CN210441824U - 用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，包括：检测平台，以及设置于检测平台上的相机系统、光源系统、移动平台和激光干涉仪；所述移动平台包括移动平台组件以及辅助固定组件，移动平台组件包括直线模组、工作台和待校准平台，工作台与直线模组通过丝杆传动连接，丝杆旋转带动工作台和待校准平台直线运动；辅助固定组件包括固定在检测平台上的侧向定位组件和固定在工作台上的前后定位组件，侧向定位组件用于将待校准平台在其两侧方向夹紧或松开，前后定位组件用于将待校准平台在其前后方向夹紧或松开，侧向定位组件和前后定位组件夹紧待校准平台的四个面，防止待校准平台相对工作台移动，从而提高校准的准确性。

Description

用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置

技术领域

本实用新型涉及精密定位领域，尤其是一种三自由度调节平台的精度校准装置。

背景技术

多自由度二维调节机构在芯片组装，点胶，高精度对位等多种自动化生产线配套的自动化机台上被广泛使用。多自由度二维调节机构主要通过如下形式实现二维平面内的坐标和角度调节：(1)XYθ调节机构两个自由度调节直线坐标，θ调节角度；(2)uvw调节机构通过三个直线调节机构的联动来实现二维平面内直线和角度调节，此类调节机构有时会采用四个直线调节机构联动。该类调节机构在实际使用时，当调节精度小于等于50微米时，初步安装的调节机构精度往往无法达到精度要求，需要在初次组装的基础上进行二次调节。

针对上述情况，一般的精度校准方式是，调节机构从A点运行至B点，测量一下到达B点之后实际运行位置和设定位置之间的差距，通过多次路径运行，最终得到到达B点的运行精度。然而，采用这种校准方式，运动过程中待校准平台容易在工作台上打滑，从而造成相对移动，对测试结果造成误差，影响校准的准确性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够防止待校准平台相对工作台移动的精度校准装置。

本实用新型所采用的技术方案是：用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，包括：检测平台，以及设置于检测平台上的相机系统、光源系统、移动平台和激光干涉仪；所述移动平台包括移动平台组件以及辅助固定组件，移动平台组件包括直线模组、工作台和待校准平台，工作台与直线模组通过丝杆传动连接，丝杆旋转带动工作台和待校准平台直线运动；辅助固定组件包括固定在检测平台上的侧向定位组件和固定在工作台上的前后定位组件，侧向定位组件用于将待校准平台在其两侧方向夹紧或松开，前后定位组件用于将待校准平台在其前后方向夹紧或松开。

进一步地，所述相机系统安装在检测平台上方的支架上，工作距离可调。

进一步地，相机系统包括工业相机、相机转接板、上下调节机构，上下调节机构上设有相机安装导向槽；工业相机固定在相机转接板上，相机转接板通过相机安装导向槽安装在上下调节机构上。

进一步地，所述光源系统对称安装在移动平台两侧，光源高度和角度可调。

进一步地，光源系统包括光源支架、条形光源转接板、条形光源、调节板；光源支架固定在检测平台上，条形光源固定在条形光源转接板上，条形光源转接板通过螺丝安装在调节板上，调节板上设有光源安装导向槽和弧形槽，调节板通过光源安装导向槽安装在光源支架上。

进一步地，侧向定位组件包括第一侧挡板、第二侧挡板，分别与第一侧挡板、第二侧挡板固定连接的第一从动齿条、第二从动齿条，还包括连接在检测平台上的主动齿条，主动齿条通过主动齿轮带动从动齿轮与第一从动齿条、第二从动齿条传动，驱动第一侧挡板、第二侧挡板夹紧或松开待校准平台的两侧面，主动齿轮、从动齿轮固定在检测平台上。

进一步地，第一从动齿条、第二从动齿条结构相同，主动齿轮、从动齿轮同轴连接，从动齿轮固定在检测平台的中心位置。

进一步地，前后定位组件包括螺杆、支撑板、接触板，支撑板固定在工作台上，螺杆穿过支撑板与接触板连接，旋转螺杆驱动两接触板夹紧或松开待校准平台的前后两侧。

进一步地，所述检测平台设置在控制柜顶面。

进一步地，所述激光干涉仪设置在移动平台移动路径的延长线上。

本实用新型的有益效果是：通过在工作台周边设置侧向定位组件和前后定位组件，能够有效防止待校准平台在移动过程中相对工作台移动，从而提高校准精度。

附图说明

图1是本实用新型精度校准装置辅助固定组件夹紧待校准平台时的状态图。

图2是本实用新型移动平台和光源系统的安装示意图。

图3是本实用新型辅助固定组件的齿轮、齿条传动结构示意图。

图中标记为：1-检测平台，2-相机系统，3-光源系统，4-移动平台，5-控制柜，6-激光干涉仪，2-1-工业相机，2-2-相机转接板，2-3-上下调节机构，2-4-相机安装导向槽，3-1-光源支架，3-2-条形光源转接板，3-3-条形光源，3-4-调节板，3-5-光源安装导向槽，3-6-弧形槽，4-1-直线模组，4-2-工作台，4-3-待校准平台，4-4-螺杆，4-5-支撑板，4-6-接触板，4-7-第一侧挡板，4-8-第二侧挡板，4-9-第一从动齿条，4-10-第二从动齿条，4-11-主动齿轮，4-12-从动齿轮，4-13-主动齿条。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，包括：检测平台1，所述检测平台1设置在控制柜5顶面，以及设置于检测平台1上的相机系统2、光源系统3、移动平台4和激光干涉仪6，所述激光干涉仪6设置在移动平台4移动路径的延长线上；所述移动平台4包括移动平台组件以及辅助固定组件，移动平台组件包括直线模组4-1、工作台4-2和待校准平台4-3，工作台4-2与直线模组4-1通过丝杆传动连接，丝杆旋转带动工作台4-2和待校准平台4-3直线运动；为了保证待校准平台4-3运动过程中相对工作台4-2侧向不产生移动，提高校准的准确性，设置用于固定待校准平台4-3的辅助固定组件，辅助固定组件包括固定在检测平台1上的侧向定位组件和固定在工作台4-2上的前后定位组件，侧向定位组件用于将待校准平台4-3在其两侧方向夹紧或松开，前后定位组件用于将待校准平台4-3在其前后方向夹紧或松开。

所述相机系统2安装在检测平台1上方的支架上，相机系统2包括工业相机2-1，为了实现工业相机的工作距离可调，相机系统还包括相机转接板2-2、上下调节机构2-3，上下调节机构2-3上设有相机安装导向槽2-4；工业相机2-1固定在相机转接板2-2上，相机转接板2-2通过相机安装导向槽2-4安装在上下调节机构2-3上，以此来调节工业相机的工作距离。

为了保证工业相机有一个良好的拍摄环境，所述光源系统3对称安装在移动平台4两侧，光源系统3包括光源支架3-1、条形光源转接板3-2、条形光源3-3、调节板3-4；光源支架3-1固定在检测平台1上，条形光源3-3固定在条形光源转接板3-2上，条形光源转接板3-2通过螺丝安装在调节板3-4上，调节板3-4上设有光源安装导向槽3-5和弧形槽3-6，调节板3-4通过光源安装导向槽3-5安装在光源支架3-1上，沿光源安装导向槽3-5调整调节板3-2在光源支架3-1上的安装位置，实现条形光源转接板3-2高度的调节，沿弧形槽3-6调节条形光源转接板3-2的角度，实现条形光源转接板3-2角度的调节。

所述侧向定位组件包括第一侧挡板4-7、第二侧挡板4-8，分别与第一侧挡板4-7、第二侧挡板4-8固定连接的第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10，还包括连接在检测平台1上的主动齿条4-13，主动齿条4-13通过主动齿轮4-11带动从动齿轮4-12与第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10传动，驱动第一侧挡板4-7、第二侧挡板4-8夹紧或松开待校准平台4-3的两侧面，主动齿轮4-11、从动齿轮4-12固定在检测平台1上。

为了不妨碍工作台4-2的移动，第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10、主动齿条4-13、从动齿轮4-12、主动齿轮4-11均设置在检测平台1的背面，第一侧挡板4-7、第二侧挡板4-8穿过检测平台1上的通槽分别与第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10连接。主动齿轮4-11与从动齿轮4-12同轴连接在检测平台1背面中心位置，第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10设置在从动齿轮4-12相对的两侧，第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10的结构相同，保证第一侧挡板4-7、第二侧挡板4-8夹紧待校准平台4-3时使其处于工作台4-2的中间位置。主动齿条4-13固定在工作台4-2上，第一从动齿条4-9、第二从动齿条4-10与主动齿条4-13垂直设置。侧向定位组件在工作台4-2移动时开始向工作台4-2的中心靠拢，移动到位时夹紧待校准平台4-3的两侧面，移动过程中配合检测平台1上的激光干涉仪6能够从摄像机观察第一侧挡板4-7、第二侧挡板4-8与待校准平台4-3的间距，以保证待校准平台4-3保持在工作台4-2中心，保证待校准平台4-3始终在摄像机拍摄范围内。

为了防止待校准平台4-3运动过程中相对工作台4-2前后方向不产生移动，在工作台4-2的前方和后方设置前后定位组件，所述前后定位组件包括螺杆4-4、支撑板4-5、接触板4-6，支撑板4-5固定在工作台4-2上，螺杆4-4穿过支撑板4-5与接触板4-6连接，旋转螺杆4-4驱动两接触板4-6夹紧或松开待校准平台4-3的前后两侧。

在实际使用过程中，调整好工业相机2-1工作距离和条形光源3-3高度以及角度之后，将待校准平台4-3放置在移动平台4的初始位置，直线模组4-1带动工作台4-2运动到检测位置，通过工业相机2-1对待校准平台进行拍照，同时激光干涉仪6检测待校准平台4-3的初始位置和检测位置，直线模组4-1退回初始位置等待下一个待校准平台4-3放置在工作台4-2上，重复以上运动过程，用激光干涉仪6检测的待校准平台4-3的位移来校准工业相机拍摄的待校准平台4-3的位移精度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于，包括：

检测平台(1)，以及设置于检测平台(1)上的相机系统(2)、光源系统(3)、移动平台(4)和激光干涉仪(6)；所述移动平台(4)包括移动平台组件以及辅助固定组件，移动平台组件包括直线模组(4-1)、工作台(4-2)和待校准平台(4-3)，工作台(4-2)与直线模组(4-1)通过丝杆传动连接，丝杆旋转带动工作台(4-2)和待校准平台(4-3)直线运动；辅助固定组件包括固定在检测平台(1)上的侧向定位组件和固定在工作台(4-2)上的前后定位组件，侧向定位组件用于将待校准平台(4-3)在其两侧方向夹紧或松开，前后定位组件用于将待校准平台(4-3)在其前后方向夹紧或松开。

2.如权利要求1所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：所述相机系统(2)安装在检测平台(1)上方的支架上，工作距离可调。

3.如权利要求1或2所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：相机系统(2)包括工业相机(2-1)、相机转接板(2-2)、上下调节机构(2-3)，上下调节机构(2-3)上设有相机安装导向槽(2-4)；工业相机(2-1)固定在相机转接板(2-2)上，相机转接板(2-2)通过相机安装导向槽(2-4)安装在上下调节机构(2-3)上。

4.如权利要求1所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：所述光源系统(3)对称安装在移动平台(4)两侧，光源高度和角度可调。

5.如权利要求1或4所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：光源系统(3)包括光源支架(3-1)、条形光源转接板(3-2)、条形光源(3-3)、调节板(3-4)；光源支架(3-1)固定在检测平台(1)上，条形光源(3-3)固定在条形光源转接板(3-2)上，条形光源转接板(3-2)通过螺丝安装在调节板(3-4)上，调节板(3-4)上设有光源安装导向槽(3-5)和弧形槽(3-6)，调节板(3-4)通过光源安装导向槽(3-5)安装在光源支架(3-1)上。

6.如权利要求1所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：侧向定位组件包括第一侧挡板(4-7)、第二侧挡板(4-8)，分别与第一侧挡板(4-7)、第二侧挡板(4-8)固定连接的第一从动齿条(4-9)、第二从动齿条(4-10)，还包括连接在检测平台(1)上的主动齿条(4-13)，主动齿条(4-13)通过主动齿轮(4-11)带动从动齿轮(4-12)与第一从动齿条(4-9)、第二从动齿条(4-10)传动，驱动第一侧挡板(4-7)、第二侧挡板(4-8)夹紧或松开待校准平台(4-3)的两侧面，主动齿轮(4-11)、从动齿轮(4-12)固定在检测平台(1)上。

7.如权利要求6所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：第一从动齿条(4-9)、第二从动齿条(4-10)结构相同，主动齿轮(4-11)、从动齿轮(4-12)同轴连接，从动齿轮(4-12)固定在检测平台(1)的中心位置。

8.如权利要求1、6、7中任一项所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：前后定位组件包括螺杆(4-4)、支撑板(4-5)、接触板(4-6)，支撑板(4-5)固定在工作台(4-2)上，螺杆(4-4)穿过支撑板(4-5)与接触板(4-6)连接，旋转螺杆(4-4)驱动两接触板(4-6)夹紧或松开待校准平台(4-3)的前后两侧。

9.如权利要求1所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：所述检测平台(1)设置在控制柜(5)顶面。

10.如权利要求1所述的用于三自由度调节平台的全路径精度校准装置，其特征在于：所述激光干涉仪(6)设置在移动平台(4)移动路径的延长线上。

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