CN216954310U - 检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种检测装置，该检测装置用于检测检测对象物的凹部的厚度，包括：保持部，以使所述凹部朝上的方式保持所述检测对象物；接触式的检测器，设置在所述保持部的上方；球状体，可被保持在所述检测对象物的所述凹部中；输送部，将所述球状体输送至所述凹部，或者将所述球状体从所述凹部转移；在所述检测器和所述保持部沿上下方向靠近时，所述检测器可抵接被保持在所述凹部中的所述球状体的顶部。根据本实用新型的检测装置，能够减少对检测对象物的定位精度的依赖的同时，提高对检测对象物的厚度的检测精度。

Description

检测装置

技术领域

本实用新型涉及但不限于透镜生产设备技术领域，尤其涉及检测装置。

背景技术

现有技术当中，有使用接触式的检测器(例如测厚仪)对例如透镜等的检测对象物的厚度进行检测的检测装置。在需要检测检测对象物的例如凹面的情况下，通常需要对检测对象物进行精确的定位，从而确保检测器所接触到的位置为检测对象物的最薄的位置。在此过程中，由于例如透镜等的检测对象物的定位误差、或者检测对象物的偏移等原因，可能会影响到检测器对检测对象物的厚度的检测结果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少一定程度上解决现有技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种检测装置，能够减少对检测对象物的定位精度的依赖的同时，提高对检测对象物的厚度的检测精度。

根据本实用新型一方面的检测装置，用于检测检测对象物在凹部处的厚度，包括：保持部，以使所述凹部朝上的方式保持所述检测对象物；接触式的检测器，设置在所述保持部的上方；球状体，可被保持在所述检测对象物的所述凹部中；输送部，将所述球状体输送至所述凹部，或者将所述球状体从所述凹部转移；在所述检测器和所述保持部沿上下方向靠近时，所述检测器可抵接被保持在所述凹部中的所述球状体的顶部。

根据本实用新型一方面的检测装置，具有如下有益效果：能够减少对检测对象物的定位精度的依赖的同时，提高对检测对象物的厚度的检测精度。

在一些实施例中，所述保持部具有用于保持所述检测对象物的底部的保持面，所述保持面呈平面状。

在一些实施例中，在所述凹部的底部呈弧状的情况下，所述球状体的直径小于所述凹部的底部中保持所述球状体的位置的弧形面的直径。

在一些实施例中，所述球状体的球度的绝对值为所述检测器的检测精度的绝对值的1/5以下。

在一些实施例中，所述球状体的材料的硬度大于所述检测对象物的硬度。

在一些实施例中，所述检测器设置在所述保持部的正上方，所述检测器的检测端部相对所述保持部沿上下方向可被驱动。

在一些实施例中，所述检测器搭载有用于驱动所述检测端部伸缩的驱动部。

在一些实施例中，所述检测端部的表面呈平面状。

在一些实施例中，所述输送部包括：输送气缸；真空吸盘，用于吸附所述球状体，安装在所述输送气缸的末端。

在一些实施例中，还包括定位部，所述定位部设置为在所述检测对象物被保持在所述保持部之前对所述检测对象物进行定位。

附图说明

图1是本实用新型第一方面的检测装置的一种实施例的立体图。

图2是图1中的检测装置的主视图。

图3是图2中的A处的局部放大图。

图4是本实用新型第一方面的检测装置的另一种实施例的示意图。

图5是检测对象物的一种实施例的剖视图。

图6是检测对象物的另一种实施例的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本实施方式的实施例，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，仅用于解释本实施方式，而不能理解为对本实施方式的限制。

在本实施方式的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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施方式和简化描述，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施方式的限制。

在本实施方式的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实施方式的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实施方式中的具体含义。

图5、图6分别是检测对象物200的一种实施例的剖视图。在下面的说明中，以透镜202作为检测对象物200为例进行说明，作为透镜202，列举例如：底部呈弧状的透镜、底部呈平面状的透镜等。

图1是检测装置100的立体图，图2是检测装置100的主视图，图3是图2中的A处的局部放大图。此外，需要说明的是，在图2、图3中，为了便于示意，将检测对象物200进行剖开。

参照图1至图3，根据本实施方式的检测装置100，用于检测检测对象物200在凹部201处的厚度。本实施方式的检测装置100包括：保持部101、接触式的检测器102、球状体103。其中，保持部101以使凹部201朝上的方式，保持检测对象物200。接触式的检测器102设置在保持部101的上方。球状体103被保持在检测对象物200的凹部201中。在检测器102和保持部101沿上下方向靠近时检测器102可抵接球状体103。

根据本实施方式的检测装置100，能够减少对检测对象物200的定位精度的依赖的同时，提高对检测对象物200的厚度的检测精度。具体而言，对于一些检测对象物200例如光学透镜202来说，其厚度会影响到成像精度、折射精度、反射精度等，因此，对光学透镜202的厚度的加工精度要求也越来越高。此外，在加工完成后，仍然需要对这些光学透镜202的最薄的位置的厚度进行检测，并去除厚度不合格的不良品等。

对于透镜202而言，最薄的位置例如处在中心位置，在现有技术当中，为了确保接触式的检测器102所接触的位置为透镜202的最薄的位置，通常需要对透镜202进行准确的定位，之后再对透镜202的最薄的位置的厚度进行检测。即，对透镜202等进行定位的夹具等的加工精度以及调试精度等都会影响到对透镜202的厚度的检测精度。针对于此，在本实施方式的检测装置100中，通过增加球状体103，并使球状体103被保持在作为检测对象物200的透镜202的凹部201中，球状体103因重力而在凹部201中自适应并在凹部201的最薄的位置被保持。在球状体103被稳定地保持的状态下，通过使检测器102抵接球状体103的顶部(附图中为上部)，由此，能够检测出例如从透镜202的底部(附图中为下部)的表面到球状体103的顶部的距离S1。此外，球状体103可以选择例如已知尺寸的标准球，球状体103的标准尺寸例如为D1(直径)，则可以得出例如透镜202的凹部201的厚度S2＝S1-D1。

即，通过本实施方式的检测装置100，无需对作为检测对象物200的例如透镜202等进行高精度的定位而能够准确地确定例如检测对象物200的凹部201的所需要检测的位置的厚度，且不会出现偏差。因此，能够减少对检测对象物200的定位精度的依赖的同时，提高对检测对象物200的厚度的检测精度。

此外，在上面以及以下的说明中，上下方向是指大致平行于竖直方向的方向。本实施方式的检测装置100例如对检测对象物200的最薄厚度即检测对象物200的底部到凹部201的底部之间的厚度进行检测。因此，保持部101可以以使检测对象物200的凹部201朝上的方式，大致水平地保持检测对象物200。由此，能够降低检测难度。

继续参照图1、图2，本实施方式的检测装置100，既可以作为独立的检测装置100而使用，也可以组装在设备中，作为设备的一个组件而使用。例如，检测装置100可以搭载在透镜生产用设备300中。本实施方式的检测装置100可以包括安装座104，安装座104例如安装在透镜生产用设备300的基台301上。安装座104可以通过例如CNC加工的方式，一体成型地形成有下部安装台105和上部安装台106。下部安装台105平行于上部安装台106。通过使安装座104一体成型地形成有下部安装台105和上部安装台106，能够提高下部安装台105和上部安装台106的加工精度，例如，可以提高下部安装台105的安装面相对上部安装台106的安装面的平行度。

继续参照图3，并辅助参照图1、图2，在一些实施例中，保持部101具有用于保持检测对象物200的底部的保持面107，保持面107呈平面状。具体而言，保持部101设置在下部安装台105上。保持部101例如可以包括保持座108，保持座108的中部设置有柱状的突起部109，保持面107设置在突起部109的上端。保持面107平行于下部安装台105的安装面。保持面107只要能够可靠地保持检测对象物200，其面积并不特别限定。例如，在检测对象物200的底部面呈平面状(参照图6)、或者呈向外突出的弧状(参照图5)的情况下，保持面107的面积可以大于检测对象物200的底部面的面积，且保持面107整体支撑检测对象物200的底部面。在本实施方式的检测装置100中，由于无需沿水平方向对检测对象物200进行精确的定位，因此，保持部101只要能够水平且可靠地支撑检测对象物200即可。因此，不仅能够容易地保持检测对象物200，而且无需对保持部101的保持座108进行复杂的装配调试工作。

在一些实施例中，在检测对象物200的凹部201的底部呈弧状的情况下，球状体103的直径D1小于凹部201的底部中保持球状体103的位置的弧形面的直径D2。具体而言，检测对象物200的凹部201的弧状，根据不同的检测对象物200的类型而有所不同。例如，检测对象物200的凹部201的弧状可以呈球面状以及非球面状。作为球面状的弧面形状，可列举例如：椭圆形面、抛物线形面、双曲面、多段弧面所组合成的弧面等。球状体103的直径D1小于凹部201的底部中的处在最薄位置的弧面的直径D2，以使球状体103能够被检测对象物200的处在最薄位置的弧面的底部支撑。由此，在检测器102检测到球状体103的顶部距离基准面(保持面107)的距离时，该距离即是球状体103的标准直径D1与检测对象物200的最薄位置的厚度S2之和。

球状体103的直径D1只要小于凹部201的底部的直径D2即可，但是，为了抑制球状体103被保持在凹部201时撞击凹部201的其他侧面，球状体103的直径D1例如为凹部201的底部的直径D2的0.95倍以下，即D1/D2≤0.95。通过使球状体103的直径D1为凹部201的底部的直径D2的0.95倍以下，能够更加容易地使球状体103通过重力而自适应地滚动到检测对象物200的凹部201的底部，此外，在检测对象物200的凹部201的底部和球状体103之间，仍然存在容许球状体103自适应地调节的空间，从而能够防止由于检测对象物200没有高精度地保持在水平状态而球状体103卡滞的情况。此外，为了抑制球状体103的过度振动，球状体103的直径D1例如为凹部201的底部的直径D2的0.5倍以上，即D1/D2≥0.50。具体而言，当球状体103的直径D1相对于凹部201的底部的弧面的直径D2过小时，凹部201的底部的弧面相对于球状体103，可能大致呈平面状，在检测对象物200没有高精度地保持在水平状态的情况下，球状体103可能会相对检测对象物200的凹部201的底部的弧面而滚动，从而导致球状体103并非停止在检测对象物200的凹部201的底部的最薄位置，从而导致检测误差。因此，通过使球状体103的直径D1为凹部201的底部的直径D2的0.5倍以上，能够进一步减少由于检测对象物200的定位误差所导致的检测误差增大的情况。

此外，在球状体103被保持在检测对象物200的凹部201的底部的情况下，球状体103既可以完全被收纳在凹部201内，也可以是球状体103的顶部露出于检测对象物200的上表面。为了防止检测器102的检测端部110和检测对象物200干涉，在球状体103完全被收纳在凹部201的情况下，检测器102的检测端部110的表面可以大致和球状体103的直径相同，或者小于球状体103的直径尺寸。由此，即使在检测对象物200在水平方向没有被精确地定位的情况下，也能够使检测器102的检测端部110准确地伸入到检测对象物200的凹部201内，防止检测器102的检测端部110和检测对象物200干涉。此外，在球状体103的顶部露出于检测对象物200的上表面的情况下，则检测器102的检测端部110的表面既可以略小于球状体103的直径尺寸，也可以大于球状体103的直径，根据实际需要选择即可。

检测器102可以选择市售的接触式的位移传感器。检测器102设置在保持部101的正上方，且检测器102的检测端部110相对保持部101沿上下方向可被驱动。检测器102的类型并不特别限定，根据检测对象物200所要求的检测精度或者接触压力等范围适当地选择即可。例如，检测器102可以选择检测精度在1μm至5μm范围内的检测器。例如，检测器102可以选择检测端部110的测量力可以在0.4N至4N范围内的检测器。此外，检测器102可以选择搭载有用于驱动检测端部110伸缩的驱动部111的检测器102。例如，检测器102可以是搭载有用于驱动检测端部110伸缩的例如气动驱动型的接触式位移传感器，或者电机驱动型的接触式位移传感器。由此，能够提高检测器102的检测精度，避免由于安装外置的驱动装置所导致的装配误差等，并且也能够使检测装置100的整体结构更加紧凑，例如，直接将检测器102安装在安装座104的上部安装台106即可。

此外，为了使检测器102容易地抵接球状体103的顶部，检测器102的检测端部110的表面呈平面状。具体而言，检测器102既可以选择检测端部110的表面呈平面状的市售的检测器102，也可以重新根据实际需要，重新加工表面呈平面状的检测套筒112，并将该检测套筒112安装于检测器102的检测端部110。由此，即使在检测对象物200或者球状体103沿上下方向并未完全居中的情况下，检测器102的检测端部110也能够准确地抵接球状体103的顶部，从而能够进一步减少对检测对象物200的定位精度以及检测器102的安装精度的依赖。

在一些实施例中，为了进一步提高对检测对象物200的厚度的检测精度，球状体103的球度的绝对值为检测器102的检测精度的绝对值的1/5以下。例如，在检测器102的检测精度在±1μm的情况下，球状体103的球度的误差可以选择±0.2μm，在检测器102的检测精度在±5μm的情况下，球形体的球度的误差可以选择±1μm。由此，能够减少由于标准球的误差对检测器102的检测精度带来的影响，进一步提高对检测对象物200的厚度的检测精度。进一步地，在需要更高的检测精度的情况下，优选地，球状体103的球度的绝对值为检测器102的检测精度的绝对值的1/10以下。

此外，球状体103的材料的硬度大于检测对象物200的硬度。由于球状体103可能会被循环使用，因此，球状体103的材料可以选择例如超硬、具有高耐磨性的材料。作为球状体103可选择的材料，可列举例如：陶瓷、不锈钢、轴承钢、碳钢等。球状体103也可以选择例如市售的钢珠、标准球等球状体。

继续参照图1、图2，在一些实施例中，本实施方式的检测装置100还可以包括输送部113，输送部113将球状体103输送至凹部201，或者将球状体103从凹部201转移。输送部113例如可以设置在安装座104上，也可以通过支架114设置在透镜生产用设备300的基台301上。输送部113可以包括输送气缸115，输送气缸115安装在安装座104上。输送气缸115的末端(活塞杆的伸出端)可以安装有用于吸附球状体103的真空吸盘116。在对作为检测对象物200的透镜202进行检测之前，球状体103被吸附在真空吸盘116上。在需要进行检测的时候，球状体103通过输送气缸115而输送至透镜202的凹部201。在完成对透镜202的检测之后，球状体103再一次被真空吸盘116吸附，并通过输送气缸115而从凹部201转移。在不需要使用球状体103的情况下，球状体103可以通过真空吸盘116而被稳定地保持着。由此，能够容易地实现球状体103的输送或者转移。

图4是检测装置100的另一种实施例的示意图。参照图4，在一些实施例中，本实施方式的检测装置100还可以包括定位部117，该定位部117设置为在检测对象物200被保持在保持部101之前，对检测对象物200进行定位。定位部117例如可以包括一对定位夹爪118a、118b。定位夹爪118a、118b的安装位置并不特别限定，例如可以安装在基台301上，也可以安装在安装座104上，或者，定位夹爪118a、118b也可以安装在用于搬运检测对象物200的例如转盘、搬运机械手等的搬运装置(未图示)上。此外，定位夹爪118a、118b的打开或者闭合的方式也不特别限定，例如可以通过夹持气缸或者电机等驱动定位夹爪118a、118b打开或者闭合。

在检测对象物200被保持在保持部101的保持面107之前，定位夹爪118a、118b夹持检测对象物200，以使检测对象物200相对保持面107沿水平方向被粗定位，在检测对象物200被粗定位之后，可以通过例如气缸等驱动定位夹爪118a、118b下降，从而使检测对象物200下降并被保持在保持面107。由此，能够使检测对象物200处在检测器102的检测范围内。

此外，在检测对象物200的底部呈弧状的情况下，在保持部101的保持面107支撑住检测对象物200的底部之后，检测对象物200相对于保持部101的保持面107可以稍微摆动，在此情况下，定位夹爪118a、118b从检测对象物200的侧面对检测对象物200进行保持，并且，一对定位夹爪118a、118b和检测对象物200的侧面之间具有间隙，即一对定位夹爪118a、118b相互之间的夹持距离设置为稍大于检测对象物200的径向的距离，从而使检测对象物200的凹部201始终保持向上的同时，容许检测对象物200相对于一对定位夹爪118a、118b可以稍微浮动。

在球状体103被保持在凹部201的情况下，当检测器102的检测端部110抵接球状体103时，相对保持面107呈偏摆的状态的检测对象物200会由于承受来自正上方的检测器102的测量力，从而自动地从偏摆的状态转为大致的水平状态。由此，能够进一步减少对检测对象物200的定位精度以及检测器102的安装精度的依赖，同时能够提高对检测对象物200的厚度的检测精度。

其他实施例

在上面的实施例中，作为检测对象物200，虽然以例如透镜202为例进行了说明，但是，作为检测对象物200并不限于透镜202，例如其他的芯片、电路板等。

在上面的实施例中，虽然以检测器102内搭载有用于驱动所述检测端部110伸缩的驱动部111为例进行了说明，但是并不限于此，例如，检测装置100也可以根据检测精度的要求，使用例如直线电机等的驱动元件驱动保持部101相对检测器102上升，或者驱动检测器102相对保持部101下降等。

在上面的实施例中，虽然以凹部201的底部呈弧状的情况为例进行了说明，但是凹部201的底部也可以呈平面状。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实施方式的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实施方式的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实施方式的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实施方式的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.检测装置，用于检测检测对象物在凹部处的厚度，其特征在于，包括：

保持部，以使所述凹部朝上的方式保持所述检测对象物；

接触式的检测器，设置在所述保持部的上方；

球状体，可被保持在所述检测对象物的所述凹部中；

输送部，将所述球状体输送至所述凹部，或者将所述球状体从所述凹部转移；

在所述检测器和所述保持部沿上下方向靠近时，所述检测器可抵接被保持在所述凹部中的所述球状体的顶部。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述保持部具有用于保持所述检测对象物的底部的保持面，所述保持面呈平面状。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在所述凹部的底部呈弧状的情况下，所述球状体的直径小于所述凹部的底部中保持所述球状体的位置的弧形面的直径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述球状体的球度的绝对值为所述检测器的检测精度的绝对值的1/5以下。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述球状体的材料的硬度大于所述检测对象物的硬度。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测器设置在所述保持部的正上方，所述检测器的检测端部相对所述保持部沿上下方向可被驱动。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述检测器搭载有用于驱动所述检测端部伸缩的驱动部。

8.根据权利要求6或7所述的检测装置，其特征在于，所述检测端部的表面呈平面状。

9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述输送部包括：

输送气缸；

真空吸盘，用于吸附所述球状体，安装在所述输送气缸的末端。

10.根据权利要求1、6或9所述的检测装置，其特征在于，还包括定位部，所述定位部设置为在所述检测对象物被保持在所述保持部之前对所述检测对象物进行定位。

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