工作，将成像部与所述被测部件的被测部位之间的物距调整至预设距离。成像部对被测部件的被测部位进行成像。处理装置与成像部连接，处理装置用于获取成像部的成像结果，并根据成像结果计算出相应结果。测量仪器的驱动装置能够驱动成像部位移，调整成像部与被测部件之间的物距，实现对焦。

Description

测量仪器

技术领域

本实用新型涉及测量仪器领域，特别是涉及一种高效的测量仪器。

背景技术

工厂在对新生产出来的零部件进行检验，以获知零部件的具体参数，并判断零部件的参数是否达到合格标准。

在对零部件细长孔的检验中，工人需要使用一些测量工具，如尺寸、放大镜等，对被测零部件进行视觉测量，根据视觉测量的结果判断零部件是否达到了合格的标准。

如，铸件浇注完成后，需要对零件上细长孔的成形质量如垂直度进行检测，尤其是在发动机缸体等关键零件上，有大量的长径比大于10的细长孔。这些孔一般都是通过型芯或抽芯装置成形的，为保证成形装置工作状态正常，需要对成型孔的垂直度进行检测。目前国内多采用芯棒方式人工进行检测，检测效率低，劳动强度大，并且不能给出定量分析。而三坐标测量机、垂直度光学测量仪等操作复杂，对环境要求高，效率低，投资大。目前尚未有基于机器视觉的孔垂直度自动检测设备。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

工人通过视觉测量的方式测量零部件速度较慢，不能实现机械智能自动化测量，以及不能满足工厂高效化的要求，测量速度较慢。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种测量仪器，主要目的在于提高对被测零部件的测量效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型的实施例提供一种测量仪器，用于对被测部件进行测量，所述测量仪器包括：

测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。

所述测量平台用于放置所述被测部件。

所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。

所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息。

所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对焦。

所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。

所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，前述的测量仪器，所述被测部位为被测圆孔，其中

所述成像部包括：镜头以及第一光源。

所述第一光源发射的光线投射在所述被测圆孔的底部。

所述定位部用于定位所述被测圆孔顶部相对所述测量平台的第一相对位置信息。

所述控制装置用于根据所述第一相对位置信息将所述成像部调整至第一预设位置，使所述成像部对所述被测圆孔顶部对焦，所述成像部对所述被测圆孔顶部进行成像，生成第一图像数据。

所述定位部还用定位所述被测圆孔底部相对所述测量平台的第二相对位置信息。

所述控制装置还用于根据所述第二相对位置信息将所述成像部调整至第二预设位置，使所述成像部对所述被测圆孔底部对焦，所述成像部对所述被测圆孔底部进行成像，生成第二图像数据。

所述处理装置获取所述成像部的生成的所述第一图像数据以及所述第二图像数据，并根据所述第一图像数据以及所述第二图像数据计算出相应结果。

可选的，前述的测量仪器，其中所述第一光源为同轴光源。

可选的，前述的测量仪器，其中所述成像部还包括：第二光源。

所述第二光源发射的光线投射在所述被测圆孔的顶部。

可选的，前述的测量仪器，其中所述成像部位于所述被测圆孔的轴线上。

所述第一预设相对位置与所述第二预设相对位置的高度差值等于所述被测圆孔的深度值。

可选的，前述的测量仪器，其中所述测量平台为为传送平台。

可选的，前述的测量仪器，其中所述定位部包括第一定位部以及第二定位部。

所述第一定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的平面相对位置信息。

所述第二定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的高度相对位置信息。

可选的，前述的测量仪器，其中所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置。

所述第一驱动装置驱动所述测量装置在第一直线轨道上的位移。

所述第二驱动装置驱动所述测量装置在第二直线轨道上的位移。

所述第三驱动装置驱动所述测量装置在第三直线轨道上的位移。

所述第一直线轨道与所述第二直线轨道垂直。

所述第三直线轨道分别垂直于所述第一直线轨道、所述第二直线轨道。

借由上述技术方案，本实用新型技术方案提供的测量仪器至少具有下列优点：

一、本实用新型技术方案提供的测量仪器包括测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息，所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，以使所述成像部与所述被测部位对焦，获得清晰图像。所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。所述处理装置与所述成像 部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果，从而能够通过成像结果获得被测部件的被测部位的参数信息，如孔的垂直度、孔径等参数信息，以判别被测部件的被测部位的参数信息是否达到要求参数值(要求参数值为人为设定的阈值)，相对现有技术中，人工视觉测量的方式，本实用新型的测量仪器的测量效率较高，并实现了测量的机械自动化。

二、本实用新型技术方案提供的测量仪器包括测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息，所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。本实用新型提供的测量仪器能够通过所述控制装置控制所述驱动装置工作，使所述驱动装置带动所述成像部位移，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对所述被测部件的被测部位对焦，相对于现有技术中采用自动对焦的摄像机(即通过调整像距)，本实用新型采用的成像部可使用远心镜头即可实现对焦，而远心镜头比现有技术中采用自动对焦的摄像机的价格低廉，可以降低测量仪器的生产成本。

三、本实用新型技术方案提供的测量仪器包括测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息，所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。本实用新型提供的测量仪器能够通 过所述控制装置控制所述驱动装置工作，使所述驱动装置带动所述成像部位移，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对所述被测部件的被测部位对焦，相对于现有技术中采用自动对焦的摄像机(即通过调整像距)。本实用新型采用的驱动装置将所述成像部调整至预设距离所需的时间相对现有技术中采用自动对焦的摄像机自动对焦的时间更短。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型的实施例提供的一种测量仪器的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种测量仪器的内部结构电连接示意图；

图3是本实用新型的实施例提供的一种测量仪器的内部结构电连接示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的测量仪器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的一个实施例提出的一种测量仪器，其包括：测量平台1、测量装置2、驱动装置3、控制装置4以及处理装置5。所述测量平台1用于放置所述被测部件100。所述测量装置2设置 在所述驱动装置3上，所述测量装置2包括：成像部21以及定位部22。所述定位部22用于定位所述被测部件100的被测部位相对所述测量平台1的相对位置信息。所述控制装置4分别与所述定位部22、所述驱动装置3连接，所述控制装置4用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置3工作，将所述成像部21与所述被测部件100的被测部位之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对焦。所述成像部21对所述被测部件100的被测部位进行成像。所述处理装置5与所述成像部21连接，所述处理装置5用于获取所述成像部21的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。其中，所述预设相对位置具体可根据所述成像部的具体参数而定，如镜头的镜片尺寸等。所述驱动装置可为伺服电机、步进电机、滚珠丝杠或者六自由度机器人等。其中，所述定位部可采用激光测距装置进行测量定位。

本实用新型一实施例提供的测量仪器包括测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息，所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，以使所述成像部与所述被测部位对焦，获得清晰图像。所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果，从而能够通过成像结果获得被测部件的被测部位的参数信息，如孔的垂直度、孔径等参数信息，以判别被测部件的被测部位的参数信息是否达到要求参数值，相对现有技术中，人工视觉测量的方式，本实用新型的测量仪器的测量效率较高，并实现了测量的机械自动化。

本实用新型一实施例提供的测量仪器包括测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息，所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整 至预设距离，所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。本实用新型提供的测量仪器能够通过所述控制装置控制所述驱动装置工作，使所述驱动装置带动所述成像部位移，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对所述被测部件的被测部位对焦，相对于现有技术中采用自动对焦的摄像机(即通过调整像距)，本实用新型采用的成像部可使用远心镜头即可实现对焦，而远心镜头比现有技术中采用自动对焦的摄像机的价格低廉，可以降低测量仪器的生产成本。其中，由于现有技术中自动对焦的摄像机的对焦需要调整像距，精度要求较高，导致成本较高。

本实用新型一实施例提供的测量仪器包括测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置。所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部。所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息，所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像。所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。本实用新型提供的测量仪器能够通过所述控制装置控制所述驱动装置工作，使所述驱动装置带动所述成像部位移，将所述成像部与所述被测部件之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对所述被测部件的被测部位对焦，相对于现有技术中采用自动对焦的摄像机(即通过调整像距)，本实用新型采用的驱动装置将所述成像部调整至预设距离所需的时间相对现有技术中采用自动对焦的摄像机自动对焦的时间更短。其中，由于现有技术中自动对焦的摄像机的体积有限，控制自动对焦的马达功率较小，至使对焦速度较慢。

其中，在需要对被测部件的圆孔进行测量时，具体的，如图2所示，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，所述被测部位为被测圆孔，其中所述成像部包括：镜头以及第一光源。所述镜头可采用工业相机镜头、远心镜头等。所述第一光源发射的光线投射在所述 被测圆孔的底部。所述定位部用于定位所述被测圆孔顶部相对所述测量平台的第一相对位置信息。所述控制装置用于根据所述第一相对位置信息将所述成像部调整至第一预设位置，使所述成像部对所述被测圆孔顶部对焦，所述成像部对所述被测圆孔顶部进行成像，生成第一图像数据。所述定位部还用定位所述被测圆孔底部相对所述测量平台的第二相对位置信息。所述控制装置还用于根据所述第二相对位置信息将所述成像部调整至第二预设位置，使所述成像部对所述被测圆孔底部对焦，所述成像部对所述被测圆孔底部进行成像，生成第二图像数据。所述处理装置获取所述成像部的生成的所述第一图像数据以及所述第二图像数据，并根据所述第一图像数据以及所述第二图像数据计算出相应结果。所述结果可以是被测圆孔轴线的倾斜角度，在具体的计算过程中，可根据第一图像数据通过图像处理(如最小二乘法拟合法、求质心的方式等)计算出被测圆孔顶部的圆心坐标(a，b)，可根据第二图像数据通过图像处理(如最小二乘法拟合法、求质心的方式等)计算出被测圆孔底部的圆心坐标(c，d)，再根据被测圆孔顶部至底部的深度L，通过三角函数公式计算出被测圆孔轴线的倾斜角度。其中，在被测圆孔的深度较深时，底部的光线会比较弱，镜头不能够拍摄到较为清晰的画面，第一光源的光线能够投射在所述被测圆孔的底部，以照亮所述被测圆孔的底部，使所述镜头生成的第二图像数据更加清晰，使所述处理装置计算的结果更加精确。

进一步的，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，其中所述第一光源为同轴光源，会使得光线能够更加均匀的照射在所述被测圆孔的底部，使所述镜头生成的第二图像数据更加清晰。

进一步的，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，其中所述成像部还包括：第二光源。所述第二光源发射的光线投射在所述被测圆孔的顶部，以照亮所述被测圆孔的顶部，使所述镜头生成的第一图像数据更加清晰，使所述处理装置计算的结果更加精确。

具体的，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，其中所述成像部位于所述被测圆孔的轴线上。所述第一预设相对位置与所述第二预设相对位置的高度差值等于所述被测圆孔的深度值。用户可将所述第一预设相对位置、所述第二预设相对位置输入所述测量仪器中， 所述第一预设相对位置与所述第二预设相对位置的高度差值等于所述被测圆孔的深度值。在镜头生成第一图像数据后，所述控制装置控制所述驱动装置位移深度值得距离，从所述第一预设相对位置移动至所述第二相对位置即可，所述镜头可由原来对焦在所述被测圆孔的顶部，转换为对焦在所述被测圆孔的底部。

为了便于所述测量仪器对批量的被测部件进行测量，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，其中所述测量平台为为传送平台。将批量的被测部件依次放置在传送平台上，传送平台可采用步进的方式，测量完一个被测部件后，传送平台步进一次，对下一个被测部件进行测量。

在具体实施当中，如图1所示，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，其中所述定位部包括第一定位部221以及第二定位部222。所述第一定位部221用于定位所述被测部件100的被测部位相对所述测量平台1的平面相对位置信息。所述第二定位部222用于定位所述被测部件100的被测部位相对所述测量平台1的高度相对位置信息。所述控制装置能够根据所述第一定位部定位的平面相对位置信息，通过驱动装置调整至所述成像部位于所述被测部件的被测部位上方，所述控制装置再根据所述第二定位部定位的高度相对位置信息，通过驱动装置调整至所述成像部位，使所述所述被测部件的被测部位调整至相对所述成像部的预设相对位置上。

具体的，本实用新型的一实施例中所述的测量仪器还提供如下的实施方式，其中所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置。所述第一驱动装置驱动所述测量装置在第一直线轨道上的位移。所述第二驱动装置驱动所述测量装置在第二直线轨道上的位移。所述第三驱动装置驱动所述测量装置在第三直线轨道上的位移。所述第一直线轨道与所述第二直线轨道垂直。所述第三直线轨道分别垂直于所述第一直线轨道、所述第二直线轨道。即，所述第一直线轨道位于坐标轴的X轴上，所述第二直线轨道位于坐标轴的Y轴上，所述第三直线轨道位于坐标轴的Z轴上。

上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种测量仪器，用于对被测部件进行测量，其特征在于，所述测量仪器包括：

测量平台、测量装置、驱动装置、控制装置以及处理装置；

所述测量平台用于放置所述被测部件；

所述测量装置设置在所述驱动装置上，所述测量装置包括：成像部以及定位部；

所述定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的相对位置信息；

所述控制装置分别与所述定位部、所述驱动装置连接，所述控制装置用于根据所述相对位置信息通过控制所述驱动装置工作，将所述成像部与所述被测部件的被测部位之间的物距调整至预设距离，使所述成像部对焦；

所述成像部对所述被测部件的被测部位进行成像；

所述处理装置与所述成像部连接，所述处理装置用于获取所述成像部的成像结果，并根据所述成像结果计算出相应结果。

2.根据权利要求1所述的测量仪器，所述被测部位为被测圆孔，其特征在于，

所述成像部包括：镜头以及第一光源；

所述第一光源发射的光线投射在所述被测圆孔的底部；

所述定位部用于定位所述被测圆孔顶部相对所述测量平台的第一相对位置信息；

所述控制装置用于根据所述第一相对位置信息将所述成像部调整至第一预设位置，使所述成像部对所述被测圆孔顶部对焦，所述成像部对所述被测圆孔顶部进行成像，生成第一图像数据；

所述定位部还用定位所述被测圆孔底部相对所述测量平台的第二相对位置信息；

所述控制装置还用于根据所述第二相对位置信息将所述成像部调整至第二预设位置，使所述成像部对所述被测圆孔底部对焦，所述成像部对所述被测圆孔底部进行成像，生成第二图像数据；

所述处理装置获取所述成像部的生成的所述第一图像数据以及所述第二图像数据，并根据所述第一图像数据以及所述第二图像数据计算出相应结果。

3.根据权利要求2所述的测量仪器，其特征在于，

所述第一光源为同轴光源。

4.根据权利要求2所述的测量仪器，其特征在于，

所述成像部还包括：第二光源；

所述第二光源发射的光线投射在所述被测圆孔的顶部。

5.根据权利要求2所述的测量仪器，其特征在于，

所述成像部位于所述被测圆孔的轴线上；

所述第一预设相对位置与所述第二预设相对位置的高度差值等于所述被测圆孔的深度值。

6.根据权利要求1所述的测量仪器，其特征在于，

所述测量平台为为传送平台。

7.根据权利要求1所述的测量仪器，其特征在于，

所述定位部包括第一定位部以及第二定位部；

所述第一定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的平面相对位置信息；

所述第二定位部用于定位所述被测部件的被测部位相对所述测量平台的高度相对位置信息。

8.根据权利要求1～7中任一所述的测量仪器，其特征在于，

所述驱动装置包括第一驱动装置、第二驱动装置以及第三驱动装置；

所述第一驱动装置驱动所述测量装置在第一直线轨道上的位移；

所述第二驱动装置驱动所述测量装置在第二直线轨道上的位移；

所述第三驱动装置驱动所述测量装置在第三直线轨道上的位移；

所述第一直线轨道与所述第二直线轨道垂直；

所述第三直线轨道分别垂直于所述第一直线轨道、所述第二直线轨道。