CN211060829U - 一种跨尺度测量分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种跨尺度测量分析仪，包括承载台、光源组件、拍摄组件、控制装置和承载台升降组件，拍摄组件采用高清工业CCD相机，高清工业CCD相机连接有可变倍远心镜头；与现有技术相比，本实用新型采用可变倍远心镜头来测量工件，单画面可以抓取的视野变大，在单画面视野范围内无需移动承载台；同时承载台升降组件通过调整承载台与可变倍远心镜头的距离来调整镜头景深，在景深范围内的工件无需对焦测量，拍摄组件将所有需要抓取的测量位置一次性扫描完成测量，如有微小尺寸需要精密量测，拍摄组件可以切换到高倍率模式下抓取图元信息，然后通过控制装置将可变倍远心镜头下的图元信息整合于同一坐标系中，完成跨尺度的尺寸检测。

Description

一种跨尺度测量分析仪

技术领域

本实用新型涉及精密测量设备技术领域，具体地，涉及一种跨尺度测量分析仪。

背景技术

目前制造业正向着精细化制造、精细化检测、精细化装配和精细化的材料处理方向发展，所以，精细化检测成为许多工业产品必不可少的一步。目前业内测量工业工件的精密尺寸时，主要基于高倍率镜头和光栅位移计数来测量尺寸，高倍率镜头单画面抓取范围在2-6mm；完成一个200x100尺寸范围工件，需要移动很多测量位置点后进行拟合运算，花费数分钟才能完成；遇到有阶梯型产品必须对焦方可抓取轮廓图像；并且测量结果受镜头倍率和人为操作影响，测量结果存在一定的误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种跨尺度测量分析仪，跨尺度测量分析仪包括承载台、光源组件、拍摄组件、控制装置和承载台升降组件，承载台用于承载工件，光源组件设于承载台下方，且用于为承载台上承载的工件提供拍摄光源，拍摄组件设于承载台上方，且用于拍摄承载台上承载的工件并发送拍摄图片至控制装置，拍摄组件采用高清工业CCD相机，高清工业CCD相机连接有可变倍远心镜头，可变倍远心镜头从工件上方与工件对正，控制装置电连接拍摄组件，用于根据拍摄组件输入的信息自动识别并计算测量的要素，然后输出测量结果，承载台升降组件用于调整承载台与可变倍远心镜头的距离。

根据本实用新型的一实施方式，承载台升降组件包括底座、驱动组和执行组，底座用于支撑驱动组和执行组，驱动组的执行端连接执行组，以驱动执行组，执行组连接承载台。

根据本实用新型的一实施方式，驱动组包括驱动座、调节轴、调节轮和驱动轮，驱动座设于底座，调节轴转动连接于驱动座，调节轮和驱动轮设于调节轴，驱动轮与执行组连接。

根据本实用新型的一实施方式，执行组包括执行轮、丝杆螺母和驱动丝杆，执行轮与驱动轮啮合，丝杆螺母与执行轮连接，驱动丝杆套设于丝杆螺母内，承载台与驱动丝杆的顶端连接。

根据本实用新型的一实施方式，承载台升降组件还包括传动组，传动组连接驱动组和执行组。

根据本实用新型的一实施方式，传动组包括传动座、传动轴、第一传动轮和第二传动轮，传动座设于底座，传动轴转动连接于传动座，第一传动轮和第二传动轮分设于传动轴两端，第一传动轮与驱动组连接，第二传动轮与执行组连接。

根据本实用新型的一实施方式，控制装置包括工控机、输入组件和输出组件，拍摄组件、输入组件和输出组件电连接工控机。

根据本实用新型的一实施方式，还包括导向组件，导向组件用于在承载台升降组件驱动承载台升降时为承载台导向。

根据本实用新型的一实施方式，还包括机架，机架用于承载光源组件、拍摄组件、控制装置和承载台升降组件。

根据本实用新型的一实施方式，还包括壳体，壳体用于防尘。

本实用新型的有益效果为：采用可变倍远心镜头来测量工件，单画面可以抓取的视野变大，在单画面视野范围内无需移动承载台；同时承载台升降组件通过调整承载台与可变倍远心镜头的距离来调整镜头景深，在景深范围内的工件无需对焦测量，拍摄组件将所有需要抓取的测量位置一次性扫描完成测量，如有微小尺寸需要精密量测，拍摄组件可以切换到高倍率模式下抓取图元信息，然后通过控制装置将可变倍远心镜头下的图元信息整合于同一坐标系中，完成跨尺度的尺寸精密检测。

附图说明

图1为本实用新型的跨尺度测量分析仪的结构示意图；

图2为本实用新型的跨尺度测量分析仪移去壳体后的结构示意图；

图3为图2另一方向的结构示意图；

图中：1.承载台、11.台面边框、12.玻璃台面、2.光源组件、21.远心平行光源、22.光源控制器、3.拍摄组件、31.高清工业CCD相机、32.可变倍远心镜头、33.立架支柱、4.控制装置、41.工控机、42.输入组件、43.输出组件、5.承载台升降组件、51.底座、52.驱动组、521.驱动座、522.调节轴、523.调节轮、524.驱动轮、53.执行组、531.执行轮、532.丝杆螺母、533.驱动丝杆、54.传动组、541.传动座、542.传动轴、543.第一传动轮、544.第二传动轮、6.导向组件、61.导向套、62.导向柱、7.机架、8.壳体、81第一壳体、82.第二壳体、83.第三壳体、84.第四壳体、9.散热组件

本实用新型功能的实现及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1及2，图1为本实施例的跨尺度测量分析仪的结构示意图；图2为本实施例的跨尺度测量分析仪移去壳体后的结构示意图。如图所示，本申请的跨尺度测量分析仪包括承载台1、光源组件2、拍摄组件3、控制装置4和承载台升降组件5。承载台1用于承载工件，光源组件2设于承载台下方，且用于为承载台上1承载的工件提供拍摄光源，拍摄组件3设于承载台1上方，且用于拍摄承载台1上承载的工件并发送拍摄图片至控制装置4，拍摄组件3采用高清工业CCD相机31，高清工业CCD相机31连接有可变倍远心镜头32，可变倍远心镜头32从工件上方与工件对正，控制装置4电连接拍摄组件3，用于根据拍摄组件3输入的信息自动识别并计算测量的要素，然后输出测量结果，承载台升降组件5用于调整承载台1与可变倍远心镜头32的距离。在本实施例中，可变倍远心镜头32单画面可抓取180-120mm的视野，在单画面视野范围内无需移动承载台；同时承载台升降组件5通过调整承载台1与可变倍远心镜头32的距离来调整镜头景深，在30mm的景深范围内，工件无需对焦测量，拍摄组件将所有需要抓取的测量位置一次性扫描完成测量，如有微小尺寸需要精密量测，拍摄组3件可以切换到高倍率模式下抓取图元信息，然后通过控制装置4将可变倍远心镜头32下的图元信息整合于同一坐标系中，完成跨尺度的尺寸精密检测。

请复阅图2，如图所示，承载台1包括台面边框11和玻璃台面12，台面边框11包围玻璃台面12，测量工件时，工件置于玻璃台面12，且位于台面边框11包围的范围内。

请复阅图2，如图所示，光源组件2设于承载台1下方，拍摄工件时，光源组件2从承载台1下方为承载台1上承载的工件提供拍摄光源。光源组件2包括远心平行光源21和光源控制器22。采用远心平行光源21不仅可以减小拍摄过程中环境光的干扰，提高图像对比度，还可以提高边缘锐利度，提高检测精度，消除边界效应，使工件边缘位置确定，接光源控制器22电连接远心平行光源21，并用于控制远心平行光源21。

请复阅图2，如图所示，拍摄组件3还包括立架支柱33，高清工业CCD相机31设于立架支柱33并位于承载台1上方，可变倍远心镜头32从工件上方与工件对正并对承载台1上的工件进行拍摄，之后高清工业CCD相机31发送拍摄图片至控制装置4。

控制装置4用于根据拍摄组件3输入的信息自动识别并计算测量的要素，然后输出测量结果。请复阅图2，如图所示，控制装置4包括工控机41、输入组件42和输出组件43，高清工业CCD相机31、输入组件42和输出组件43电连接工控机41。高清工业CCD相机31拍摄工件后将图元信息传送到工控机41，操作人员通过输入组件42输入操作指令，使工控机41对高清工业CCD相机31拍摄工件的图元信息整合于同一坐标系中并进行尺寸计算，之后工控机41输送工件的尺寸信息到输出组件43，输出组件43显示工件的尺寸信息。在本实施例中，工控机41采用电脑，电脑内的系统可自动识别并计算测量的要素。输入组件42采用鼠标和键盘对数据进行输入，输出组件43采用显示器对测量后的尺寸结果进行输出。

请复阅图2及3，如图所示，承载台升降组件5包括底座51、驱动组52和执行组53，底座51用于支撑驱动组52和执行组53，驱动组52的执行端连接执行组53，以驱动执行组53，执行组53连接承载台1。在本实施例中，底座51上设有安装孔，光源组件2安装于底座51，光源组件2的照射面从安装孔伸出底座51上表面与承载台1对正。

请复阅图3，如图所示，驱动组52可以采用自动调节，也可以采用手动调节，采用自动驱动时，驱动组52可以采用驱动气缸或驱动电机驱动执行组53，进而使执行组53带动承载台1升降。本实施例的驱动组521采用手动调节，驱动组52包括驱动座521、调节轴522、调节轮523和驱动轮524，驱动座521设于底座51，调节轴522转动连接于驱动座521，调节轮523和驱动轮524设于调节轴522，驱动轮524与执行组53连接。调整承载台1与可变倍远心镜头32的距离时，扭动调节轮523，调节轮523带动设于驱动座521内的调节轴522转动，设于调节轴522上的驱动轮524随调节轴522转动，并驱动与其连接的执行组53移动，执行组53使与其连接的承载台1移动。

请复阅图3，如图所示，执行组53包括执行轮531、丝杆螺母532和驱动丝杆533，执行轮531与驱动轮524啮合，丝杆螺母532与执行轮531连接，驱动丝杆533滑动连接于丝杆螺母532，承载台1与驱动丝杆533的顶端连接。扭动调节轮523时，调节轮523带动设于驱动座521内的调节轴522转动，设于调节轴522上的驱动轮524随调节轴522转动，执行轮531随驱动轮524转动并带动丝杆螺母532转动，与丝杆螺母532套接的驱动丝杆533转动并从丝杆螺母5323向上伸出或向下伸出，进而带动与驱动丝杆533连接的承载台1上升或下降。

在本实施例中，承载台1的台面边框11内设有轴承座(图中未标示)，驱动丝杆533上端转动连接于轴承座内，当驱动丝杠533转动时，承载台1只随驱动丝杠533上升或下降。

请复阅图2及3，如图所示，为了保持驱动丝杆533带动承载台1移动平稳，本实施例的执行组53的数量为两个，两个执行组53对称的设于承载台1两侧，执行组53的调节轴522两端均连接有驱动轮524，每个驱动轮524与一个执行组53的执行轮531啮合。转动调节轴522时，设于调节轴522上的两个驱动轮524同时转动，并驱动与其啮合的执行轮531转动，进而使与执行轮531连接的丝杆螺母532转动，与承载台1连接的驱动丝杆533沿丝杆螺母532向上伸出或向下伸出，进而调整承载台1与可变倍远心镜头32的距离。

请复阅图3，如图所示，在本实施例中，承载台升降组件5还包括传动组54，传动组54连接驱动组52和执行组53。传动组54包括传动座541、传动轴542、第一传动轮543和第二传动轮544，传动座541设于底座51，传动轴542转动连接于传动座541，第一传动轮543和第二传动轮544分设于传动轴542两端，第一传动轮543与驱动组52的驱动轮524连接，第二传动轮544与执行组53的执行轮531连接。扭动调节轮523，调节轴522转动，设于调节轴522上的驱动轮524转动并带动第一传动轮543转动，传动轴542随第一传动轮543转动，设于传动轴542另一端的第二传动轮544转动，执行轮531随第二传动轮544转动，丝杆螺母532随执行轮531转动，由于第二传动轮544的限位，第二传动轮544只能发生转动，与丝杆螺母532螺接的驱动丝杆533在丝杆螺母523的驱动下上升或下降，进而带动与其连接的承载台1上升或下降，使承载台1与可变倍远心镜头32之间的距离发生改变。

请复阅图3，如图所示，本实施例的跨尺度测量分析仪还包括导向组件6，导向组件6用于在承载台升降组件5驱动承载台1升降时为承载台1导向。在本实施例中，导向组件6包括导向套61和导向柱62，导向套61设于底座51，导向柱62一端连接承载台1的台面边框11，另一端套设与导向套61。驱动丝杆533在丝杆螺母523的驱动下上升或下降时，导向柱62另一端沿导向套61上升或下降。导向组件6可以确保承载台升降组件5驱动承载台1移动的线性。

请复阅图3，如图所示，为了保证承载台1受力平稳，在本实施例中，导向组件6的数量为四个，四个导向组件6从台面边框11的四个角与承载台1连接。承载台升降组件5调整承载台1与可变倍远心镜头32的距离时，承载台1升降平稳。

请复阅图1至3，如图所示，本实施例的跨尺度测量分析仪还包括机架7，机架7用于承载光源组件2、拍摄组件3、控制装置4和承载台升降组件5。在本实施例中，机架7设有工作台，工作台上设有避让孔，承载台升降组件5设于工作台上方，光源组件2安装于底座51，光源组件2的照射面从安装孔伸出底座51上表面与承载台1对正，光源组件2的下端通过避让孔伸到工作台下方，拍摄组件3通过立架支柱33设于工作台并使可变倍远心镜头32与承载台1对正；控制装置4的工控机41设于工作台下方，输入组件42置于工作台上，输出组件43通过通过显示器支架设于工作台。

请复阅图1，如图所示，本实施例的跨尺度测量分析仪还包括壳体8，壳体8用于防尘。在本实施例中，壳体8包括第一壳体81、第二壳体82、第三壳体83和第四壳体84，第一壳体81设于机架7且位于工作台下方，第一壳体81将工控机41密封，避免外界灰尘进入工控机41，影响工控机41的性能；第二壳体82设于机架7且位于工作台上方，第二壳体82将承载台升降组件5密封，避免外界灰尘影响齿轮之间的传动，影响调节精度；第三壳体83设于第二壳体82和承载台1之间，第三壳体83将远心平行光源21伸出第三壳体83的部分密封，既可以避免远心平行光源21光线散射影响环境亮度，同时避免灰尘落在远心平行光源21上，影响拍摄效果；第四壳体84设于拍摄组件3，第四壳体84将高清工业CCD相机31和可变倍远心镜头32密封在内，避免灰尘落在可变倍远心镜头32上。

请复阅图2，如图所示，本实施例的跨尺度测量分析仪还包括散热组件9，散热组件9设于第一壳体81上，散热组件9用于为密封于第一壳体81内的工控机41散热。散热组件9可以采用散热风扇，散热风扇安装于第一壳体81内且与工控机41对正，在工作工程中，工控机41会产生热量，散热风扇将热量排出，使第一壳体81内保持适宜温度，避免工控机41温度过高。

具体应用时：将工件放置于承载台1的玻璃台面12上，然后启动光源组件2和拍摄组件3，远心平行光源21从工件底部照射到工件上，然后高清工业CCD相机31启动，并通过可变倍远心镜头32对工件进行拍摄，高清工业CCD相机31将拍摄的图片发送至控制装置4，控制装置4用于根据拍摄组件3输入的信息自动识别并计算测量的要素，然后将测量结果在输出组件43显示。可变倍远心镜头32的单画面可以抓取的视野变大，在单画面视野范围内无需移动承载台1，同时承载台升降组件5调整承载台1与可变倍远心镜头32的距离来调整镜头景深，在景深范围内的工件无需对焦测量，拍摄组件3将所有需要抓取的测量位置一次性扫描完成测量，如有微小尺寸需要精密量测，拍摄组件3可以切换到高倍率模式下抓取图元信息，然后通过控制装置4将可变倍远心镜头下的图元信息整合于同一坐标系中，完成跨尺度的尺寸精密检测。

以上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、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种跨尺度测量分析仪，其特征在于，包括承载台(1)、光源组件(2)、拍摄组件(3)、控制装置(4)和承载台升降组件(5)，所述承载台(1)用于承载工件，所述光源组件(2)设于所述承载台(1)下方，且用于为所述承载台(1)上承载的工件提供拍摄光源，所述拍摄组件(3)设于所述承载台(1)上方，且用于拍摄所述承载台(1)上承载的工件并发送拍摄图片至所述控制装置(4)，所述拍摄组件(3)采用高清工业CCD相机(31)，所述高清工业CCD相机(31)连接有可变倍远心镜头(32)，所述可变倍远心镜头(32)从所述工件上方与所述工件对正，所述控制装置(4)电连接所述拍摄组件(3)，用于根据所述拍摄组件(3)输入的信息自动识别并计算测量的要素，然后输出测量结果，所述承载台升降组件(5)用于调整所述承载台(1)与所述可变倍远心镜头(32)的距离。

2.根据权利要求1所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，所述承载台升降组件(5)包括底座(51)、驱动组(52)和执行组(53)，所述底座(51)用于支撑所述驱动组(52)和所述执行组(53)，所述驱动组(52)的执行端连接所述执行组(53)，以驱动所述执行组(53)，所述执行组(53)连接所述承载台(1)。

3.根据权利要求2所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，所述驱动组(52)包括驱动座(521)、调节轴(522)、调节轮(523)和驱动轮(524)，所述驱动座(521)设于所述底座(51)，所述调节轴(522)转动连接于所述驱动座(521)，所述调节轮(523)和驱动轮(524)设于所述调节轴(522)，所述驱动轮(524)与所述执行组(53)连接。

4.根据权利要求3所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，所述执行组(53)包括执行轮(531)、丝杆螺母(532)和驱动丝杆(533)，所述执行轮(531)与所述驱动轮(524)啮合，所述丝杆螺母(532)与所述执行轮(531)连接，所述驱动丝杆(533)套设于所述丝杆螺母(532)内，所述承载台(1)与所述驱动丝杆(533)的顶端连接。

5.根据权利要求2所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，所述承载台升降组件(5)还包括传动组(54)，所述传动组(54)连接所述驱动组(52)和所述执行组(53)。

6.根据权利要求5所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，所述传动组(54)包括传动座(541)、传动轴(542)、第一传动轮(543)和第二传动轮(544)，所述传动座(541)设于所述底座(51)，所述传动轴(542)转动连接于所述传动座(541)，所述第一传动轮(543)和第二传动轮(544)分设于所述传动轴(542)两端，所述第一传动轮(543)与所述驱动组(52)连接，所述第二传动轮(544)与所述执行组(53)连接。

7.根据权利要求1所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，所述控制装置(4)包括工控机(41)、输入组件(42)和输出组件(43)，所述拍摄组件(3)、输入组件(42)和输出组件(43)电连接所述工控机(41)。

8.根据权利要求1所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，还包括导向组件(6)，所述导向组件(6)用于在所述承载台升降组件(5)驱动所述承载台(1)升降时为所述承载台(1)导向。

9.根据权利要求1所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，还包括机架(7)，所述机架(7)用于承载所述光源组件(2)、拍摄组件(3)、控制装置(4)和承载台升降组件(5)。

10.根据权利要求1所述的跨尺度测量分析仪，其特征在于，还包括壳体(8)，所述壳体(8)用于防尘。

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