CN219045950U - 一种拍摄测量装置及自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种拍摄测量装置及自动加工设备，包括具有载料台的定位治具，载料台上设置定位机构，定位治具外周设置三维调位机构，三维调位机构上驱动连接相机，相机架设于载料台上方，相机的旁侧固设线激光器，相机外侧固设点光源，载料台下方固设板光源。本实用新型采用标准块进行基点位置标定，在照片中形成计算参照，利于还原实物真实间距，提升产品尺寸的计算精度。采用周向多点定位夹持的方式，提升产品固定的稳定性和精确性，从而使得间距位于一定范围内，进一步缩小测量的误差范围，提升测量精准度。通过X、Y、Z向的分步调整，使各向位移之间无干涉形成，确保相机与拍摄区域的垂直关系，避免因拍摄倾斜角度导致测量误差。

Description

一种拍摄测量装置及自动加工设备

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种高精度测量设备，特别是一种拍摄测量装置及自动加工设备。

背景技术

随着电子产品技术的发展，电子生产设备自动化的程度越来越高，对电子产品精度要求也越来越高。在电子生产过程中需要对工件尺寸进行测量。如果用传统人工测量、肉眼观察、规尺量或者用专用多关节机械手测量仪器，其效率低、精确度低、结果数据一致性差，对人员素质的要求也很高，人为因素造成的误差也比较大，还会对产品造成损伤导致产品报废，甚至无法得到产品的真实测量值。

线激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成，可用于测量工件尺寸，一般是通过输送带带动工件穿过激光束进行扫描测量；该方法需要工件进行移动，由此对工件的定位性差，测量精度有限，且整体设备需要占用较大空间，提升设备成本。

例如，中国专利文献曾公开了一种非接触式表面平面度光学测量设备【中国专利号：CN201621255882.7】，本实用新型公开一种非接触式表面平面度光学测量设备，包括机柜、上料模组、CCD影像系统、激光测量模组、XYZ轴下料模组和四轴机械手，机柜上安装有上料模组、CCD影像系统、激光测量模组、XYZ轴下料模组和四轴机械手；待测工件放置在所述上料模组上，所述CCD影像系统用于对待测工件进行拍照定位，得到其精确位置；所述四轴机械手根据所述位置进行移动并抓起所述待测工件，校正姿态后将其放置到激光测量模组上；所述激光测量模组能够带动待测工件转动，并实现对待测工件的上下面进行取点测量；所述XYZ轴下料模组用于对测量完成后的待测工件进行下料。本实用新型的结构简单、功能可靠也易于实现，并能可靠地完成产品平面度的测量，其测量效率和测量精度高。

上述技术方案中，在测量过程中待测工件需要随转盘旋转进入不同工序，由此每个待测工件在拍照时定位均不统一，没有标准定位进行参照，导致工件尺寸的测量精度有限。另外CCD影像系统采用四轴机械手进行调位控制，其无法实现X、Y、Z向的分别调位，而是形成复合调节形式，从而无法达到对X/Y/Z向的单独精准调整，导致拍摄的位置精准度差，造成斜角拍摄，从而照片中显示的距离失真，导致计算错误。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种固定定位方式配合三维独立精准调位，确保拍摄真实度高，提升尺寸计算精度的拍摄测量装置及自动加工设备。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种拍摄测量装置，包括具有载料台的定位治具，所述载料台上设置定位机构，所述定位治具外周设置三维调位机构，所述三维调位机构上驱动连接相机，所述相机架设于所述载料台上方，所述相机的旁侧固设线激光器，所述相机外侧固设点光源，所述载料台下方固设板光源。

在上述的拍摄测量装置中，所述三维调位机构包括X移载器，所述X移载器上驱动连接Y移载器，所述Y移载器上驱动连接Z移载器，所述Z移载器升降驱动所述相机和所述点光源。

在上述的拍摄测量装置中，所述定位治具的X向两侧呈相对固设支架，一侧所述支架上固装所述X移载器，另一侧所述支架上固装X滑轨，所述X移载器平移驱动Y基板的一端，所述Y基板的另一端通过X滑块卡接于所述X滑轨上形成滑动连接；所述Y基板上固设相平行的所述Y移载器和Y滑轨，所述Y移载器上平移驱动Z支架，所述Z支架的底面通过Y滑块卡接于所述Y滑轨上形成滑动连接，所述Z支架上固装所述Z移载器；所述Z移载器的升降驱动块上固设连接板，所述连接板上装设所述相机和所述点光源。

在上述的拍摄测量装置中，所述升降驱动块上固连限位板条，所述Z支架的壁面上呈上、下相对设置上限位柱、下限位柱，所述限位板条位于所述上限位柱与所述下限位柱之间。

在上述的拍摄测量装置中，所述连接板上开通竖向槽，所述竖向槽内穿接螺钉固锁调位块，所述调位块上固装所述相机。

在上述的拍摄测量装置中，所述连接板的前侧竖沿上装配铰接架，所述点光源两侧通过销轴转动连接于所述铰接架上。

在上述的拍摄测量装置中，所述Z支架上通过安装板固连所述线激光器。

在上述的拍摄测量装置中，所述载料台的顶面中部凹设嵌料槽腔，所述嵌料槽腔内具有呈凹凸的仿形结构。

在上述的拍摄测量装置中，所述定位机构包括围设于所述嵌料槽腔外周的若干标准块和若干定位销，所述嵌料槽腔的至少一X侧边/Y侧边上设置侧推块，所述侧推块由侧推器驱动连接。

一种自动加工设备，包括机身，还包括上述的拍摄测量装置，所述机身具有加工腔室，所述拍摄测量装置装设于所述加工腔室中，所述机身上设置操控显示屏。

与现有技术相比，本拍摄测量装置及自动加工设备具有以下优点：

1、采用标准块进行基点位置标定，在照片中形成计算参照，从而利于还原实物真实间距，提升产品尺寸的计算精度。

2、采用周向多点定位夹持的方式，提升产品固定的稳定性和精确性，从而使得间距位于一定范围内，进一步缩小测量的误差范围，提升测量精准度。

3、通过X、Y、Z向的分步调整，使各向位移之间无干涉形成，确保相机与拍摄区域的垂直关系，避免因拍摄倾斜角度导致的测量误差。

4、本实用新型具备精度高、算法简单、结构简单且实用方便等特点。

附图说明

图1是本拍摄测量装置的整体结构图。

图2是本拍摄测量装置中Z移载器的结构图。

图3是本拍摄测量装置中定位治具的结构图。

图4是本自动加工设备的整体结构图。

图中，1、定位治具；2、载料台；3、标准块；4、定位销；5、侧推块；6、侧推器；7、板光源；8、支架；9、X移载器；10、X滑轨；11、Y基板；12、Y移载器；13、Y滑轨；14、Z支架；15、Z移载器；16、连接板；17、相机；18、点光源；19、线激光器；20、机身；21、操控显示屏。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图3所示，本拍摄测量装置，包括具有载料台2的定位治具1，载料台2上设置定位机构，定位治具1外周设置三维调位机构，三维调位机构上驱动连接相机17，相机17架设于载料台2上方，相机17的旁侧固设线激光器19，相机17外侧固设点光源18，载料台2下方固设板光源7。

三维调位机构包括X移载器9，X移载器9上驱动连接Y移载器12，Y移载器12上驱动连接Z移载器15，Z移载器15升降驱动相机17和点光源18。X移载器9、Y移载器12或Z移载器15具体采用滑台式电缸。通过X移载器9驱动Y移载器12沿X向平移，通过Y移载器12驱动Z移载器15沿Y向平移，通过Z移载器15驱动相机17和点光源18沿Z升降，由此使得相机17和点光源18通过调控可到达载料台2上方的任意位置。

定位治具1的X向两侧呈相对固设支架8，一侧支架8上固装X移载器9，另一侧支架8上固装X滑轨10，X移载器9平移驱动Y基板11的一端，Y基板11的另一端通过X滑块卡接于X滑轨10上形成滑动连接；Y基板11上固设相平行的Y移载器12和Y滑轨13，Y移载器12上平移驱动Z支架14，Z支架14的底面通过Y滑块卡接于Y滑轨13上形成滑动连接，Z支架14上固装Z移载器15；Z移载器15的升降驱动块上固设连接板16，连接板16上装设相机17和点光源18。

X移载器9与X滑轨10相平行设置，通过X滑轨10提供支撑及从动导滑作用，从而提高Y基板11沿X向平移的稳定性，并避免移动中发生偏位现象。通过Y滑轨13和Y滑块的卡接导滑，提高Z支架14沿Y向平移的稳定性，并避免移动中发生偏位现象。

升降驱动块上固连限位板条，Z支架14的壁面上呈上、下相对设置上限位柱、下限位柱，限位板条位于上限位柱与下限位柱之间。当Z移载器15驱使升降驱动块上下移动时，同步带动限位板条在上限位柱与下限位柱之间上下移动，当限位板条上行碰触上限位柱即到达上升极限位置，当限位板条下行碰触下限位柱即到达下降极限位置。

连接板16上开通竖向槽，竖向槽内穿接螺钉固锁调位块，调位块上固装相机17。通过拧松螺钉，可沿竖向槽上下调节调位块，调节到位时，再次拧紧螺钉以固定调位块，从而实现对相机17上下位置的微调。

连接板16的前侧竖沿上装配铰接架，点光源18两侧通过销轴转动连接于铰接架上。通过对点光源18形成铰接装配，能够调节点光源18的摆转角度，从而根据需要调整点光线的照射角度。

Z支架14上通过安装板固连线激光器19。通过线激光器19发射的点激光测量出间隙的精准数值。

载料台2的顶面中部凹设嵌料槽腔，嵌料槽腔内具有呈凹凸的仿形结构。将产品放置在嵌料槽腔中，使产品底面的结构特征与仿形结构相吻合，从而实现对产品的初步定位。

定位机构包括围设于嵌料槽腔外周的若干标准块3和若干定位销4，嵌料槽腔的至少一X侧边/Y侧边上设置侧推块5，侧推块5由侧推块6驱动连接。通过标准块3作为间距的标定基准，通过定位销4对产品进行定位抵靠，通过侧推块6推动侧推块5顶靠产品边沿形成夹持固定。

本拍摄测量装置的操作步骤为：

1、人工放入待测产品至载料台2的嵌料槽腔中，待测产品的X、Y边抵靠定位销4形成粗定位，侧推块6推动侧推块5夹持固定待测产品。

2、相机17在X移载器9、Y移载器12的分别调节移动下，依次精准达到各个待测点位置，待测点位置具体分布在待测产品的四周。

3、当相机17到达指定位置后，通过Z移载器15调节相机17焦距。

4、对待测产品拍照并使用线激光器19对各个间隙进行测距，计算机对照片和测距数值进行处理计算得出待测产品尺寸，相机17随后移载回到初始位置，人工下料。

相片中产品尺寸的计算步骤：

1、对产品的长/宽外点计算：

取X/Y侧边的若干测量外点；

已知X/Y侧边上相对一组标准块3之间的距离定长L；

测量产品一X/Y侧边与同侧标准块3间的距离a1，测量产品另一X/Y侧边与同侧标准块3间的距离a2；

产品的长/宽外点尺寸＝L-a1-a2。

1、对产品的长/宽内点计算：

取X/Y侧边的若干测量内点，内点位于产品边沿内侧的点位置；

已知X/Y侧边上相对一组标准块3之间的距离定长L；

测量产品一X/Y侧边与同侧标准块3间的距离a1，测量产品另一X/Y侧边与同侧标准块3间的距离a2；

测量产品一X/Y侧内点与对应标准块3间的距离b1，测量产品另一X/Y侧内点与对应标准块3间的距离b2；

产品的长/宽内点尺寸＝L-b1-b2。

与现有技术相比，本拍摄测量装置具有以下优点：

1、采用标准块3进行基点位置标定，在照片中形成计算参照，从而利于还原实物真实间距，提升产品尺寸的计算精度。

2、采用周向多点定位夹持的方式，提升产品固定的稳定性和精确性，从而使得间距位于一定范围内，进一步缩小测量的误差范围，提升测量精准度。

3、通过X、Y、Z向的分步调整，使各向位移之间无干涉形成，确保相机17与拍摄区域的垂直关系，避免因拍摄倾斜角度导致的测量误差。

4、本实用新型具备精度高、算法简单、结构简单且实用方便等特点。

实施例二

基于实施例一，本实施例的区别点在于：

如图4所示，一种自动加工设备，包括机身20，还包括上述的拍摄测量装置，机身20具有加工腔室，拍摄测量装置装设于加工腔室中，机身20上设置操控显示屏21。

与现有技术相比，本自动加工设备具有以下优点：

1、采用标准块3进行基点位置标定，在照片中形成计算参照，从而利于还原实物真实间距，提升产品尺寸的计算精度。

2、采用周向多点定位夹持的方式，提升产品固定的稳定性和精确性，从而使得间距位于一定范围内，进一步缩小测量的误差范围，提升测量精准度。

3、通过X、Y、Z向的分步调整，使各向位移之间无干涉形成，确保相机17与拍摄区域的垂直关系，避免因拍摄倾斜角度导致的测量误差。

4、本实用新型具备精度高、算法简单、结构简单且实用方便等特点。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了定位治具1；载料台2；标准块3；定位销4；侧推块5；侧推块6；板光源7；支架8；X移载器9；X滑轨10；Y基板11；Y移载器12；Y滑轨13；Z支架14；Z移载器15；连接板16；相机17；点光源18；线激光器19；机身20；操控显示屏21等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种拍摄测量装置，包括具有载料台的定位治具，其特征在于，所述载料台上设置定位机构，所述定位治具外周设置三维调位机构，所述三维调位机构上驱动连接相机，所述相机架设于所述载料台上方，所述相机的旁侧固设线激光器，所述相机外侧固设点光源，所述载料台下方固设板光源。

2.如权利要求1所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述三维调位机构包括X移载器，所述X移载器上驱动连接Y移载器，所述Y移载器上驱动连接Z移载器，所述Z移载器升降驱动所述相机和所述点光源。

3.如权利要求2所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述定位治具的X向两侧呈相对固设支架，一侧所述支架上固装所述X移载器，另一侧所述支架上固装X滑轨，所述X移载器平移驱动Y基板的一端，所述Y基板的另一端通过X滑块卡接于所述X滑轨上形成滑动连接；所述Y基板上固设相平行的所述Y移载器和Y滑轨，所述Y移载器上平移驱动Z支架，所述Z支架的底面通过Y滑块卡接于所述Y滑轨上形成滑动连接，所述Z支架上固装所述Z移载器；所述Z移载器的升降驱动块上固设连接板，所述连接板上装设所述相机和所述点光源。

4.如权利要求3所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述升降驱动块上固连限位板条，所述Z支架的壁面上呈上、下相对设置上限位柱、下限位柱，所述限位板条位于所述上限位柱与所述下限位柱之间。

5.如权利要求3所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述连接板上开通竖向槽，所述竖向槽内穿接螺钉固锁调位块，所述调位块上固装所述相机。

6.如权利要求3所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述连接板的前侧竖沿上装配铰接架，所述点光源两侧通过销轴转动连接于所述铰接架上。

7.如权利要求3所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述Z支架上通过安装板固连所述线激光器。

8.如权利要求1所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述载料台的顶面中部凹设嵌料槽腔，所述嵌料槽腔内具有呈凹凸的仿形结构。

9.如权利要求8所述的拍摄测量装置，其特征在于，所述定位机构包括围设于所述嵌料槽腔外周的若干标准块和若干定位销，所述嵌料槽腔的至少一X侧边/Y侧边上设置侧推块，所述侧推块由侧推器驱动连接。

10.一种自动加工设备，包括机身，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的拍摄测量装置，所述机身具有加工腔室，所述拍摄测量装置装设于所述加工腔室中，所述机身上设置操控显示屏。

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