CN206740074U - 激光相对位置测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型的激光相对位置测量仪，通过在基准治具上放置用于发射激光束的激光源，再通过在机械臂上设置第一图像传感器、第二图像传感器和用于对所接收到的激光束进行分光的分光棱镜，这样在测量仪工作时，激光源发射的激光束射向分光棱镜，分光棱镜将该激光束分成至少两束光，其中一束光射向第一图像传感器并在其上形成有激光斑点，其中另一束光射向第二图像传感器并在其上形成有激光斑点，根据这两个激光斑点的位置来控制机械臂的运动，进而调整测量支架的位置直至测量支架竖直对准基准治具的中间，这样即能够自动、快速、精确地定位好基准治具与数控装置的相对位置，以便机械臂顺利地完成工件的上料和下料工作，进而使得本实用新型的激光相对位置测量仪能够很好地适应工业自动化生产。

Description

激光相对位置测量仪

技术领域

本实用新型涉及测量设备技术领域，具体涉及一种激光相对位置测量仪。

背景技术

在工业自动化生产过程中，经常需要用数控装置去完成工件的上下料工作，而所采用的数控装置一般为机械手或机器人，当数控装置把工件从一个装备移至另一装备时，需要知道该工件的准确位置才能对其进行夹取或者放置。因为在每台装备上都会有基准治具去定位工件，所以才使得工件在装备上的位置是固定的，但是每次更换基准治具后，新的基准治具的位置一般都不在原来的位置，随之工件的位置也发生了变化，这样不仅需要重新测量定位好基准治具的位置，而且还需要相应地重新调整数控装置夹取和放置工件的位置，以使数控装置能够精准夹取或者放置工件。现有技术中，上述调整工作通常由人手完成，并且很多时候是仅仅借助肉眼进行观察调整的，使得这种调整方式不仅费时费力，效率极低，并且调整的精度不够稳定，若基准治具的位置与数控装置夹取或者放置工件的位置有所偏差，将导致不能顺利完成工件的上下料工作，因而该种调整方式不能很好地适应工业自动化生产。

实用新型内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种能够快速、精确定位好在数控装置夹取和放置工件时基准治具与数控装置的相对位置，适用于自动化生产的激光相对位置测量仪。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种激光相对位置测量仪，包括放置于基准治具的用于发射激光束的激光源；包括安装于机械臂的测量支架，该测量支架安装有第一图像传感器、第二图像传感器和用于对所接收到的激光束进行分光的分光棱镜；

测量仪工作时，分光棱镜接受激光源所发出的激光束，并将该激光束分成至少两束光，其中一束光射向第一图像传感器并在其上形成有激光斑点，其中另一束光射向第二图像传感器并在其上形成有激光斑点。

其中，包括控制器，控制器根据第一图像传感器和第二图像传感器上激光斑点的位置来控制机械臂的运动以调整测量仪与基准治具的相对位置。

其中，射向第一图像传感器的一束光为穿过分光棱镜的透射光，射向第二图像传感器的另一束光射为经分光棱镜反射后的反射光。

其中，第一图像传感器的感光面垂直于第二图像传感器的感光面。

其中，分光棱镜的入射面倾斜于第一图像传感器的感光面或者第二图像传感器的感光面。

其中，第一图像传感器位于测量支架的顶部的内壁，第二图像传感器位于测量支架的侧部的内壁，分光棱镜的入射面与第一图像传感器的感光面或者与第二图像传感器的感光面之间的夹角为45度。

其中，分光棱镜投向第一图像传感器的感光面所在平面的阴影全部落在第一图像传感器的感光面内。

其中，分光棱镜投向第二图像传感器的感光面所在平面的阴影全部落在第二图像传感器的感光面内。

其中，激光源有两个，每个激光源发出的激光束都射向分光棱镜，分光棱镜对每束激光束都进行分光，进而使得第一图像传感器和第二图像传感器上都形成有两个不共点的激光斑点。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的激光相对位置测量仪，通过在基准治具上放置用于发射激光束的激光源，再通过在机械臂上设置第一图像传感器、第二图像传感器和用于对所接收到的激光束进行分光的分光棱镜，这样在测量仪工作时，激光源发射的激光束射向分光棱镜，分光棱镜将该激光束分成至少两束光，其中一束光射向第一图像传感器并在其上形成有激光斑点，其中另一束光射向第二图像传感器并在其上形成有激光斑点，根据这两个激光斑点偏离基准点（当测量支架竖直对准基准治具的中间时，所形成的激光斑点为基准点）的位置来控制机械臂的运动，进而调整测量支架的位置直至测量支架竖直对准基准治具的中间，这样即能够自动、快速、精确地定位好基准治具与数控装置的相对位置，以便机械臂顺利地完成工件的上料和下料工作，进而使得本实用新型的激光相对位置测量仪能够很好地适应工业自动化生产。

附图说明

图1为实施例1的激光相对位置测量仪安装在机械臂上的结构示意图。

图2为实施例1的测量支架竖直对准基准治具中间的结构示意图。

图3为实施例1的测量支架偏离基准治具中间的结构示意图。

图4为实施例1的测量支架倾斜于基准治具的结构示意图。

图5为实施例2的测量支架竖直对准基准治具中间的结构示意图。

图6为图5中的测量支架顺时针转动后的结构示意图。

图1至图6中的附图标记：

1-机械臂；

2-测量支架；

3-第一图像传感器；

4-第二图像传感器；

5-分光棱镜；

6-激光源；

7-激光束、71-透射光、72-反射光；

8-基准治具。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

实施例1的一种激光相对位置测量仪，如图1和图2所示，其结构包括放置于基准治具8上的用于发射激光束7的激光源6，激光源6有一个，并且激光源6位于基准治具8的正中间；还包括安装于机械臂1的端部的测量支架2，该测量支架2的顶部的内壁安装有第一图像传感器3，该测量支架2的侧部的内壁安装有第二图像传感器4，该测量支架2的中部安装有分光棱镜5，分光棱镜5接收激光源6发射出的激光束7并对所接收到的激光束7进行分光。第一图像传感器3的感光面垂直于第二图像传感器4的感光面，分光棱镜5的入射面倾斜于第一图像传感器3的感光面和第二图像传感器4的感光面，具体的，分光棱镜5的入射面与第一图像传感器3的感光面或者与第二图像传感器4的感光面之间的夹角为45度。

测量仪工作时，分光棱镜5接受激光源6所发出的激光束7，并将该激光束7分成两束光，其中一束光为穿透过分光棱镜5的透射光71，该透射光71射向第一图像传感器3并在其上形成激光斑点，该激光斑点为透射光斑，另一束光为经分光棱镜5反射出的反射光72，该反射光72射向第二图像传感器4并在其上形成激光斑点，该激光斑点为反射光斑，控制器根据透射光斑和反射光斑偏离基准点（当测量支架2竖直对准基准治具8的中间时，所形成的激光斑点为基准点）来控制机械臂1的运动，进而调整测量支架2的位置直至测量支架2竖直对准基准治具8的中间（如图2所示的状态），例如，若测量支架2向右偏离基准治具8的中间（如图3所示），则控制器控制机械臂1向左平移，进而带动测量支架2向左平移，直至测量支架2竖直对准基准治具8的中间（如图2所示的状态）；若测量支架2倾斜于基准治具8（如图4所示），则控制器通过机械臂1控制测量支架2的上端向左摆动、下端向右摆动，若摆动后测量支架2偏离基准治具8的中间，则控制器将控制测量支架2平移直至其竖直对准基准治具8的中间（如图2所示的状态），这样即能够自动、快速、精确地定位好基准治具8与数控装置的相对位置，以便机械臂1顺利地完成工件的上料和下料工作，进而使得本实用新型的激光相对位置测量仪能够很好地适应工业自动化生产。

激光源6所发出的激光束7经分光棱镜5分为透射光71和反射光72，为使透射光71的透射光斑能够都落在第一图像传感器3的感光面内，分光棱镜5投向第一图像传感器3的感光面所在平面的阴影将落在第一图像传感器3的感光面内，同理，为使反射光72的反射光斑能够都落在第二图像传感器4的感光面内，分光棱镜5投向第二图像传感器4的感光面所在平面的阴影落在第二图像传感器4的感光面内。

实施例2

由于实施例1只能实现测量支架2偏离基准治具8中间时的调整，以及实现测量支架2倾斜基准治具8时的调整，而不能实现测量支架2相当于基准治具8转动的调整，为此提供实施例2，实施例2的一种激光相对位置测量仪，如图5和图6所示，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例未解释的特征，采用实施例1中的进行解释，在此不做赘述。本实施例与实施例1的区别为激光源6有两个，每个激光源6发出的激光束7都射向分光棱镜5，分光棱镜5对每束激光束7都进行分光，进而使得在第一图像传感器3上形成两个不共点的透射光斑，在第二图像传感器4上形成两个不共点的反射光斑，控制器根据两个透射光斑和两个反射光斑的位置来控制机械臂1的运动，进而来调整测量支架2的位置，直至将测量支架2调整至其竖直对准基准治具8的中间（如图5所示），在测量支架2的调整过程中，若测量支架2偏离基准治具8的中间，则通过平移测量支架2来使其竖直对准基准治具8的中间，若测量支架2倾斜基准治具8，则通过左右摆动或前后摆动测量支架2来使其竖直对准基准治具8的中间，若测量支架2相对于基准治具8转动的一定角度（如图6所示），当然可以顺时针转动也可逆时针转动，这样两束激光束7之中至少有其中一束激光束7照射到分光棱镜5上的位置会发生变化，进而该激光束7经分光棱镜5分光后所投射到第一图像传感器3的透射光斑和投射到第二图像传感器4的反射光斑的位置也会发生变化，这样控制器根据这两个光斑的位置来控制机械臂1的转动，从而带动测量支架2的转动直至其竖直对准基准治具8的中间。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.激光相对位置测量仪，其特征在于：包括放置于基准治具的用于发射激光束的激光源；包括安装于机械臂的测量支架，该测量支架安装有第一图像传感器、第二图像传感器和用于对所接收到的激光束进行分光的分光棱镜；该测量仪工作时，分光棱镜接受激光源所发出的激光束，并将该激光束分成至少两束光，其中一束光射向第一图像传感器并在其上形成有激光斑点，其中另一束光射向第二图像传感器并在其上形成有激光斑点。

2.根据权利要求1所述的激光相对位置测量仪，其特征是：包括控制器，控制器根据第一图像传感器和第二图像传感器上激光斑点的位置来控制机械臂的运动以调整测量支架与基准治具的相对位置。

3.根据权利要求1所述的激光相对位置测量仪，其特征是：射向第一图像传感器的一束光为穿过分光棱镜的透射光，射向第二图像传感器的一束光射为经分光棱镜反射后的反射光。

4.根据权利要求1所述的激光相对位置测量仪，其特征是：第一图像传感器的感光面垂直于第二图像传感器的感光面。

5.根据权利要求4所述的激光相对位置测量仪，其特征是：分光棱镜所在的入射面倾斜于第一图像传感器的感光面或者第二图像传感器的感光面。

6.根据权利要求5所述的激光相对位置测量仪，其特征是：第一图像传感器位于测量支架的顶部的内壁，第二图像传感器位于测量支架的侧部的内壁，分光棱镜的入射面与第一图像传感器的感光面或者与第二图像传感器的感光面之间的夹角为45度。

7.根据权利要求6所述的激光相对位置测量仪，其特征是：分光棱镜投向第一图像传感器的感光面所在平面的阴影全部落在第一图像传感器的感光面内。

8.根据权利要求6或7所述的激光相对位置测量仪，其特征是：分光棱镜投向第二图像传感器的感光面所在平面的阴影全部落在第二图像传感器的感光面内。

9.根据权利要求1所述的激光相对位置测量仪，其特征是：激光源有两个，每个激光源发出的激光束都射向分光棱镜，分光棱镜对每束激光束都进行分光。