CN208358423U - 基于逆向工程的零件加工定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械制造技术领域，尤其涉及一种基于逆向工程的零件加工定位装置，包括数控机床和位于所述数控机床侧部的三维扫描仪，所述数控机床上设有用于装载零件的工作平台，所述工作平台上设有标记件，所述三维扫描仪包括摄像头，且所述摄像头正对所述工作平台设置并用于获取位于所述工作平台上的所述零件的点云数据和所述标记件的点云数据。本实用新型的基于逆向工程的零件加工定位装置，能够准确地找到零件的加工基准，并且无需专用的夹具，进而可以使得零件的制造成本大大降低。

Description

基于逆向工程的零件加工定位装置

技术领域

本实用新型属于机械制造技术领域，尤其涉及一种基于逆向工程的零件加工定位装置。

背景技术

在数控加工的过程中，对于外部形状复杂的零件，由于没有准确地加工基准面，因此给数控加工前找加工基准带来了极大的困难。在零件属于单件或者批量较小的情况下，若给零件使用专用的夹具，则会大大地增加零件的制造加工成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于逆向工程的零件加工定位装置，旨在解决现有技术中的外部形状复杂的零件在数控加工中难以找到加工基准的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于逆向工程的零件加工定位装置，包括数控机床和位于所述数控机床侧部的三维扫描仪，所述数控机床上设有用于装载零件的工作平台，所述工作平台上设有标记件，所述三维扫描仪包括摄像头，且所述摄像头正对所述工作平台设置并用于获取位于所述工作平台上的所述零件的点云数据和所述标记件的点云数据。

进一步地，所述标记件靠近所述工作平台的边缘部设置。

进一步地，所述标记件为方形块。

进一步地，所述三维扫描仪为双目三维扫描仪。

进一步地，所述三维扫描仪还包括支撑三角架，所述摄像头固定安装于所述支撑三角架的上部。

进一步地，所述支撑三角架包括安装块、连接组件和三个支撑杆，三个所述支撑杆的顶端均与所述安装块的底端连接，且三个所述支撑杆呈辐射状倾斜设置，所述摄像头通过所述连接组件固定安装于所述安装块的顶端。

进一步地，所述支撑杆为可伸缩杆。

进一步地，所述连接组件包括第一连接杆、第二连接杆和调整螺母，所述第二连接杆的底端与所述安装块连接，所述第二连接杆的顶端穿设于所述调整螺母的螺纹孔且所述第二连接杆的顶端设有与所述调整螺母相适配的外螺纹，所述第一连接杆的底端设有与所述外螺纹相配合的内螺纹以使得所述第一连接杆与所述第二连接杆螺纹连接，所述摄像头固定连接于所述第一连接杆的顶端。

进一步地，所述第二连接杆的底端设有固定于所述第二连接杆的铰接球，所述安装块的内部设有与所述铰接球相配合的铰接槽，所述铰接球与所述铰接槽铰接以使得所述第二连接杆与所述安装块相铰接。

进一步地，所述支撑三角架还包括紧固螺钉，所述安装块的侧面设有连通所述铰接槽且供所述紧固螺钉穿设的紧固孔，所述紧固螺钉穿设于所述紧固孔且所述紧固螺钉的末端抵接于所述铰接球上。

本实用新型的有益效果：本实用新型的基于逆向工程的零件加工定位装置，在具体使用时，先将零件固定于数控机床上的工作平台后，然后利用位于数控机床的侧部且其摄像头正对工作平台的三维扫描仪对零件和工作平台的标记件进行扫描，如此实现获取零件的点云数据和标记件的点云数据，最后利用点云数据获取出零件的几何图形和标记件的几何图形，并以标记件为几何图形的几何原点确定了零件的加工基准，那么即使需要加工的零件外部形状复杂，也可以有效地在数控机床找到针对该外部形状复杂的零件的加工基准。本实用新型的基于逆向工程的零件加工定位装置，利用三维扫描技术能够准确地找到零件的加工基准，并且无需专用的夹具，进而可以使得零件的制造成本大大降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于逆向工程的零件加工定位装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的基于逆向工程的零件加工定位装置的三维扫描仪的爆炸图。

其中，图中各附图标记：

10—数控机床 11—工作平台 12—T型槽

20—三维扫描仪 21—摄像头 22—支撑三角架

30—零件 40—标记件 221—安装块

222—连接组件 223—支撑杆 224—连接板

225—固定螺钉 226—紧固螺钉 2211—铰接槽

2212—直槽 2213—紧固孔 2221—第一连接杆

2222—第二连接杆 2223—调整螺母 2224—铰接球

2241—容纳槽 2242—第一固定孔 2231—第二固定孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～2描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～2所示，本实用新型实施例提供了一种基于逆向工程的零件加工定位装置，包括数控机床10和位于所述数控机床10侧部的三维扫描仪20，所述数控机床10上设有用于装载零件30的工作平台11，所述工作平台11上设有标记件40，所述三维扫描仪20包括摄像头21，且所述摄像头21正对所述工作平台11设置并用于获取位于所述工作平台11上的所述零件30的点云数据和所述标记件40的点云数据。本实用新型的基于逆向工程的零件加工定位装置，在具体使用时，先将零件30固定于数控机床10上的工作平台11后，然后利用位于数控机床10的侧部且其摄像头21正对工作平台11的三维扫描仪20对零件30和工作平台11的标记件40进行扫描，如此实现获取零件30的点云数据和标记件40的点云数据，最后利用点云数据拟合出零件30的几何图形和标记件40的几何图形，并以标记件40为几何图形的几何原点确定了零件30的加工基准，那么即使需要加工的零件30外部形状复杂，也可以有效地在数控机床找到针对该外部形状复杂的零件30的加工基准。本实用新型的基于逆向工程的零件加工定位装置，能够准确地找到零件30的加工基准，并且无需专用的夹具，进而可以使得零件30的制造成本大大降低。

进一步地，也可以将现有的零件几何模型导入到点云数据中，并与零件的点云数据对齐，然后只需将标记件的点云数据生成标记件几何模型，再将现有的零件几何模型和标记件几何模型导入到数控机床中，这就减少了点云数据处理的工作量，且能够得到更为精准地零件几何模型，从而到达提高加工精度的目的。

进一步地，参阅图1所示，工作平台11的上表面上开设有多条用于固定所述零件30的竖向T型槽12。其中，T型槽12中卡接有多个滑动块(图未示)且滑动块凸出工作平台11的上表面。当零件30安装于工作平台11上时，通过滑动不同的滑动块使得各滑动块的侧面分别与零件30的不同部位相抵接，从而实现了零件30的固定。同时T型槽12的数量为多个，能够使得滑动块卡接在不同的T型槽12中从而实现不同尺寸的零件30的固定。

本实施例中，参阅图1所示，所述标记件40靠近所述工作平台11的边缘部设置。具体地，标记件40设置在工作平台11的边缘部，零件30在安装在工作平台11上时，具有更大的安装空间，避免受到标记件40设置位置的干涉。

本实施例中，参阅图1所示，所述标记件40为方形块。具体地，方形块的结构简单且其表面由垂直相交平面构成一方面能够较容易地根据方形块的点云数据生成准确的方形块的几何图形，另一方面也能够根据方形块的垂直相交的表面生成准确的原点坐标系。总之，采用方形块作为标记件40能够准确地确定加床加工基准，避免因为加工基准引起零件30的加工误差。

本实施例中，所述三维扫描仪20为双目三维扫描仪。具体地，双目三维扫描仪20结合了结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术，采用蓝光光栅扫描的方式，实现了点云数据的全自动拼接，因此双目三维扫描仪20具有高效率、高精度、高寿命、高解析度等优点，能够满足细节要求高的零件30的扫描要求，同时能够得到零件30准确的点云数据。

本实施例中，参阅图1所示，所述三维扫描仪20还包括支撑三角架22，所述摄像头21固定安装于所述支撑三角架22的上部。具体地，支撑三角架22能够可靠地支撑着摄像头21，避免摄像头21的晃动，从而影响扫描的点云数据的准确度。

本实施例中，参阅图2所示，所述支撑三角架22包括安装块221、连接组件222和三个支撑杆223，三个所述支撑杆223的顶端均与所述安装块221的底端连接，且三个所述支撑杆223呈辐射状倾斜设置，所述摄像头21通过所述连接组件222安装于所述安装块221的顶端。具体地，三个支撑杆223呈三角对搭状固定于安装块221的底端，安装块221的顶端通过连接组件222与摄像头21相连，由于三角支撑较为稳固，能够稳定地支撑摄像头21，且支撑杆223的结构简单、成本低、占用空间小，扩展了三维扫描仪20的适用范围。

进一步地，参阅图2所示，所述支撑三角架22还包括连接板224，连接板224顶端固定安装于安装块221的底端，连接板224上开设有三个用于容纳支撑杆223的顶端的容纳槽2241且支撑杆223能够在容纳槽2241内可上下摆动，容纳槽2241的侧面开设有贯穿容纳槽2241的第一固定孔2242，支撑杆223的顶端在第一固定孔2242的对应位置开设有第二固定孔2231，用固定螺钉225分别依次穿设第一固定孔2242和第二固定孔2231将支撑杆223固定于连接板224上。可以通过固定螺钉225的紧固和松开的作用，实现呈三角对搭状的支撑杆223的收拢和打开，也可实现支撑杆223的拆卸，便于支撑三角架22的收纳。

本实施例中，所述支撑杆223为可伸缩杆。具体地，支撑杆223的高度是可调节的，通过调节支撑杆223的高度从而调节摄像头21的高度，从而使得扫描仪能够针对不同尺寸的零件30进行完整的扫描，避免出现零件漏扫的情况。

本实施例中，参阅图2所示，所述连接组件222包括第一连接杆2221、第二连接杆2222和调整螺母2223，所述第二连接杆2222的底端与所述安装块221连接，所述第二连接杆2222的顶端穿设于所述调整螺母2223的螺纹孔且所述第二连接杆2222的顶端设有与所述调整螺母2223相适配的外螺纹，所述第一连接杆2221的底端设有与所述外螺纹相配合的内螺纹以使得所述第一连接杆2221与所述第二连接杆2222螺纹连接，所述摄像头21固定连接于所述第一连接杆2221的顶端。具体地，第二连接杆2222的顶端先穿过调整螺母2223，然后第二连接杆2222的顶端再与第一连接杆2221的顶端螺纹连接，通过第一连接杆2221与第二连接杆2222的螺纹连接可以实现调节固定于第一连接杆2221顶端的摄像头21的高度，同时可以通过旋转调整螺母2223使得调整螺母2223的上表面与第一连接杆2221的下表面相互抵接，避免第一连接杆2221与第二连接杆2222螺纹连接而出现松动的情况，确保了固定摄像头21的稳定性。

本实施例中，参阅图2所示，所述第二连接杆2222的底端设有固定于所述第二连接杆2222的铰接球2224，所述安装块221的内部设有与所述铰接球2224相配合的铰接槽2211，所述铰接球2224与所述铰接槽2211铰接以使得所述第二连接杆2222与所述安装块221相铰接。具体地，第二连接杆2222的顶端与安装块221通过铰接球2224与铰接槽2211相铰接，实现了第二连接杆2222与安装块221的可转动连接，即在不移动支撑杆223的情况下，实现了摄像头21的可转动，使得三维扫描仪20的使用更为方便，操作更为简单。

进一步地，参阅图2所示，安装块221上还开设有连通铰接槽2211的直槽2212，且直槽2212能够容纳第二连接杆2222顶部，通过第二连接杆2222在铰接槽2211的转动和在直槽2212中的上下转动能够实现摄像头21高度的调节和转动，增大了摄像头21可调节的角度和调节高度，增加了三维扫描仪20的扫描范围，能够适用于更多种类的零件30。

本实施例中，参阅图2所示，所述支撑三角架22还包括紧固螺钉226，所述安装块221的侧面设有连通所述铰接槽2211且供所述紧固螺钉226穿设的紧固孔2213，所述紧固螺钉226穿设于所述紧固孔2213且所述紧固螺钉226的末端抵接于所述铰接球2224上。具体地，通过紧固螺钉226的末端抵接在铰接球2224上，能够固定住铰接球2224的，使得铰接球2224不能转动，从而固定摄像头21的扫描角度，确保了摄像头21在扫描时的稳定性。

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)

1.一种基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：包括数控机床和位于所述数控机床侧部的三维扫描仪，所述数控机床上设有用于装载零件的工作平台，所述工作平台上设有用于确定零件加工基准的标记件，所述三维扫描仪包括摄像头，且所述摄像头正对所述工作平台设置并用于获取位于所述工作平台上的所述零件的点云数据和所述标记件的点云数据。

2.根据权利要求1所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述标记件靠近所述工作平台的边缘部设置。

3.根据权利要求1所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述标记件为方形块。

4.根据权利要求1所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述三维扫描仪为双目三维扫描仪。

5.根据权利要求1所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述三维扫描仪还包括支撑三角架，所述摄像头固定安装于所述支撑三角架的上部。

6.根据权利要求5所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述支撑三角架包括安装块、连接组件和三个支撑杆，三个所述支撑杆的顶端均与所述安装块的底端连接，且三个所述支撑杆呈辐射状倾斜设置，所述摄像头通过所述连接组件固定安装于所述安装块的顶端。

7.根据权利要求6所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述支撑杆为可伸缩杆。

8.根据权利要求6所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述连接组件包括第一连接杆、第二连接杆和调整螺母，所述第二连接杆的底端与所述安装块连接，所述第二连接杆的顶端穿设于所述调整螺母的螺纹孔且所述第二连接杆的顶端设有与所述调整螺母相适配的外螺纹，所述第一连接杆的底端设有与所述外螺纹相配合的内螺纹以使得所述第一连接杆与所述第二连接杆螺纹连接，所述摄像头固定连接于所述第一连接杆的顶端。

9.根据权利要求8所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述第二连接杆的底端设有固定于所述第二连接杆的铰接球，所述安装块的内部设有与所述铰接球相配合的铰接槽，所述铰接球与所述铰接槽铰接以使得所述第二连接杆与所述安装块相铰接。

10.根据权利要求9所述的基于逆向工程的零件加工定位装置，其特征在于：所述支撑三角架还包括紧固螺钉，所述安装块的侧面设有连通所述铰接槽且供所述紧固螺钉穿设的紧固孔，所述紧固螺钉穿设于所述紧固孔且所述紧固螺钉的末端抵接于所述铰接球上。