CN217424276U - 基于图像处理的重复性精度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于图像处理的重复性精度测量装置，包括高精度工业相机组件、大理石平台支撑组件、精密运动平台组件、和数据采集与控制组件,所述高精度工业相机组件包括：高精度工业相机、工业相机固定板、变倍可调焦镜头、光源固定板、LED标准环形光源。所述工业相机通过螺钉固定在工业相机固定板上，所述镜头通过螺纹连接到高精度工业相机上，所述光源固定板通过螺钉固定在大理石龙门上。本实用新型搭建的基于图像处理的重复性精度测量装置，可测量精密运动平台单轴方向运动时产生的重复性精度误差,本实用新型搭建的基于图像处理的重复性精度测量装置，可实现对精密运动平台XOY二维平面重复性精度误差的测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及基于图像处理的重复性精度测量领域，具体为基于图像处理的重复性精度测量装置。
背景技术
随着中国泛半导体行业的蓬勃发展，精密运动平台作为泛半导体行业的主体部分，其市场需求出现了大幅增长。
泛半导体行业的技术迭代，对精密运动平台系统的精度提出了更高的要求。根据精度要求可分为低端、中端、高端和超高端精密运动系统。对于精密运动平台而言，定位精度和重复性精度是评价其性能能力的主要指标。精密运动平台通常是由XY轴导轨、直线电机驱动和光栅尺位置反馈装置组成整个系统。其中光栅尺作为位置反馈装置易受到工作环境影响，在工作环境条件的改变下会产生胀缩，从而产生重复性精度误差。重复性精度误差的测量是检测平台运动精度的重要方法，其通常是采用激光干涉仪测量，激光干涉仪测量一方面需要在精密运动平台XOY二维平面搭建光路组件，其中激光干涉仪测量重复性精度误差的过程中光路的调试环节是复杂的，从而会导致测量进度缓慢。另一方面激光干涉仪的测量过程中易受到环境因素的影响，从而导致测量精度降低。
有技术方案是在精密运动平台XOY二维平面搭建光路组件，光路的调试环节是复杂的过程，通常会导致测量进度缓慢。激光干涉仪的测量过程中易受到环境因素的影响，从而导致测量精度降低。
因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员有必要研发基于图像处理的重复性精度测量装置。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供基于图像处理的重复性精度测量装置，以解决有技术方案是在精密运动平台XOY二维平面搭建光路组件，光路的调试环节是复杂的过程，通常会导致测量进度缓慢。激光干涉仪的测量过程中易受到环境因素的影响，从而导致测量精度降低的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
基于图像处理的重复性精度测量装置，包括高精度工业相机组件、大理石平台支撑组件、精密运动平台组件、和数据采集与控制组件；
所述高精度工业相机组件包括：高精度工业相机、工业相机固定板、变倍可调焦镜头、光源固定板、LED标准环形光源，所述工业相机通过螺钉固定在工业相机固定板上，所述镜头通过螺纹连接到高精度工业相机上，所述光源固定板通过螺钉固定在大理石龙门上，所述LED标准环形光源通过螺钉固定在光源固定板上，LED标准环形光源可以连接到数据采集与控制组件上，提供稳定均匀的照明光，使得被测物拥有较高的对比度，所述工业相机通过网线接口连接到数据采集与控制组件上，在通过内置的算法软件对图像进行处理识别。
优选的，所述大理石平台支撑组件包括：大理石平台、大理石龙门、地脚、隔振柱、底板、大理石立柱。所述大理石平台通过螺钉固定在隔振柱上，所述隔振柱通过螺栓固定在地脚上，所述地脚焊接在底板上，所述大理石立柱通过螺栓连接到大理石平台上，所述大理石龙门通过螺栓固定在大理石立柱上。
优选的，所述精密运动平台组件包括：XY运动平台、Chunk吸盘、标定板。所述XY运动平台通过螺钉固定在大理石平台上，所述Chunk吸盘通过螺钉固定在XY运动平台上，所述标定板放置在Chunk吸盘上。
采用上述技术方案，具有以下有益效果：
1、本实用新型搭建的基于图像处理的重复性精度测量装置，可测量精密运动平台单轴方向运动时产生的重复性精度误差。
2、本实用新型搭建的基于图像处理的重复性精度测量装置，可实现对精密运动平台XOY二维平面重复性精度误差的测量。
3、本实用新型中采用的精密运动平台XOY二维平面重复性精度误差的测量方法，只需通过平台控制器控制精密运动平台以“米”字形运动方式在XOY二维平面上往复运动，简化了精密运动平台重复性精度误差测量的过程，方便了精密运动平台重复性精度误差测量的研究，丰富了精密运动平台XOY二维平面重复性精度误差的测量方法。
4、本实用新型中高精度工业相机作为测量工具不易受环境因素的影响，从而可减小了测量工具本身的测量精度误差。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为三维结构示意图；
图2为高精度工业相机组件示意图；
图3为大理石平台支撑组件示意图；
图4为精密运动平台组件示意图；
图5为标定板标定示意图。
图中：1-高精度工业相机组件，1.1-高精度工业相机，1.2-相机固定板，1.3-变倍可调焦镜头，1.4-光源固定板，1.5-LED标准环形光源，2-大理石平台支撑组件，2.1-大理石平台，2.2-大理石龙门，2.3-地脚，2.4-隔振柱，2.5- 底板，2.6-大理石立柱，3-精密运动平台组件，3.1-XY运动平台，3.2-Chunk 吸盘，3.3-标定板，4-数据采集与控制组件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参见图1-5所示，本实用新型的基于图像处理的重复性精度测量装置，包括高精度工业相机组件1、大理石平台支撑组件2、精密运动平台组件3、和数据采集与控制组件4；
所述高精度工业相机组件1包括：高精度工业相机1.1、工业相机固定板 1.2、变倍可调焦镜头1.3、光源固定板1.4、LED标准环形光源1.5，所述工业相机1.1通过螺钉固定在工业相机固定板1.2上，所述镜头1.3通过螺纹连接到高精度工业相机1.1上，所述光源固定板1.4通过螺钉固定在大理石龙门2.2 上，所述LED标准环形光源1.5通过螺钉固定在光源固定板1.4上，LED标准环形光源1.5可以连接到数据采集与控制组件4上，提供稳定均匀的照明光，使得被测物拥有较高的对比度，所述工业相机1.1通过网线接口连接到数据采集与控制组件4上，在通过内置的算法软件对图像进行处理识别。
进一步地，所述大理石平台支撑组件2包括：大理石平台2.1、大理石龙门 2.2、地脚2.3、隔振柱2.4、底板2.5、大理石立柱2.6。所述大理石平台2.1 通过螺钉固定在隔振柱2.4上，所述隔振柱2.4通过螺栓固定在地脚2.3上，所述地脚2.3焊接在底板2.5上，所述大理石立柱2.6通过螺栓连接到大理石平台2.1上，所述大理石龙门2.2通过螺栓固定在大理石立柱2.6上。
进一步地，所述精密运动平台组件3包括：XY运动平台3.1、Chunk吸盘 3.2、标定板3.3。所述XY运动平台3.1通过螺钉固定在大理石平台2.1上，所述Chunk吸盘3.2通过螺钉固定在XY运动平台3.1上，所述标定板3.3放置在 Chunk吸盘3.2上。
工作原理：在装置静态时通过高精度工业相机组件1对Chunk吸盘3.2中处于相机中心的Mark点进行标记，作为初始标记(XX0,YX0),后通过数据采集与控制组件控制精密运动平台组件2,向X方向往复运动，其中每次平台的运动行程控制在高精度工业相机组件1视野范围内并控制相同的运动行程，在每次往复运动回到初始位置时高精度工业相机组件1会对处于相机中心的Mark点进行位置数据采集，记为(XX1,YX1)、(XX2,YX2)……(XXn,YXn)。通过数据传输系统得到沿X方向运动相机中心的Mark点，通过数据分析得X方向Mark点的离散程度。
同理在装置静态时通过高精度工业相机组件1对Chunk吸盘3.2中处于相机中心的Mark点进行标记，作为初始标记(XY0,YY0),后通过数据采集与控制组件控制精密运动平台组件2,向Y方向往复运动，其中每次平台的运动行程控制在高精度工业相机组件1视野范围内并控制相同的运动行程，在每次往复运动回到初始位置时高精度工业相机组件(1)会对处于相机中心的Mark点进行位置数据采集，记为(XY1,YY1)、(XY2,YY2)……(XYn,YYn)。通过数据传输系统得到平台Y方向运动相机中心的Mark点，通过数据分析得Y方向Mark点的离散程度。
相同工作情况下，在装置静态时通过高精度工业相机组件1对Chunk吸盘 3.2中处于相机中心的Mark点进行标记，作为初始标记(X0,Y0),通过控制机箱 5控制精密运动平台组件2以“米”字形运动方式，分别向X和Y方向以及XY45°对角线方向往复运动，其中每次平台的运动行程控制在高精度工业相机组件1 视野范围内并通过平台控制器控制相同的运动行程，在每次往复运动回到初始位置时高精度工业相机组件1会对处于相机中心的Mark点进行位置数据采集，通过数据传输系统得到XOY二维平面N个Mark点,通过数据分析得XOY二维平面上Mark点的离散程度。
通过上述操作，其一可测量精密运动平台组件2XY方向运动产生的重复性精度误差，其二可实现对精密运动平台组件2XOY二维平面重复性精度误差的测量，一方面高精度工业相机组件1作为测量工具不易受环境因素的影响，从而可减小了测量工具本身的测量精度误差，另一方面高精度工业相机组件1作为测量工具使得测量过程简单快速，方便了精密运动平台重复性精度误差测量的研究。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.基于图像处理的重复性精度测量装置，包括高精度工业相机组件(1)、大理石平台支撑组件(2)、精密运动平台组件(3)、和数据采集与控制组件(4)，其特征在于：所述高精度工业相机组件(1)包括：高精度工业相机(1.1)、工业相机固定板(1.2)、变倍可调焦镜头(1.3)、光源固定板(1.4)、LED标准环形光源(1.5)，所述工业相机(1.1)通过螺钉固定在工业相机固定板(1.2)上，所述镜头(1.3)通过螺纹连接到高精度工业相机(1.1)上，所述光源固定板(1.4)通过螺钉固定在大理石龙门(2.2)上，所述LED标准环形光源(1.5)通过螺钉固定在光源固定板(1.4)上，LED标准环形光源(1.5)可以连接到数据采集与控制组件(4)上。
2.根据权利要求1所述基于图像处理的重复性精度测量装置，其特征在于：所述大理石平台支撑组件(2)包括：大理石平台(2.1)、大理石龙门(2.2)、地脚(2.3)、隔振柱(2.4)、底板(2.5)、大理石立柱(2.6)，所述大理石平台(2.1)通过螺钉固定在隔振柱(2.4)上，所述隔振柱(2.4)通过螺栓固定在地脚(2.3)上，所述地脚(2.3)焊接在底板(2.5)上，所述大理石立柱(2.6)通过螺栓连接到大理石平台(2.1)上，所述大理石龙门(2.2)通过螺栓固定在大理石立柱(2.6)上。
3.根据权利要求1所述基于图像处理的重复性精度测量装置，其特征在于：所述精密运动平台组件(3)包括：XY运动平台(3.1)、Chunk吸盘(3.2)、标定板(3.3)，所述XY运动平台(3.1)通过螺钉固定在大理石平台(2.1)上，所述Chunk吸盘(3.2)通过螺钉固定在XY运动平台(3.1)上，所述标定板(3.3)放置在Chunk吸盘(3.2)上。
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