TW200839179A - Planeness measuring device and method - Google Patents

Description

200839179 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種利用光 理進行檢測之平面度檢測裝置，本發明還涉及一種平面声 檢測方法。 又 【先前技術】 機械加工中常需對加工後工件之表面平面度進行 測，以驗證產品之外形是否合格。傳統之平面度檢測方ς 令較為常用的係採用平台加塞尺之方式進行。 也 平台加塞尺之方式檢測平面度之過程為：首先將 放置於-基準平台上；然後用塞尺檢查工件 合格。採用平台加塞尺 又值疋否 本低之優點。 之方式，、有工作原理簡單、設備成 然而，採用平台加塞尺之方式檢測工 檢測精度一般只能達到〇〇2毫 千面度，其 人員兩、、牛^ ·毛未，且由於檢測過程中操作 入·’當需要對多工件進行連續檢測時，容易 ^作人狀勞㈣度過高而產生疲勞。另，平么加塞 尺之方式檢測為接觸式檢測， 〇 土 平台及宾Ρ j丨^劂日守工件待測表面需與 表面接觸’·因此於檢測過程中’工件待測 :鱼夷塞尺之間難免要發生碰撞與摩擦。如此，平 ;時= 用後其檢測精度將必訂降；且，檢 測知工件之待測表面與 且才双 能使工件待钏本；< 口 土尺之間之碰撞與摩擦還可 如果工件:==下刮痕，從而影響工件之表面品質， -貝要求較高’則該種測量方法不能滿足 200839179 測量要求。 【發明内容】 鑒於上述内容，有必要提供一種測量精度較高且易於 避免被測工件被碰撞之平面度檢測裝置及方法。 一種平面度檢測裝置，其包括一光發射單元、一光接 收單兀、-載物台、一遮光單元及一處理單元。盆十談光 接收單元與該光發射單元相對設置。該載物台位ς該紐 射早凡與該光接收單元之間，其用於承載待測工件。該遮 光早兀亦位於該光發射單元與該光接收單元之間，其用於 工件之待測表面之最高點及最低點之高度之 =收，待=面相配合形成透光間隙。該處理單元與該光 一種平面度檢财法，將制工件放置於 度檢測裳置包括一光發射單元、表面，該平面 -遮光單元及一處理單元；”：:=、；載物台、 口口一 i u 八T孩光接收單兀與該#於射 早兀相對設置；該截物么你认斗 /、射 元之門，贫田 、口<於該光發射單元與該光接收單 曰，/、用於承载待測工件⑽一 射單元與該光接收單元之門牛^遮先早几亦位於該光發 相連，其用於處理該光純理單元與該光接收單元 發射單元，朝該待測工件：：=收到之光訊息；開啟光 射光線，該光接收單元接收遮光元件之間發 訊息判斷工件收單元接㈣ 200839179 通過ΓίΓ知技術’採用上述平面度檢測裝置檢測，其 作用^ 、光接收單元、遮光單元與處理單元配合 斷之平面度是否合格，於檢測過程中基本上 子刼作人貝之主觀判斷，因而可減輕操作人員之勞動 :勞，且光訊息較易測定，故檢測精度容. 式測量’該檢測裝置與工件待測表面發生碰 摩擦概率較小，故易於避免1件於待測表面留下刮 =故上述平面度檢測裝置具有測量精度較高且可避免測 夏打於被測工件表面留下刮痕之優點。 ' 【實施方式】 下面將結合附圖及實施例對平面度檢測裝置及方法 做進一步詳細說明。 衣置及方法 請參閱圖i，本發明較佳實施例一之平面 〇之工作原理示意圖。平面度檢測裝置H)包括光發射單

單”、載物台13、遮光單元“及IS 70 八光接收早70 12可與光發射單元11相對#置 本實施例中，光發射單元i 、叹置， 之光接收巾,dHy/與光接收單元 J罝線上。载物台13可位於氺恭 射單元11與光接收單元12 、先毛 1 Q ^ , "、用於承載待測工件

遮7^70 14亦位於光發射單元11與光純單元12 之間，其可4於該载物台13J 側，本實施例中’遮光單元14設於載物台 = 光發射單元㈣。處理單元15與光接收單元n 用於處理該光接收單元12接收到之光訊息。 連八 200839179

B 光發射單元11可為發出之光線為發散光或平行光束 之光源。光接收單元12可由光電轉換器件來形成，該光電 轉換器件可為互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)、電荷搞合器（Charge Couple Device，CCD)與光敏電阻之一。 遮光單元14用於檢測時於待測工件18之待測表面之 最高點及最低點之高度之間與待測表面相配合形成透光間 # 隙，其可為塊狀物體或板狀物體，其橫截面可為三角形或 矩形。本實施例中遮光單元14之橫截面為矩形。 處理單元15用於處理光接收單元12接收到之光訊 息，其可由一可編程控制器構成。當然，為便於顯示檢測 之結果，該處理單元15還可包括一顯示裝置用於顯示處理 後之結果。該光訊息可為光強訊息’例如光強大小與光強 分佈等。 檢測過程中，可以以載物台13之上表面131為基準 、面，先根據待測工件18所需之規格，設定遮光單元14之 頂面141與載物台13之上表面131之間之距離為H。然後 開啟光發射單元11，此時光線可直接進入光接收單元12。 接著將待測工件18放置於載物台13上，若待測工件18 之待測處與載物台13之上表面131之距離Z大於Η，則 光發射單元11發出之光線仍可進入光接收單元12，如果 待測工件18之待測處與載物台13之上表面131之距離Ζ 小於等於Η，則光發射單元11發出之光線被待測工件18 遮擋而無法進入光接收單元12。處理單元15則可根據光 200839179 鼸 接收單元12接收到之光訊息變化情況來判斷待測工件π 之待測處之平面度是否合格。上述檢測過程之檢測精度可 小於等於0.01毫米。檢測過程中，採用光發射單元U、 光接收單元12、遮光單元14與處理單元15之配合作用來 判斷工件18之平面度是否合格，期間不存在操作人員之主 觀判斷，因此可減輕操作人員之勞動疲勞；且光線是否進 入接收單元12較易測定，因此檢測精度容易提高；另，待 測工件18只要放置於載物台13上即可得出合格與否，故 其易於避免被刮傷。 請參閱圖2，本發明較佳實施例二之平面度檢測裝置 2〇。平面度檢測裝置20與平面度檢測裝置1〇相似，亦包 括光發射單元21、光接收單元22、載物台23、遮光單元 24及處理單元25。其不同點在於：平面度檢測裝置20還 ^括一驅動單元26。驅動單元26分別與載物台23及處理 單兀25相連，其用於驅動載物台23移動。使用過程中， 驅動單兀26根據處理單元25之控制可驅動載物台移 動，因此通過設置處理單元25之處理程式，不僅可用於判 斷工件28之某一處之平面度是否合格，還可根據需要控制 驅動單元26移動載物台23以帶動工件28朝不同之方向運 動，使得光接收單元22獲得較全面之反映工件28之被測 表面結構之光訊息，繼而易於使處理單元25得出待測工件 28更加詳細之平面度狀況。 請參閱圖3，本發明較佳實施例三之平面度檢測裝置 30。平面度檢測裝置3〇與平面度檢測裝置2〇相似，亦包 11 200839179 f 括光發射單元31、朵技你-_ .4 ^ ^ 接收早兀32、載物台33、遮光單元 if Γ: 動單元36。其不同點在於：驅動單 兀36分別與處理單元3 _ 助早 先發射早兀31及光接收單元32 相連’驅動單元36可根攄虛搜0 0c 口口- Q1议丨 很艨處理早凡35之控制驅動光發射 早兀31及光接收單元32同時移動。 可以理解，平面度檢測裝置1〇、2〇、3〇可用 板狀或塊狀產品之平面声， 、 也十面度亦可用於檢測框架類產品翹曲 f狀況。可以理解’於平面度檢測裝置1〇、2〇、％中 將^光單元設置於載物台之相對面，讓待測工件之待測表 相對，還可進-步避免待測工件之待測表Ϊ ^物台之摩擦與碰撞’防止待測表面被刮傷。可以理解， 檢測裝置Μ之結構’通過事先設定載物 :與先發射早兀及光接收單元之相對運動路徑，並於處理 早=編制相應之運算程式，可不採用驅動單元，而同樣 可測疋待測工件較為詳細之平面度狀況。可以理解，各上 述平面度檢測裝置用於檢測框架類產品之麵曲時，可:包 2相對叹置之I數光射單元與光接收單元，以提高檢測 度。 练上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專 利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本 發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝 之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆 應包含於以下之申請專利範圍内。 12 200839179 【圖式簡單說明】 圖1係本發明平面度檢測裝置較佳實施例一之工作原 理示意圖。 圖2係本發明平面度檢測裝置較佳實施例二之工作原 理示意圖。 圖3係本發明平面度檢測裝置較佳實施例三之工作原 理示意圖。 【主要元件符號說明】 平面度檢測裝置 10 > 20 、 30 光發射單元 11 、 21 、 31 光接收單元 12、22、32 載物台 13 、 23 、 33 上表面 131 遮光單元 14 、 24 、 34 頂面 141 處理單元 15 、 25 、 35 驅動單元 26 ^ 36 待測工件 18、28 13

Claims (1)

1. 200839179 Λ 十、申請專利範圍 :平面度I:裝置’其改良在於··該平面度檢測裝置 ^ 一紐射早7〇、_光接收單元、—載物台、一遮光 早m理單元；其巾該光接收單元與該光發射單元 相對設置；該載物台位於該紐射單元與該光接收單元 1 ’、用於承載待測工件；該遮光單元亦位於該光發 早接收單元之間，其用於檢測時於待測工件 =待測表面之最高點及最低點之高度之間與該待測表 目配合形成透光間隙；該處理單元與該光接收單元相 '其用於處理該光接收單元接收到之光訊息。 •如申專利範圍第1項所述之平面度檢測裝置，其中該 遮光單7G之橫截面為矩形與三角形之一。 3.如申請專利範圍第1項所述之平面度檢測裝置，1中亨 遮光单元設於該載物臺上之靠近該光發射單元側。 .如申請f利範圍第1項所述之平面度檢測裝置，其中該 Πΐί括光電轉換器件，該光電轉換器件為光敏 電卩、互補金屬氧化物半導體與電荷耦合器之_。 如申。月專利Ιϋ圍第i項所述之平面度檢測裝置，其 f面度檢測裝置還包括一驅動單元，該驅動 載 物台相連，其用於驅動該載物台移動。 4載 6’如申，專利範圍第5項所述之平面度檢測裝置，其中該 ，動早70還與該處理單元相連，其用於根據處理單元^ 件之訊息驅動該載物台移動。 I如申請專利範圍第1項所述之平面度檢測裝置，其中該 14 200839179 鼻 平面度铋測裝置還包括一驅動單元，該驅動單元與該光 么射單7G及該光接收單元相連，其用於驅動該光發射單 元及該光接收單元同時移動。 8. 如申，專利範圍第7項所述之平面度檢測裝置，其中該 ，動單元還與該處理單元相連，其用於根據處理單元所 传之訊息驅動該光發射單^及該錢收單元同時移動。 9. 一種平面度檢測方法，其包括如下步驟·· 將待測工件放置於—個平面度檢測裝置之載物臺上，該 待測工件具有—待測表面，該平面度檢測裝置包括一個 f發射單元、—個光接收單U載物台、-個遮光 單7G及個處理單兀；其中該光接收單元與該光發射單 ，相對設置；該餘於該紐射單元與該光接收 早兀之間，其用於承載待測工件；該遮光單元亦位元於 該光發射單元㈣光接收單元之間；該處理單元與該光 ，收單元相連’其用於處理該光接收單元接收到之光訊 單元’朝該待測工件之待測表面與該遮光元 2間發射総，該光接㈣元触通_待測表面與 該遮光元件之間之光線；及 光線之訊息判斷工 該處理單元根據光接收單元接收到 件待測表面之平面度狀況。 面度檢測方法，其中於 光單元與載物台之間 10·如申請專利範圍第9項所述之平 開啟光發射單元之前包括設定遮 之距離。 15