CN217384166U - 一种用于工业的扫描检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于工业的扫描检测装置。所述用于工业的扫描检测装置，包括：工装支架、机械臂以及用于放置待检测装置的伺服转台；所述工装支架、所述机械臂以及所述伺服转台从左至右依次设置。本实用新型提供一种用于工业的扫描检测装置，通过设置跟踪仪、机械臂、伺服转台以及扫描仪共同构成跟踪式三维激光扫描系统，在使用时，利用跟踪仪与扫描仪联合标定，自动构建出扫描框架，在每次使用时，可直接导入该框架即可快速完成扫描操作，无需人工反复粘贴标记点，具备该装置具备大视场、高精度的测量优势，进而更好的满足工业扫描需求。

Description

一种用于工业的扫描检测装置

技术领域

本实用新型涉及自动化检测领域，尤其涉及一种用于工业的扫描检测装置。

背景技术

自动化检测技术中，是一种采用自动化装置，对生产的产品进行全面自动化质量检测的技术，主要用于工业制造领域。

相关技术中，在自动化检测技术中，对工业制造产品扫描检测时，一般会采用标记点扫描技术，即在每次对产品进行检测时，通过人工在放置检测产品的工装外部安装标记点，然后扫描装置通过识别标记点来完成对装置的全面检测，而这种方式的扫描的精准度多依赖人工操作，使得精准度不可控制，而在对同一批工件进行扫描检测时，需要人工重复的操作，大大增加了工作量，使得人工成本大大增加。

因此，有必要提供一种用于工业的扫描检测装置解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于工业的扫描检测装置，解决了用于工业的扫描检测装置扫描精准度不可控制的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置，包括：

工装支架、机械臂以及用于放置待检测装置的伺服转台；

所述工装支架、所述机械臂以及所述伺服转台从左至右依次设置，所述工装支架上由上至下分别安装有两个用于拍摄跟踪所述伺服转台侧面标记点的跟踪仪，所述机械臂上设置有用于对待检测装置外部扫描的扫描仪。

优选的，所述跟踪仪、所述扫描仪和PLC通过TCP/IP协议与上位机通信连接，所述工装支架垂直固定安装在地面上。

优选的，所述扫描仪在进行单独标定后再安装在所述机械臂上，所述伺服转台以及所述机械臂均与外部控制器连接，所述伺服转台用于带动带监测装置在水平方向转动。

优选的，在构所述机械臂用于带动所述扫描仪在待检测装置外部活动，所述机械臂采用的型号为FANUC M-20iA/12。

优选的，所述工装支架上设置有两个用于安装所述跟踪仪的安装结构，所述安装结构包括安装架、两个滑块、固定转件、两个滑杆、两个夹紧板以及两个弹性件。

优选的，所述安装架水平安装于所述工装支架内侧，两个所述滑块分别固定安装于所述安装架的两侧，所述固定转件滑动安装于所述工装支架的一侧，且所述固定转件的一端与其中一个所述滑块一侧螺纹连接。

优选的，两个所述滑杆分别固定安装于所述安装架的两侧，所述夹紧板滑动安装于所述滑杆的外部，所述弹性件套接于所述滑杆的外部，所述工装支架的内侧开设有两个滑槽，所述滑块滑动安装于所述滑槽内。

与相关技术相比较，本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置具有如下有益效果：

本实用新型提供一种用于工业的扫描检测装置，通过设置跟踪仪、机械臂、伺服转台以及扫描仪共同构成跟踪式三维激光扫描系统，在使用时，利用跟踪仪与扫描仪联合标定，自动构建出扫描框架，在每次使用时，可直接导入该框架即可快速完成扫描操作，无需人工反复粘贴标记点，具备该装置具备大视场、高精度的测量优势，进而更好的满足工业扫描需求。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置第二实施例的结构示意图；

图3为图2所示的A-A面的剖视图；

图4为图3所示的安装结构内部的结构示意图。

图中标号：

1、工装支架，2、机械臂，3、伺服转台；

4、跟踪仪，5、扫描仪；

6、安装结构；

61、安装架，62、滑块，63、固定转件，64、滑杆，65、夹紧板，66、弹性件；

7、滑槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1，其中，图1为本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置第一实施例的结构示意图。用于工业的扫描检测装置，包括：

工装支架1、机械臂2以及用于放置待检测装置的伺服转台3；

所述工装支架1、所述机械臂2以及所述伺服转台3从左至右依次设置，所述工装支架1上由上至下分别安装有两个用于拍摄跟踪所述伺服转台3侧面标记点的跟踪仪4，所述机械臂2上设置有用于对待检测装置外部扫描的扫描仪5。

本实用核心在于采用自主研发的多套跟踪式扫描技术，突破单套扫描系统空间范围限制；同时，利用框架拼接技术，实现对旋转物体的扫描数据拼接，具体技术原理如下：利用一台跟踪仪对贴于伺服转台3的标记点进行拍摄，计算拼接框架；再利用激光扫描对被测物体通过相位测量技术和双目视觉技术重建三维点云数据；最后将所有点位的三维点云数据进行全局处理：点云网格化、全局ICP、网格去重叠，网格缝合，精简平滑，生成全局三维数据模型。

所述跟踪仪4、所述扫描仪5和PLC通过TCP/IP协议与上位机通信连接，所述工装支架1垂直固定安装在地面上。

所述扫描仪5在进行单独标定后再安装在所述机械臂2上，所述伺服转台3以及所述机械臂2均与外部控制器连接，所述伺服转台3用于带动带监测装置在水平方向转动。

在构所述机械臂2用于带动所述扫描仪5在待检测装置外部活动，所述机械臂2采用的型号为FANUC M-20iA/12。

本实用三维扫描仪的技术指标：

跟踪仪技术指标，跟踪方式：光学拍照式实时跟踪；测量范围及精度：15m³内0.15mm；跟踪仪工作距离：2-4m；跟踪速率：最高至50fps；典型工作区域：(3000x2500mm)@3000mm；跟踪仪体积：1079mm*237mm*110mm；跟踪仪重量：7.2Kg。

扫描仪技术指标：

扫描方式：激光多线扫描，采用14根交叉激光线，激光级别为ClassII(人眼安全)；帧扫描区域：300mm×275mm；工作景深：250mm；工作距离：300mm；扫描速率：480000次/秒；测量精度：0.03mm；工作温度：-10-40℃；工作湿度：10–90RH；

“双跟踪仪+单扫描仪”联合工作技术要求：

双跟踪仪可联立标定，扫描仪扫描数据自动拼接到同一坐标系下；能够实现可视化扫描工作，在计算机屏幕上实时看到扫描结果；高精度时钟同步系统：跟踪仪与测量头之间采用高精度同步方式，保障测量精度；内建高性能嵌入式计算单元：跟踪仪主机内建高性能嵌入式处理器，实时处理相机采样图像数据，保障跟踪精度；支持与自动化运动机构的通讯，实现协同操作；

三维光学扫描模块：全中文软件界面；

可变点距扫描，在同一次扫描中，可对点距进行灵活设置和改变；自动拼接模块,系统自动跟踪识别标志点，数据自动拼接；后处理模块:可进行点云噪声处理及修剪、自动生成STL三角面、自动对三角网格数据进行补洞、去除钉状物、精简、平滑、特征锐化等处理；导出结果为ASC，STL等格式数据输出接口广泛,测量结果可与CATIA、GeomagicStudio、Imageware等逆向工程软件自由交换数据；

三维检测模块：模型格式的全面支持，CAD导入格式包括：IGES、STEP、SAT、SAB、X_T、X_B、VDA-FS等主要的通用格式，以及专业三维绘图软件CATIA、AutoCAD、Creo(Pro/Engineer)、SiemensNX和Solidworks项目文件类型；

对齐功能：

自动对齐：智能、自动对齐能完成大部分对齐工作，拟合得到最优的对齐结果；特征对齐：基准对齐、3-2-1对齐、RPS对齐，根据特征进行对齐；手动对齐：变换对齐，手动调整进行粗略对齐；替换扫描数据后，可自动重复性对齐。

检测功能：

整体偏差：分析参考数据和扫描数据之间所有对应点的偏差，结果采用彩色云图全方位显示；截面偏差：分析在指定截面上参考数据和扫描数据之间的偏差，生成二维柱状图；点偏差：高效读取单点计算结果，比对偏差分析；GD&T：完全支持3D的ANSI/ASMEY14.5形位公差标准，公差标签带颜色指示；

报告书：

基于模板自动生成PDF格式检测报告书，快速导出分析图像和计算数据，包含检测数据、多重视图、测量结果，提高检测效率；

自动检测：

用同一个参考数据自动履历检测步骤，自动完成不同扫描数据的检测；从对齐到生成检测报告的过程的自动化。

精度认证：软件获得德国PTB(Physikalisch-TechnischeBundesanstalt)最高精度权威认证；根据扫描数据，可实现对返修火车轮对的特征尺寸检测，包括轴身直径、车轮直径、踏面磨耗、轮辋厚、轮缘厚、轮辋宽、轮对内侧距等尺寸；检测报告包含色差图和指定模板表格数据文件。

本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置的工作原理如下：

先对两个跟踪仪4分别进行单独标定后，将其固定于工装支架1上，然后再进行联合标定，之后对扫描仪5进行单独标定后，安装于机械臂2的法兰盘上；

将标记点不规则的贴于伺服转台3转盘的侧面，并控制伺服转台3旋转，使得转盘转动不同的角度，利用跟踪仪4拍摄标记点，构建拼接框架，整个项目仅需一次构建即可；

人工利用吊装工具将工被测物体吊装至伺服转台3台面并利用专用工装进行固定，之后在控制器上新建被测工程项目，导入已构建的框架；

根据离线仿真规划路径，对控制程序进行验证，并确定最终扫描路径，然后机械臂2在程序的控制下，带动扫描仪5开始对待检测装置外部进行全面的扫描检测。

与相关技术相比较，本实用新型提供的用于工业的扫描检测装置具有如下有益效果：

本实用新型提供一种用于工业的扫描检测装置，通过设置跟踪仪4、机械臂2、伺服转台3以及扫描仪5共同构成跟踪式三维激光扫描系统，在使用时，利用跟踪仪4与扫描仪5联合标定，自动构建出扫描框架，在每次使用时，可直接导入该框架即可快速完成扫描操作，无需人工反复粘贴标记点，具备该装置具备大视场、高精度的测量优势，进而更好的满足工业扫描需求。

第二实施例

请结合参阅图2-4，基于本实用新型的第一实施例一种用于工业的扫描检测装置，本实用新型的第二实施例提供另一种用于工业的扫描检测装置，其中，第二实施例并不会妨碍第一实施例的技术方案的独立实施。

具体的，本实用新型的提供另一种用于工业的扫描检测装置不同之处在于：

所述工装支架1上设置有两个用于安装所述跟踪仪4的安装结构6，所述安装结构6包括安装架61、两个滑块62、固定转件63、两个滑杆64、两个夹紧板65以及两个弹性件66，所述安装架61水平安装于所述工装支架1内侧，两个所述滑块62分别固定安装于所述安装架61的两侧，所述固定转件63滑动安装于所述工装支架1的一侧，且所述固定转件63的一端与其中一个所述滑块62一侧螺纹连接，两个所述滑杆64分别固定安装于所述安装架61的两侧，所述夹紧板65滑动安装于所述滑杆64的外部，所述弹性件66套接于所述滑杆64的外部，所述工装支架1的内侧开设有两个滑槽7，所述滑块62滑动安装于所述滑槽7内。

安装架61与工装支架1适配设置，其两侧通过滑块62与滑槽7滑动连接，使得安装架61可以在工装支架1上竖直方向移动，固定转件63通过与其中一个滑块62一侧螺纹连接，其一侧同时与工装支架1的外侧贴合，通过转动固定转件63，一侧可以与工装支架1紧密贴合或分离，而通过固定转件63与工装支架1外侧的紧密贴合，在两者产生较大的摩擦力作用下，使得安装架61保持固定安装，进而实现对安装架61的位置固定，滑杆64与夹紧板65的底部滑动连接，主要对夹紧板65起到限位作用，使得夹紧板65可以在安装架61上水平滑动，而弹性件66则为夹紧板65提供弹力支持，使其具备弹力，可对跟踪仪4外部夹紧固定；

通过设置该安装结构6，可实现对跟踪仪4的有效固定，使其可以稳定安装在工装支架1上，同时还具备高度调节功能，在需要调节跟踪仪4的高度时，只需通过转动固定转件63，使其与固定工装支架1外侧分离，然后便可直接移动安装架1至所需位置，再转动固定转件63使其与工装支架1保持固定，使得跟踪仪4调节时十分简单、十分快速，更好的满足跟踪仪4不同安装位置的使用需求，同时设置可伸缩的夹紧板65，可适应不同宽度的跟踪仪4，并对其外部有效夹紧固定，大大增加了其适用范围。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于工业的扫描检测装置，其特征在于，包括：

工装支架、机械臂以及用于放置待检测装置的伺服转台；

所述工装支架、所述机械臂以及所述伺服转台从左至右依次设置，所述工装支架上由上至下分别安装有两个用于拍摄跟踪所述伺服转台侧面标记点的跟踪仪，所述机械臂上设置有用于对待检测装置外部扫描的扫描仪。

2.根据权利要求1所述的用于工业的扫描检测装置，其特征在于，所述跟踪仪、所述扫描仪和PLC通过TCP/IP协议与上位机通信连接，所述工装支架垂直固定安装在地面上。

3.根据权利要求1所述的用于工业的扫描检测装置，其特征在于，所述扫描仪在进行单独标定后再安装在所述机械臂上，所述伺服转台以及所述机械臂均与外部控制器连接，所述伺服转台用于带动带监测装置在水平方向转动。

4.根据权利要求1所述的用于工业的扫描检测装置，其特征在于，在构所述机械臂用于带动所述扫描仪在待检测装置外部活动，所述机械臂采用的型号为FANUC M-20iA/12。

5.根据权利要求1所述的用于工业的扫描检测装置，其特征在于，所述工装支架上设置有两个用于安装所述跟踪仪的安装结构，所述安装结构包括安装架、两个滑块、固定转件、两个滑杆、两个夹紧板以及两个弹性件。

6.根据权利要求5所述的用于工业的扫描检测装置，其特征在于，所述安装架水平安装于所述工装支架内侧，两个所述滑块分别固定安装于所述安装架的两侧，所述固定转件滑动安装于所述工装支架的一侧，且所述固定转件的一端与其中一个所述滑块一侧螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的用于工业的扫描检测装置，其特征在于，两个所述滑杆分别固定安装于所述安装架的两侧，所述夹紧板滑动安装于所述滑杆的外部，所述弹性件套接于所述滑杆的外部，所述工装支架的内侧开设有两个滑槽，所述滑块滑动安装于所述滑槽内。

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