CN213932365U - 一种工件双面同位同步检测装置 - Google Patents

Abstract

实用新型涉及一种工件双面同位同步检测装置，所述相机下方设置有含有同轴光模块的组合镜头，所述相机和含有同轴光模块的组合镜头相连接，所述工件固定于所述工件夹具支撑板结构上，所述工件夹具支撑板结构的两侧镜像方式的设置有反光镜支架结构，所述反光镜支架包括反光镜支架底板结构、斜面和两个斜肋板结构，所述斜面上通过胶黏方式连接有反光镜，所述斜肋板结构的下方设置有位置可调的所述反光镜支架底板结构，所述反光镜支架底板结构的下方设置有测量支撑台结构，所述反光镜支架底板结构通过长条沉头孔调节其相对于所述测量支撑台结构上的位置，借助步进电机实现精密定位，反光镜支架底板和工件夹具则保证了对称性，方便图像对比分析。

Description

一种工件双面同位同步检测装置

技术领域

本实用新型属于仪器检测装置的技术领域，特别是涉及一种工件双面同位同步检测装置。

背景技术

目前对于板类、盘类零件双面特征间的定位关系检测主要依靠卡尺、卡规、检测柱等机械量具进行手动检测，操作很不方便，尤其对于盘类零件由于缺少平直的测量基准，测量误差更大。以钻孔加工工艺为例，通孔的垂直度检测（钻孔偏斜检测）就是其中一例，通常采用检测柱插入零件孔中实现零件孔的位置度检测，操作时检测柱的垂直性无法保证，且容易损坏检测柱。这还只是单面孔位置度的检测的惯用做法，而对于精密零件上的通孔其垂直度或在正反面的定位误差这种检测方法是无能为力的。对于偏心轴承、双面加工件等双面具有不同局部特征、且局部特征间定位要求很高的零件，目前尚缺少理想的精密检测手段。

通过实地调研发现，机械加工企业中位置度检测专用检具数量和品种都很多，成本高且容易损坏造成消耗量大。文献调研中也鲜有针对此类应用的研究或专利。实用新型CN201820461715.0是具有代表性潜在像似测量技术，其显著特征在于对称布置两个相机分别拍照处理，而使用两个相机的时候容易出现空间位置偏差，例如两个相机的空间位置对称性、同轴性无法保证；两个相机拍照时间会有同步性差，两个相机拍照间隔越长越可能引入噪声、工件抖动变位；图像的一致性差，特别是对工件两面拍照时的打光会有串扰，因此需要设计一种工件双面同位同步检测方法及装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种工件双面同位同步检测装置，具体技术方案如下：

本实用新型提供一种工件双面同位同步检测装置，包括相机，所述相机的下方设置有含有同轴光模块的组合镜头，所述相机和所述含有同轴光模块的组合镜头相连接，直流冷光源发出的光经过导光光纤引入同轴光模块，实现同轴打光，所述工件通过位置可调的所述工件夹具进行夹持并固定于所述工件夹具支撑板结构上，所述工件夹具支撑板与步进电机的丝杠运动滑块通过螺栓方式固定连接，所述工件夹具支撑板结构的两侧镜像方式的设置有反光镜支架结构，所述反光镜支架包括反光镜支架底板结构、斜面和两个斜肋板结构，所述斜面上通过胶黏方式连接有反光镜，所述斜肋板结构的下方设置有位置可调的所述反光镜支架底板结构，所述反光镜支架底板结构的下方设置有测量支撑台结构，所述反光镜支架底板结构通过长条沉头孔调节其相对于所述测量支撑台结构上的位置，所述检测支撑台结构用于支撑整个检测装置，提供一个平整面。

本实用新型的进一步改进在于：所述测量支撑台的下方设置隔振结构或高度可调减震地脚。

本实用新型的进一步改进在于：在所述相机的成像靶面粘有滤光膜或前置滤光片。

本实用新型的进一步改进在于：位置可调的所述反光镜支架用于支撑所述反光镜，并使得左右镜像设置的两块所述反光镜的反射面与垂直线线成45度夹角，反射面斜向上，使用时可以将所述反光镜通过胶黏方式在所述斜面上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够实现板类、盘类精密零件两侧面上局部特征间的相对位置检测分析，解决长期困扰位置度检测领域的难题，设计上简单巧妙，操作便捷，易于理解使用，特别适用于板类、盘类等需要两面结构特征相对定位的检测，例如加工孔的偏斜检测，盘类零件两面局部结构特征间的相对位置关系检测，本实用新型采用反光镜并设计了特别的光路系统，使得零件的两面同时成像在同一个相机靶面，在硬件上进一步设计了上料、装夹等配合模块使得操作便捷，在软件图像处理方面进一步引入了视角变换，大大降低了零件装夹误差的影响，并方便定位的对比观察和识别，同时本实用新型双面成像于同一相机的显著优势在于：1）避免两个相机布置的空间位置偏差，保证空间位置对称性和同轴性；2）避免两个相机拍照时间同步性差；3）保证图像的一致性，这样的设计具有实用性强和广阔的市场运用前景。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图；

附图说明： 1-相机、2-滤光膜、3-含有同轴光模块的组合镜头、4-工件、5-工件夹具、6-工件夹具支撑板、7-反光镜支架结构、8-反光镜支架底板结构、9-斜面、10-斜肋板结构、11-反光镜、12-步进电机线性模组、13-测量支撑台。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例提供一种工件双面同位同步检测装置，包括相机1，在所述相机1的成像靶面粘有滤光膜2或前置滤光片，用于避免金属强反光，用于降低工件表面反光的影响，所述相机1的下方设置有含有同轴光模块的组合镜头3，所述相机1和所述含有同轴光模块的组合镜头3相连接，直流冷光源发出的光经过导光光纤引入同轴光模块，实现同轴打光，所述工件4通过位置可调的所述工件夹具5进行夹持并固定于工件夹具支撑板结构6上，所述工件夹具支撑板6与步进电机的丝杠运动滑块通过螺栓方式固定连接，所述工件夹具支撑板6的两侧镜像方式的设置有反光镜支架结构7，所述工件夹具支撑板6的下方设置有步进电机线性模组12，所述步进电机线性模组12和两侧的支架底板结构8的下方设置有测量支撑台13。

所述反光镜支架7包括反光镜支架底板结构8、斜面9和两个斜肋板结构10，所述斜面9上通过胶黏方式连接有反光镜11，胶粘方式可以用玻璃胶或UV胶都可以，位置可调的所述反光镜支架7用于支撑所述反光镜11，并使得左右镜像设置的两块所述反光镜11的反射面与垂直线线成45度夹角，反射面斜向上，使用时可以将所述反光镜11通过胶黏方式在所述斜面9上。所述斜肋板结构10的下方设置有位置可调的所述反光镜支架底板结构8，所述反光镜支架底板结构8的下方设置有测量支撑台结构11，所述反光镜支架底板结构8通过长条沉头孔调节其相对于所述测量支撑台结构11上的位置，所述检测支撑台结构11用于支撑整个检测装置，提供一个平整面，所述测量支撑台11的下方设置隔振结构或减震地脚。

一种工件双面同位同步检测装置的使用方法如下：

1）步进电机旋转带动丝杠旋转，进而带动丝杠运动滑块往返于相机下方，即测量工位和取放工件工位，这样布置的优点在于，1）避免触碰和污染反光镜；2）步进电机的定位精度可以达到微米级，可以保证每个工件在检测时是同位置，方便标准工件（无缺陷）图像与待检测工件图像进行比较分析；3）方便同一工件的正反面比较分析，测量更稳定，位置可调的所述工件夹具的底面与步进电机丝杠运动滑块通过螺栓连接固定，步进电机模块背板与所述测量支撑台通过螺栓方式连接步进电机模组用于运送所述工件夹具及工件到达测量工位（相机下方成像位置）和取工件工位，测量工位具体在左右两个镜像设置的所述反光镜的中心位置；取工件工位具体为避免触碰反光镜的位置。实现输运和定位所述工件的功能，位置可调的所述工件夹具的底面与步进电机丝杠运动滑块通过螺栓连接固定，步进电机模块背板与所述测量支撑台通过螺栓方式连接步进电机模组用于运送所述工件夹具及工件到达测量工位和取工件工位，测量工位即相机下方，具体在左右两个镜像设置的所述反光镜的中心位置，以避免人为操作失误、污染反光镜，且定位精确保证了每次测量工件成像在同一位置，保证检测的重复性和稳定性，借助步进电机实现精密定位，保证不同工件的测量处于相同位姿，位置可调的所述反光镜支架底板和位置可调的所述工件夹具则保证了对称性，方便后续图像对比分析。

2）通过上位机软件发射脉冲实现步进电机的运动与定位，以及图像采集和图像分析检测的触发，所采集到的图像包括左右（或上下，取决于相机布置方位）两部分对应于所述工件的两个侧面，由于各组件的相对位置关系已经设计确定，且还有位置可调的所述工件夹具能够用于微调来保证整体对称性，从而保证了图像分析的便利，位置可调的所述工件夹具起到夹持和固定工件的作用，并可微调以保证工件竖直放置的时候与所述反光镜对称中心面共面。

步进电机的引入避免了对所述反光镜的污染和相机位置的挪动，且定位精确保证了每次测量工件成像在同一位置，保证检测的重复性和稳定性，本实用新型在具有两块与水平面成45度且对称面对面布置的反光镜，工件在其对称线位置进行测量，工件的两个侧面的物光线水平到达反光镜表面，经过反光镜反射向上进入镜头到达相机成像靶面进行成像。根据平面镜成像原理，相机拍摄的是物体的虚像，即相当于工件侧面水平放置工况下的拍摄成像。因此，所采集的图像两部分对应于工件两个侧面均水平放置时拍摄的侧表面，与垂直于工件侧面拍摄等效。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够实现板类、盘类精密零件两侧面上局部特征间的相对位置检测分析，解决长期困扰位置度检测领域的难题，设计上简单巧妙，操作便捷，易于理解使用，特别适用于板类、盘类等需要两面结构特征相对定位的检测，例如加工孔的偏斜检测，盘类零件两面局部结构特征间的相对位置关系检测，本实用新型采用反光镜并设计了特别的光路系统，使得零件的两面同时成像在同一个相机靶面，在硬件上进一步设计了上料、装夹等配合模块使得操作便捷，在软件图像处理方面进一步引入了视角变换，大大降低了零件装夹误差的影响，并方便定位的对比观察和识别，同时本实用新型双面成像于同一相机的显著优势在于：1）避免两个相机布置的空间位置偏差，保证空间位置对称性和同轴性；2）避免两个相机拍照时间同步性差；3）保证图像的一致性，这样的设计具有实用性强和广阔的市场运用前景。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种工件双面同位同步检测装置，其特征在于：包括相机，所述相机的下方设置有含有同轴光模块的组合镜头，所述相机和所述含有同轴光模块的组合镜头相连接，工件通过位置可调的工件夹具进行夹持并固定于工件夹具支撑板上，所述工件夹具支撑板与步进电机的丝杠运动滑块通过螺栓方式固定连接，所述工件夹具支撑板的两侧镜像方式的设置有反光镜支架结构，所述反光镜支架包括反光镜支架底板结构、斜面和两个斜肋板结构，所述斜面上通过胶黏方式连接有反光镜，所述斜肋板结构的下方设置有位置可调的所述反光镜支架底板结构，所述反光镜支架底板结构的下方设置有测量支撑台结构，所述反光镜支架底板结构通过长条沉头孔调节其相对于所述测量支撑台结构上的位置。

2.根据权利要求1所述的一种工件双面同位同步检测装置，其特征在于：所述测量支撑台的下方设置隔振结构或高度可调减震地脚，所述减震地脚为弹性橡胶材质。

3.根据权利要求1所述的一种工件双面同位同步检测装置，其特征在于：在所述相机的成像靶面粘有滤光膜或前置滤光片。

4.根据权利要求1所述的一种工件双面同位同步检测装置，其特征在于：位置可调的所述反光镜支架用于支撑所述反光镜，并使得左右镜像设置的两块所述反光镜的反射面与垂直线成45度夹角。

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