CN211060881U - 工件的三维检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种工件的三维检测系统，包括计算机服务器、三维扫描仪、机械手及可调式三维检测分度旋转台，可调式三维检测分度旋转台上设有旋转机构和多爪卡盘，多爪卡盘设置在旋转机构上；机械手设置在可调式三维检测分度旋转台的一侧，所述三维扫描仪安装在机械手上，可调式三维检测分度旋转台、三维扫描仪和机械手分别与计算机服务器连接，三维扫描仪用于采集待测工件信息并将采集的所述待测工件信息发送至计算机服务器；计算机服务器用于控制可调式三维检测分度旋转台快速夹紧待测工件并带动待测工件转动及控制机械手带动所述三维扫描仪对待测工件进行上下扫描。本实用新型结构简单，成本低，控制简单且检测精度高。

Description

工件的三维检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种工件检测设备，特别是涉及一种工件的三维检测系统。

背景技术

齿轮、轴等工件是汽车组装中不可缺少的部件，由于汽车对零部件的加工精度高，若工件加工精度达不到要求，在整车组装时会与其他部件发生干涉，因此需要对齿轮、轴等工件进行检测是否满足设计要求。若采用人工检测，由于人工操作者观察的角度不同、个人习惯不同，加上周围环境的干扰等多种因素，在很大程度上影响了测量结果的准确性。因此采用计算机建立零件三维图像分析成为发展趋势，如公开号为201810176218.0的一种全自动锻件在线检测系统及实现方法，但是该锻件在线检测题系统包括检测平台和用于确定待测锻件摆放位置的X、Y、Z方向位置传感器，X、Y、Z方向光栅三维扫描仪和多个导轨柱。将待测锻件放置在检测台上，由检测台上的X方向位置传感器、Y方向位置传感器和Z方向位置传感器确定锻件准确的摆放位置，与此同时将锻件在检测台上X、Y、Z方向的位置坐标信号发送至计算机服务器，计算机服务器记录好锻件三个方向的位置坐标后同时分别控制X方向驱动电机、Y方向驱动电机和Z方向驱动电机将X方向光栅三维扫描仪、Y方向光栅三维扫描仪和Z方向光栅三维扫描仪在X方向导轨柱、Y方向导轨柱和Z方向导轨柱移动对锻件进行扫描，该检测系统的结构复杂，不仅成本高，操作繁琐，而且待测锻件放置在检测台面的结构无法扫描，从而影响了检测结果。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、成本低及检测精度高的工件的三维检测系统。

本实用新型所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种工件的三维检测系统，包括计算机服务器、三维扫描仪、机械手及可调式三维检测分度旋转台，所述可调式三维检测分度旋转台上设有旋转机构和多爪卡盘，所述多爪卡盘设置在所述旋转机构上；所述机械手设置在所述可调式三维检测分度旋转台旁，所述三维扫描仪安装在所述机械手上，所述可调式三维检测分度旋转台、三维扫描仪和所述机械手分别与所述计算机服务器连接，所述三维扫描仪用于采集设置在所述可调式三维检测分度旋转台的待测工件信息并将采集的所述待测工件信息发送至所述计算机服务器；所述计算机服务器用于控制所述可调式三维检测分度旋转台快速夹紧待测工件并带动待测工件转动及控制所述机械手带动所述三维扫描仪对待测工件进行上下扫描。

进一步地，所述可调式三维检测分度旋转台包括底座、旋转机构及多爪卡盘，所述底座上设有旋转机构，所述旋转机构的转轴上安装有多爪卡盘，所述旋转机构用于带动所述多爪卡盘转动；所述多爪卡盘的各卡爪上均设有活动设置的支撑块，所述支撑块用于放置待测工件；各支撑块上还设有用于三维检测定位的标记块。

进一步地，所述支撑块的上端均设有横向延伸的支撑梁，所述支撑梁的端部设有用于放置待测工件的定位台阶。

进一步地，所述支撑梁从支撑块端至定位台阶端的厚度逐渐变薄。

进一步地，所述支撑块的下端均设有用于安装在所述卡爪的连接部，所述支撑块的连接部通过螺栓活动连接在所述卡爪上。

进一步地，所述多爪卡盘的卡爪上端面均设有第一条形齿，所述支撑块的连接部下端面设有与所述第一条形齿相啮合的第二条形齿；各卡爪上还设有用于与所述支撑块相连的调节螺栓孔。

进一步地，所述旋转机构为数控分度头。

进一步地，所述多爪卡盘为三爪卡盘或四爪卡盘。

进一步地，所述标记块上设有多个参考标准点。

进一步地，所述旋转机构的转轴与多爪卡盘之间还设有垫块。

由于采用了以上技术方案，本实用新型的有益效果：本实用新型的结构简单、操作方便，所述可调式三维检测分度旋转台上设有旋转机构和多爪卡盘，所述三维扫描仪安装在所述机械手上，通过计算机服务器控制所述可调式三维检测分度旋转台快速夹紧待测工件并带动工件旋转及控制所述机械手带动三维扫描仪上下联动实现对待测工件的全方位扫描，获得的数据信息更精确。故本实用新型的成本低，控制简单、检测精度高,工作效率高。

所述可调式三维检测分度旋转台的多爪卡盘的各卡爪上均设有活动设置的支撑块，所述支撑块用于放置待测工件；多爪卡盘不仅能够快速调整以适应不同直径大小的齿轮或轴类工件的夹紧，而且还能够使待测工件各个面都显露出来。通过支撑块上用于三维检测定位的标记块能够精确地检测出待测工件的空间三维坐标，便于三维扫描后进行三维重组构建待测工件的三维模型。

附图说明

图1为具体实施例1的结构示意图；

图2为具体实施例1中可调式三维检测分度旋转台的结构示意图；

图3为具体实施例1中多爪卡盘和支撑块的结构示意图。

图中：1为机械手、2为三维扫描仪、3为可调式三维检测分度旋转台、4为底座、5为旋转机构、6为多爪卡盘、6-1为卡爪、7为支撑块、7-1为支撑梁、7-2为定位台阶、7-3为连接部、8为标记块、9为垫块、10为工作台。

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。

具体实施例1：

参见图1所示，一种工件的三维检测系统，包括计算机服务器、机械手1、三维扫描仪2及可调式三维检测分度旋转台3，所述可调式三维检测分度旋转台3设有旋转机构5和多爪卡盘6，所述多爪卡盘6设置在所述旋转机构5上；所述机械手1设置在所述可调式三维检测分度旋转台3旁，本实施例中；机械手1和可调式三维检测分度旋转台3均设置在工作台10上，机械手1设置在所述可调式三维检测分度旋转台3的一侧，且机械手1和可调式三维检测分度旋转台3之间留有机械手1活动空间。所述三维扫描仪2安装在所述机械手1上，三维扫描仪2通过支架安装在机械手1的手臂上，三维扫描仪2是现有摄像机，机械手1采用现有机械手，所述可调式三维检测分度旋转台3、机械手1和所述三维扫描仪2分别与所述计算机服务器连接，可调式三维检测分度旋转台3通过数据线与计算机服务器连接，三维扫描仪2的输入、输出端通过数据线与计算机服务器的输入、输出端连接，机械手1通过数据线与计算机服务器连接。可调式三维检测分度旋转台3、机械手1和三维扫描仪2还可以通过网络与计算机服务器进行远程连接。所述三维扫描仪2用于采集设置在所述可调式三维检测分度旋转台3的待测工件信息并将采集的所述待测工件信息发送至所述计算机服务器；所述计算机服务器用于控制所述可调式三维检测分度旋转台快速夹紧待测工件并带动待测工件转动。所述计算机服务器还用于控制所述机械手1带动所述三维扫描仪2上下移动对待测工件进行上下扫描实现了全方位扫描并根据接收的所述三维扫描仪采集的待检测工件信息建立三维模型。

参见图2和图3所示，所述可调式三维检测分度旋转台3包括底座4、旋转机构5、多爪卡盘6，所述底座4上设置旋转机构5，所述旋转机构5为分度头，分度头为现有设备，所述分度头为数控分度头为最佳，该数控分度头便于与计算机服务器及三维扫描仪相配合，从而快速采集待测工件的数据信息，便于三维建模。本具体实施例中：所述数控分度头的电机采用伺服电机，该伺服电机与计算机服务器相连，从而控制数控分度头的转动。所述旋转机构5的转轴上安装多爪卡盘6，所述旋转机构5用于带动所述多爪卡盘6转动；所述多爪卡盘6的各卡爪6-1上均设有活动设置的支撑块7，所述支撑块7用于放置待测工件；所述支撑块7的上端均设有横向延伸的支撑梁7-1，所述支撑梁7-1的端部设有用于放置待测工件的定位台阶7-2。通过多爪卡盘6能够快速装夹各种不同直径大小的齿轮或轴类工件。将待测工件放置在支撑梁7-1的定位台阶7-2上，不仅能够夹紧待测工件、对待测工件进行定位，防止了待测工件在旋转时移动，而且还能使待测工件各个面都显露出来，便于三维扫描仪对待测工件整个结构进行扫描，提高了检测精度。所述支撑梁7-1从支撑块端至定位台阶端的厚度逐渐变薄，减小了支撑梁对待测工件的遮挡，从而提高了检测精度。所述支撑块7的下端均设有用于安装在所述卡爪的连接部7-3，所述支撑块7的连接部7-3通过螺栓活动连接在所述卡爪6-1上，便于手动调整支撑块7与卡爪6-1的位置。进一步地，所述多爪卡盘6的卡爪6-1上端面均设有第一条形齿，各卡爪6-1上还设有用于与所述支撑块7相连的调节螺栓孔；所述支撑块7的连接部7-3下端面设有与所述第一条形齿相啮合的第二条形齿。通过第一条形齿与第二条形齿啮合，便于在调整支撑块与卡爪的位置时进行导向、定位，且增大了支撑块7与卡爪6-1的摩擦力，使支撑块7连接的更牢固。因此该结构不仅便于灵活调整支撑块与卡爪的位置，还可以进一步地适用不同直径大小的齿轮或轴类工件，扩大了本旋转台的适用范围。本具体实施例中，所述多爪卡盘6为三爪卡盘，多爪卡盘6的卡爪6-1上端面均设有第一条形齿，所述第一条形齿呈波浪形，所述三个卡爪6-1上分别设有两个调节螺栓孔，三个卡爪6-1上分别设有一个支撑块7，所述支撑块7的上端均设有横向延伸的支撑梁7-1，所述支撑梁7-1的端部设有用于放置待测工件的定位台阶7-2，每个支撑块7的下端设有横向延伸的连接部7-3，该连接部7-3上设有与卡爪6-1的第一条形齿相啮合的第二条形齿，支撑块7通过连接部上的螺栓与卡爪的调节螺栓孔相配合活动安装在卡爪6-1上。

各支撑块7上还设有用于三维检测定位的标记块8。所述标记块8上设有多个参考标准点，所述标记块的上、下两端面均设参考标准点。本具体实例中以齿轮和轴类待测工件为例，因此标记块呈圆弧形，所述三个标记块构成圆环形。利用支撑块上的标记块进行定位标记，便于在三维扫描后利用参考标准点建立三维模型。

进一步地，所述旋转机构5的转轴与多爪卡盘之间还设有垫块9，通过垫块9抬高了多爪卡盘的高度，从而便于三维扫描仪从下往上扫描工件时能够将工件扫描完整。本具体实施例中，所述垫块呈圆柱形，垫块的两端分别设有连接翻边，所述垫块的连接翻边分别通过T形螺母和螺丝安装在旋转机构的转轴和多爪卡盘上。

本实用新型的工作原理：

首先将待测工件放置在可调式三维检测分度旋转台3上，通过计算机服务控制可调式三维检测分度旋转台的多爪卡盘夹紧待测工件；然后计算机服务器启动三维扫描仪和机械手，控制机械手上下移动带动三维扫描仪对待测工件进行扫描，并启动可调式三维检测分度旋转台的旋转机构带动待测工件旋转。最后三维扫描仪将采集的待测工作数据信息发送至计算机服务器，便于计算机服务器根据采集的所述数据信息进行后续三维建模分析。

本实用新型一方面通过计算机服务器控制可调式三维检测分度旋转台夹紧及带动待测工件转动，另一方面通过计算机服务器控制机械手带动三维扫描仪对工件进行全方位扫描，从而实现了对待测工件信息的全面采集，使计算机服务器在后续三维建模时信息更完整，以便对待测工件进行更为精确的分析。

具体实施例2：

本实施例中，其特征在于：所述多爪卡盘6为四爪卡盘，每个卡爪上设有一个支撑块7，用于夹紧其他不规则工件。其它特征与具体实施例1相同，故本实施例在此省略。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工件的三维检测系统，其特征在于：包括计算机服务器、三维扫描仪、机械手及可调式三维检测分度旋转台，所述可调式三维检测分度旋转台上设有旋转机构和多爪卡盘，所述多爪卡盘设置在所述旋转机构上；所述机械手设置在所述可调式三维检测分度旋转台旁，所述三维扫描仪安装在所述机械手上，所述可调式三维检测分度旋转台、三维扫描仪和所述机械手分别与所述计算机服务器连接，所述三维扫描仪用于采集设置在所述可调式三维检测分度旋转台的待测工件信息并将采集的所述待测工件信息发送至所述计算机服务器；所述计算机服务器用于控制所述可调式三维检测分度旋转台快速夹紧待测工件并带动待测工件转动及控制所述机械手带动所述三维扫描仪对待测工件进行上下扫描。

2.根据权利要求1所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述可调式三维检测分度旋转台包括底座、旋转机构及多爪卡盘，所述底座上设有旋转机构，所述旋转机构的转轴上安装有多爪卡盘，所述旋转机构用于带动所述多爪卡盘转动；所述多爪卡盘的各卡爪上均设有活动设置的支撑块，所述支撑块用于放置待测工件；各支撑块上还设有用于三维检测定位的标记块。

3.根据权利要求2所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述支撑块的上端均设有横向延伸的支撑梁，所述支撑梁的端部设有用于放置待测工件的定位台阶。

4.根据权利要求3所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述支撑梁从支撑块端至定位台阶端的厚度逐渐变薄。

5.根据权利要求2所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述支撑块的下端均设有用于安装在所述卡爪的连接部，所述支撑块的连接部通过螺栓活动连接在所述卡爪上。

6.根据权利要求5所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述多爪卡盘的卡爪上端面均设有第一条形齿，所述支撑块的连接部下端面设有与所述第一条形齿相啮合的第二条形齿；各卡爪上还设有用于与所述支撑块相连的调节螺栓孔。

7.根据权利要求2所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述旋转机构为数控分度头。

8.根据权利要求1或2所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述多爪卡盘为三爪卡盘或四爪卡盘。

9.根据权利要求2所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述标记块上设有多个参考标准点。

10.根据权利要求2所述工件的三维检测系统，其特征在于：所述旋转机构的转轴与多爪卡盘之间还设有垫块。

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