CN217637201U - 一种板材尺寸测量机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种板材尺寸测量机，包括工作台，工作台沿水平方向设置传动系统，工作台上沿传动系统运动方向一端为进料端，工作台上沿传动系统运动方向另一端为出料端，进料端侧设置进料传感器，出料端侧设置出料传感器，工作台上方设置检测机构，出料端设置贴标机。本申请通过将检测机构集成在工作台上方的机架上，获取板材的整体外形尺寸，完成对大尺寸、多方向板材尺寸测量，测量范围大，测量精度高，提高板材尺寸测量效率。

Description

一种板材尺寸测量机

技术领域

本申请属于板材尺寸测量技术领域，涉及一种板材尺寸测量机。

背景技术

在板材加工行业，在完成加工后需要对板材的尺寸进行测量。目前，行业内公知的板材尺寸测量方式，大多是采用人工检测或者外置独立的检测设备，需要手动搬运板材到设备上进行检测。手工搬运或者借助机器搬运到普通检测机位置，进行定点检测时，可检测尺寸偏小，无法适应大型板材，特别对于超过2米的板材，即使辅助设备测量尺寸后，还需要人工统计，记录过程中也会出现主观偏差的情况，在板材安装尺寸精度要求较高的场景下会产生较大的尺寸误差问题，影响板材的装配和使用，同时无法和产线做速度匹配，导致无法适应产线生产进度。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种板材尺寸测量机，解决了现有技术中存在板材尺寸测量精度差，效率低，可测量尺寸偏小，测量厚度无法自适应等问题。

为了解决上述问题，本申请提供了一种板材尺寸测量机，板材尺寸测量机用于测量家具板材的尺寸，包括工作台、传动系统、进料传感器、出料传感器、检测机构、贴标机和工控电脑；

其中，检测机构用于拍摄家具板材的图像，包括机架和相机组件，机架架设于传动系统上方，机架上设置相机组件，相机组件包括相机，通过相机组件的调整改变相机的XYZ方向的位置以及相机的旋转角度；

工控电脑与检测机构连接，用于处理检测机构拍摄的家具板材的图像，并计算出家具板材的尺寸；

工作台沿水平方向设置传动系统，工作台上沿传动系统运动方向一端为进料端，工作台上沿传动系统运动方向另一端为出料端，进料端侧设置进料传感器，出料端侧设置出料传感器，工作台上方设置检测机构，出料端侧设置贴标机。

本申请的特点还在于：

机架上还设置检测控制单元和悬臂组件；相机组件包括若干个相机，检测控制单元用于接收工控电脑的指令并控制相机进行拍摄；悬臂组件连接工控电脑，用于调整工控电脑的朝向；位于机架下方的工作台上设置拍照传感器，机架底部设置红外光源。

相机组件还包括Z轴升降模块、Y轴滑动模块和X轴调节模块，Z轴升降模块与Y轴滑动模块连接，Y轴滑动模块与X轴调节模块连接；Z轴升降模块用于调节相机在Z轴方向的位置，Y轴滑动模块用于调节相机在Y轴方向的位置，X轴调节模块用于调节相机在X轴方向的位置。

Z轴升降模块包括设置在机架上的固定底座，固定底座上设置驱动电机，驱动电机输出轴连接丝杠机构，驱动电机输出轴的轴向与工作台水平面相垂直，丝杠机构顶部连接Y轴滑动模块。

Y轴滑动模块包括Y轴固定板和Y轴安装板，Y轴固定板上开设Y轴滑轨，Y轴滑轨延伸的方向与传动系统运动方向相垂直，Y轴滑轨上滑动连接若干Y轴安装板，每个Y轴安装板上设置锁紧件。

每个Y轴安装板上安装Z轴调节滑台，Z轴调节滑台与丝杆在竖直方向活动连接，丝杆上端设置旋钮，Z轴调节滑台上固定连接X轴调节模块。

X轴调节模块包括X轴固定板、挡板、X轴调节水平板和X轴调节竖直固定板，X轴固定板沿长度方向两侧设置挡板，挡板内开设滑轨，X轴固定板底部镂空，滑轨滑动连接X轴调节水平板，X轴调节水平板与水平面相平行，挡板上开设插孔，插孔套接插销，X轴调节水平板中心部位开设中心孔，中心孔套接相机，X轴调节竖直固定板沿水平方向开设两个连接孔，X轴调节竖直固定板在两个连接孔之间开设导向孔，连接孔和导向孔均贯通中心孔，连接孔套接角度调整杆。

X轴固定板端部竖直设置垫板，垫板上开设螺纹孔，螺纹孔与导向孔相对设置，螺纹孔套接精密螺旋杆件，精密螺旋杆件贯穿导向孔。

传动系统包括在工作台两端安装的轴承座，轴承座上套接转轴，工作台一端的转轴上固定主动轮，工作台另一端的转轴上固定从动轮，主动轮和从动轮上安装同步带，主动轮的转轴连接驱动伺服电机。

Y轴固定板上设置Y向刻度。

本申请的有益效果是，本申请一种板材尺寸测量机在板材生产环节下，实现和产线对接，不需要人工取放板材，检测与生产同步，同步检测同步分拣，适应板材产线生产速度，兼容大尺寸面积板材测量，对不同厚度的板材做到厚度自适应，测量板材宽度范围大，实现数据自动保存记录保存，对不同板材的数据设定贴标，便于分拣，节省人力成本，同时减少测量误差，测量数据可视化，便于反馈给生产端，提高生产管理效率。

附图说明

图1是本申请实施例一种板材尺寸测量机的结构示意图；

图2是本申请实施例一种板材尺寸测量机的三轴示意图；

图3是本申请实施例一种板材尺寸测量机的X轴及Z轴小角度调整示意图；

图4是本申请实施例一种板材尺寸测量机的Y轴调整示意图。

图中，1.Y轴安装板，2.角度调整杆，3.Z轴升降模块，4.精密螺旋杆件，5.X轴调节模块，6.X轴调节板，7.相机，8.Y轴固定板，9.Y轴滑轨，10.X轴固定板，11.进料传感器，12.传动系统，13.检测控制单元，14.报警灯，15.相机组件，16.悬臂组件，17.贴标机，18.拍照传感器，19.出料传感器，20.板材，21.工控电脑，22.红外光源，23.旋钮，24.Z轴调节滑台，25.挡板，26.插孔，27.连接孔，28.导向孔，29.垫板，30.工作台，31.Y轴滑动模块，32.X轴调节竖直固定板，33.检测机构。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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用新型和简化描述，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用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1至4所示，本申请实施例提供了一种板材尺寸测量机，一种板材尺寸测量机用于测量家具板材的尺寸，包括工作台30、传动系统12、进料传感器11、出料传感器19、检测机构33、贴标机17和工控电脑21，工作台30沿水平方向设置传动系统12，工作台30上沿传动系统12运动方向一端为进料端，工作台30上沿传动系统12运动方向另一端为出料端，进料端侧设置进料传感器11，出料端侧设置出料传感器19，工作台30轴向上方设置检测机构33，出料端设置贴标机17。工作台30上传动系统12带动板材20在水平方向运动，从进料端运动到出料端的同时检测机构33实现板材20尺寸测量。其中，检测机构33用于拍摄家具板材的图像，工控电脑21设置于检测机构33上，工控电脑21与检测机构33连接，用于处理检测机构33拍摄的家具板材的图像，并计算出家具板材的尺寸。

检测机构33包括机架和相机组件15，机架架设于传动系统12上方，即可完成对板材尺寸测量，不另外占用场地；机架上设置检测控制单元13、悬臂组件16，悬臂组件16连接工控电脑21。位于机架下方的工作台30上设置拍照传感器18，机架底部设置红外光源22，机架顶部设置报警灯14。

相机组件15包括若干个相机7，相机组件15还包括Z轴升降模块3、Y轴滑动模块31和X轴调节模块5，Z轴升降模块3与Y轴滑动模块31连接，Y轴滑动模块31与X轴调节模块5连接；Z轴升降模块3用于调节所述相机7在Z轴方向的位置，Y轴滑动模块31用于调节相机7在Y轴方向的位置，X轴调节模块5用于调节所述相机7在X轴方向的位置，通过相机组件15的调整可以改变相机7的XYZ方向的位置以及相机7的旋转角度。

Z轴升降模块3包括设置在机架上的固定底座，固定底座上固定设置驱动电机，驱动电机输出轴连接丝杠机构，驱动电机输出轴的轴向与工作台30水平面相垂直，丝杠机构顶部连接Y轴滑动模块31，Z轴升降模块3由驱动电机控制丝杠机构上Y轴滑动模块31的高度调节。相机组件15通过X轴、Y轴、Z轴三轴调节，进而获取板材20整体外形尺寸，完成大尺寸、多方向的测量。

Y轴滑动模块31包括Y轴固定板8和Y轴安装板1，Y轴固定板8上开设Y轴滑轨9，Y轴滑轨9延伸的方向与传动系统12运动方向相垂直，Y轴滑轨9上滑动连接若干Y轴安装板1，Y轴固定板8上设置Y向刻度（0.1mm），每个Y轴安装板1上设置锁紧件，Y轴坐标变化通过锁紧件完成紧固。每个Y轴安装板1上安装Z轴调节滑台24，Z轴调节滑台24竖直活动连接丝杆，丝杆上端设置旋钮23，Z轴调节滑台24上固定连接X轴调节模块5，通过旋钮23旋转丝杆，丝杆带动Z轴调节滑台24升降，实现X轴调节模块5在Z轴方向细微高度变化调节。

X轴调节模块5包括X轴固定板10、挡板25、X轴调节水平板6和X轴调节竖直固定板32，X轴固定板10沿长度方向两侧设置挡板25，挡板25内开设滑轨，X轴固定板10底部镂空，滑轨滑动连接X轴调节水平板6，X轴调节水平板6与水平面相平行，X轴调节水平板6在X轴固定板10上实现导向滑动，挡板25上开设插孔26，插孔26套接插销，通过插销固定X轴调节水平板6。X轴调节水平板6中心部位开设中心孔，中心孔内套接相机7，X轴调节水平板6的中心孔大于相机7的相机镜头孔，X轴调节水平板6端部设置X轴调节竖直固定板32，X轴调节竖直固定板32沿水平方向开设两个连接孔27，两个连接孔27之间开设导向孔28，连接孔27和导向孔28均贯通中心孔，连接孔27套接角度调整杆2，相机7与X轴调节水平板6之间通过连接孔27装配角度调整杆2固定，在未锁紧状态下可完成同心旋转。X轴固定板10端部竖直设置垫板29，垫板29上开设螺纹孔，螺纹孔与导向孔28相对设置，螺纹孔套接精密螺旋杆件4，精密螺旋杆件4贯穿导向孔28。在X轴固定板10与X轴调节水平板6未紧固状态下，通过扭转精密螺旋杆件4，拉动X轴调节水平板6与相机7在X轴固定板10内导向滑动。传动系统12包括在工作台30两端安装的轴承座，轴承座上套接转轴，工作台30一端的转轴上固定主动轮，工作台30另一端的转轴上固定从动轮，主动轮和从动轮上安装同步带，主动轮的转轴连接伺服电机。

驱动电机、伺服电机、相机7、检测控制单元13、报警灯14、进料传感器11、出料传感器19、拍照传感器18、红外光源22分别电连接工控电脑21。由工控电脑21控制驱动各零部件，驱动电机带动相机组件15进行高度升降，手动调节旋钮，实现高度精确调节；手动旋转精密螺旋杆件4从而驱动X轴调节水平板6在X轴方向相对于X轴固定板10的精密位移，从而实现相机7在X轴方向精密移动，实现多相机位置的X轴精准定位。同时，通过旋转角度调整杆2实现X轴上的精密推进，进一步通过角度调整杆2的端面作用在相机7侧端面上，推动相机7沿着镜头轴心（Z轴）做小角度回转，通过螺距精准调整旋转角度；通过锁紧件完成Y轴坐标变化紧固，从而精确控制相机组件15位置，确定相应位置具有较高的自由度，旋转与运动精度均可通过机械加工件的精度保证，调整精准方便，以便获取更大的场景信息，这将有效地拓宽机器视觉的应用场景和提高测量的灵活性，结构简单、控制方便，可广泛应用于不同视觉场景。

本实施例的一种板材尺寸测量机的工作原理为将进料端对接板材生产线出料口，传动系统12由六根统一速度的同步带组成；基于机器视觉场景下，通过三轴实现相机7安装自由度的调整。当场景中有高度基准变化，但仍在镜头景深调节范围内，并需要包括相机7在内的整个相机组件沿Z轴微米级调整坐标时，通过调节Z轴调节滑台24上的旋钮23，进行小范围调整。当场景中有待检测物出现显著高度变化（10-30mm）时，Z轴升降模块3接收到相应高度变化信号，在0.3秒内由驱动电机完成包括相机7在内的相机组件15的Z轴位置变化，再调节Z轴调节滑台24上的旋钮23控制Z轴上相机7进行小范围升降调整，最后实现XY轴及小角度回转调整。本实施例中通过六组主动轮和从动轮上对应六根同步带组成传动系统12等，从而能够实现对不同厚度板材的自适应检测，且支持的最大面积尺寸为2700*800mm的板材。

本实施例的一种板材尺寸测量机的工作过程为：在正常工作场景下，进料端部对接生产线，传动系统12与产线速度一致。当板材20进入传动系统12时，触发进料传感器11，进料传感器11发出接收来料信号给工控电脑21，工控电脑21将信息处理后发给检测控制单元13，此时检测机构33进行检测等待；传动系统12将板材20持续运输到拍照传感器18位置时，拍照传感器18的光电信号将被板材20遮挡，相机组件15及红外光源22进入工作状态。根据工控电脑21的在线判断，将板材20在传动系统12的相对位置与相机组件15中线阵相机拍照位置进行对比，并控制相机7的拍照动作。同时，拍照传感器18发出电信号后，红外光源22进入开启状态，随着传动系统12的持续运输，板材20通过相机组件15中线阵相机的拍照位置，逐帧成像并保存。

当板材20沿同步带传动到一定位置时，板材20边缘在行进方向离开拍照传感器18，不再遮挡拍照传感器18的光电信号，拍照传感器18处于接通状态，工控电脑21识别拍照传感器18电信号，判定拍照完毕。工控电脑21对已完成的照片进行测量，并根据预设好的标准值进行对比：

对比时，如果测量范围在允许变动范围内，则判定此板材尺寸为OK，板材持续运输正常通过出料传感器19，进入下道产线进行包装；如果测量结果超过允许变动范围，则工控电脑21在将判定板材尺寸为NG，报警灯14将闪烁并蜂鸣报警，工控电脑21显示当前尺寸自行记录，并发送给系统控制中心，贴标机17在接收到工控电脑21的NG信号后，开启工作模式，将NG板材进行贴标标记处理。每块标记为NG的板材将会有独立的编码，后续产线直接通过编码分拣NG品。

当板材20触发出料传感器19时，则工控电脑21判定为此次测量完成。工控电脑21进入正常待机状态，等待下块板材对进料传感器11的触发，以此循环进行完全适应产线速度的自动测量流程。

本申请一种板材尺寸测量机结构强度高，避免运动中的震动，通过滑块控制运动的低阻力和平稳性，保证运动中的重复定位精度。通过将检测机构33集成在工作台30上方的机架上，即可完成对板材尺寸测量，不另外占用场地；通过三轴调节相机7移动位置，进而可以获取板材的整体外形尺寸，完成大尺寸、多方向的测量，无需人工干预，测量范围大，测量精度高，可完成各方向尺寸测量。各个零部件之间均为独立设计，自由度高，旋转与运动精度均可通过机械加工件的精度保证，调整精准方便。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述一种板材尺寸测量机用于测量家具板材的尺寸，包括工作台（30）、传动系统（12）、进料传感器（11）、出料传感器（19）、检测机构（33）、贴标机（17）和工控电脑（21）；

其中，所述检测机构（33）用于拍摄所述家具板材的图像，包括机架和相机组件（15），所述机架架设于所述传动系统（12）上方，所述机架上设置所述相机组件（15），所述相机组件（15）包括相机（7），通过所述相机组件（15）的调整改变所述相机（7）的XYZ方向的位置以及所述相机（7）的旋转角度；

所述工控电脑（21）与所述检测机构（33）连接，用于处理所述检测机构（33）拍摄的所述家具板材的图像，并计算出所述家具板材的尺寸；

所述工作台（30）沿水平方向设置传动系统（12），所述工作台（30）上沿所述传动系统（12）运动方向一端为进料端，所述工作台（30）上沿所述传动系统（12）运动方向另一端为出料端，所述进料端侧设置进料传感器（11），所述出料端侧设置出料传感器（19），所述工作台（30）上方设置所述检测机构（33），所述出料端侧设置所述贴标机（17）。

2.根据权利要求1所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述机架上还设置检测控制单元（13）和悬臂组件（16）；相机组件（15）包括若干个相机（7），所述检测控制单元（13）用于接收所述工控电脑（21）的指令并控制所述相机（7）进行拍摄；所述悬臂组件（16）连接所述工控电脑（21），用于调整所述工控电脑（21）的朝向；位于所述机架下方的所述工作台（30）上设置拍照传感器（18），所述机架底部设置红外光源（22）。

3.根据权利要求1~2中任一项所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述相机组件（15）还包括Z轴升降模块（3）、Y轴滑动模块（31）和X轴调节模块（5），所述Z轴升降模块（3）与所述Y轴滑动模块（31）连接，所述Y轴滑动模块（31）与所述X轴调节模块（5）连接；所述Z轴升降模块（3）用于调节所述相机（7）在Z轴方向的位置，所述Y轴滑动模块（31）用于调节所述相机（7）在Y轴方向的位置，所述X轴调节模块（5）用于调节所述相机（7）在X轴方向的位置。

4.根据权利要求3所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述Z轴升降模块（3）包括设置在所述机架上的固定底座，所述固定底座上设置驱动电机，所述驱动电机输出轴连接丝杠机构，所述驱动电机输出轴的轴向与所述工作台（30）水平面相垂直，所述丝杠机构顶部连接所述Y轴滑动模块（31）。

5.根据权利要求4所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述Y轴滑动模块包括Y轴固定板（8）和Y轴安装板（1），所述Y轴固定板（8）上开设Y轴滑轨（9），所述Y轴滑轨（9）延伸的方向与所述传动系统（12）运动方向相垂直，所述Y轴滑轨（9）上滑动连接若干Y轴安装板（1），每个Y轴安装板（1）上设置锁紧件。

6.根据权利要求5所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，每个所述Y轴安装板（1）上安装Z轴调节滑台（24），所述Z轴调节滑台（24）与丝杆在竖直方向活动连接，所述丝杆上端设置旋钮（23），所述Z轴调节滑台（24）上固定连接所述X轴调节模块（5）。

7.根据权利要求3所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述X轴调节模块（5）包括X轴固定板（10）、挡板（25）、X轴调节水平板（6）和X轴调节竖直固定板（32），所述X轴固定板（10）沿长度方向两侧设置挡板（25），所述挡板（25）内开设滑轨，所述X轴固定板（10）底部镂空，所述滑轨滑动连接X轴调节水平板（6），所述X轴调节水平板（6）与水平面相平行，所述挡板（25）上开设插孔（26），所述插孔（26）套接插销，所述X轴调节水平板（6）中心部位开设中心孔，所述中心孔套接所述相机（7），所述X轴调节竖直固定板（32）沿水平方向开设两个连接孔（27），所述X轴调节竖直固定板（32）在所述两个连接孔（27）之间开设导向孔（28），所述连接孔（27）和所述导向孔（28）均贯通中心孔，所述连接孔（27）套接角度调整杆（2）。

8.根据权利要求7所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述X轴固定板（10）端部竖直设置垫板（29），所述垫板（29）上开设螺纹孔，所述螺纹孔与所述导向孔（28）相对设置，所述螺纹孔套接精密螺旋杆件（4），所述精密螺旋杆件（4）贯穿所述导向孔（28）。

9.根据权利要求1~2中任一项所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述传动系统（12）包括在所述工作台（30）两端安装的轴承座，所述轴承座上套接转轴，所述工作台（30）一端的转轴上固定主动轮，所述工作台（30）另一端的转轴上固定从动轮，所述主动轮和所述从动轮上安装同步带，所述主动轮的转轴连接驱动伺服电机。

10.根据权利要求5所述的一种板材尺寸测量机，其特征在于，所述Y轴固定板（8）上设置Y向刻度。

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