TWI553293B - 三次元測量裝置 - Google Patents

Description

三次元測量裝置

本發明係關於一種三次元測量裝置，尤其涉及一種定位精度高的三次元測量裝置。

三次元測量裝置被廣泛地應用於精密機械零件、電子元器件、塑膠與橡膠成品、及半導體元器件的檢測等領域。習知的三次元測量裝置包括推動元件、氣浮塊元件及探針機構，推動元件與氣浮塊元件推動探針機構沿三維方向移動至工件的表面，以對工件的輪廓、表面形狀、尺寸、角度及位置進行精密測試。惟，氣浮塊元件的導向性能與承載能力較差，使得現有的三次元測量裝置的定位精度與可重複性較差。

鑒於此，有必要提供一種定位精度高的三次元測量裝置。

一種三次元測量裝置，包括治具、設置於該治具上的推動元件、及探針機構，該三次元測量裝置進一步包括第一絲杠元件、與該第一絲杠元件連接的第二絲杠元件，該第一絲杠元件位於該推動元件上，該探針機構連接於該第二絲杠元件的一端，將一工件放置於該治具上後，該推動元件帶動第一絲杠元件向第一方向移動，該第一絲杠元件帶動第二絲杠元件向第二方向移動，該第二絲杠元件帶動該探針機構向第三方向移動，使得該探針機構移動至 工件的表面，以對工件進行測試。

一種三次元測量裝置，包括治具、設置於該治具上的推動元件及探針機構，該三次元測量裝置進一步包括第一絲杠元件、與該第一絲杠元件連接的第二絲杠元件，該第一絲杠元件位於該推動元件上，該探針機構連接於該第二絲杠元件的一端，將一工件放置於該治具上後，該推動元件帶動該探針機構沿第一方向移動，該第一絲杠元件帶動該探針機構沿第二方向移動，該第二絲杠元件帶動該探針機構沿第三方向移動，該推動元件、該第一絲杠元件及該第二絲杠元件相配合推動該探針機構移動至工件的表面，以對工件進行測試。

上述的三次元測量裝置的推動元件、第一絲杠元件及第二絲杠元件可將探針機構精確的推動至工件的表面，以對工件進行測試。

100‧‧‧三次元測量裝置

10‧‧‧底座

30‧‧‧傳送機構

50‧‧‧探針機構

60‧‧‧治具

70‧‧‧工件

31‧‧‧推動元件

33‧‧‧第一絲杠元件

35‧‧‧第二絲杠元件

311‧‧‧電機

312‧‧‧旋轉桿

313‧‧‧支撐塊

314‧‧‧滑動塊

315‧‧‧連接板

316‧‧‧滑軌

317‧‧‧滑動件

318‧‧‧支撐架

331‧‧‧第一基座

332‧‧‧第一馬達

333‧‧‧第一絲杠

335‧‧‧第一滑動座

337‧‧‧第一軌道

339‧‧‧第一連接塊

351‧‧‧第二基座

352‧‧‧第二馬達

353‧‧‧第二絲杠

355‧‧‧第二滑動座

357‧‧‧第二軌道

358‧‧‧第二連接塊

59‧‧‧第三連接塊

51‧‧‧連接部

53‧‧‧探針

61‧‧‧下治具

63‧‧‧上治具

611‧‧‧支架

圖1係本發明一較佳實施例三次元測量裝置的示意圖；圖2係本發明一較佳實施例三次元測量裝置未裝配治具的示意圖；圖3係圖2所示三次元測量裝置的分解圖；圖4係圖3所示三次元測量裝置的第一絲杠元件、第二絲杠元件及探針機構的分解放大示意圖。

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的三次元測量裝置100，其包括底座10、設置於該底座10上的傳送機構30、固定連接於該傳送機構30的探針機構50及治具60。該三次元測量裝置100可對一工件 70的輪廓、表面形狀、尺寸、角度及位置進行精密測試。

請進一步參閱圖2，所述傳送機構30包括推動元件31、固定連接於該推動元件31的第一絲杠元件33、及與該第一絲杠元件33垂直連接的第二絲杠元件35。該推動元件31的有效行程為400~600mm，該第一絲杠元件33的有效行程為200~300mm，該第二絲杠元件35的有效行程為400~600mm。

請參閱圖3，所述推動元件31包括電機311、與電機311連接的旋轉桿312、支撐該旋轉桿312的支撐塊313、可滑動的套設於該旋轉桿312上的滑動塊314、固定連接於滑動塊314的連接板315、滑軌316、可滑動的套設於滑軌316上的滑動件317、及固定連接於滑動件317的支撐架318。本實施例中，該滑軌316、滑動件317及支撐架318的數量均為兩個，且均對稱設置於所述底座10的兩側。該電機311、支撐塊313及滑軌316均設置於所述底座10上。該電機311、旋轉桿312、支撐塊313及滑動塊314均位於二滑軌316之間。

所述旋轉桿312的一端與所述電機311連接，相對的另一端可旋轉的貫穿連接於所述支撐塊313。當電機311開啟時，電機311帶動旋轉桿312轉動。

所述連接板315的兩端分別與一滑動件317固定連接。每一滑動件317可滑動的套設於一滑軌316上。所述第一絲杠元件33由二支撐架318支撐。當電機311開啟時，電機311帶動旋轉桿312轉動時，從而使得滑動塊314、連接板315、滑動件317、支撐架318、第一絲杠元件33、第二絲杠元件35及探針機構50沿第一方向即圖中所示坐標系的X軸方向移動。

請一併參閱圖3與圖4，所述第一絲杠元件33包括第一基座331、設置於該第一基座331上的第一馬達332、與該第一馬達332連接的第一絲杠333、可滑動的套設於該第一絲杠333上的第一滑動座335、兩個對稱設置的第一軌道337、及固定連接於第一滑動座335的第一連接塊339。

所述第一基座331由所述二支撐架318支撐。所述二第一軌道337對稱設於該第一基座331的兩側，所述第一連接塊339固定連接於第一滑動座335，且該第一連接塊339與第一軌道337相匹配並可於第一軌道337上滑動(參圖1)。所述第一馬達332與第一絲杠333位於二第一軌道337之間。當第一馬達332帶動第一絲杠333轉動時，第一滑動座335帶動第一連接塊339沿第二方向即圖中所示坐標系的Z軸方向移動。

所述第二絲杠元件35包括第二基座351、設置於該第二基座351一端的第二馬達352、與該第二馬達352連接的第二絲杠353、可滑動的套設於該第二絲杠353上的第二滑動座355、兩個對稱設置的第二軌道357、設置於第二基座351背向第二絲杠353的一側的第二連接塊358、及固定連接於第二滑動座355的第三連接塊359。

所述第二基座351藉由第二連接塊358與所述第一連接塊339固定連接，以將所述第二絲杠元件35與第一絲杠元件33相連接。所述二第二軌道357對稱位於該第二基座351一表面的兩側，所述第三連接塊359固定連接於第二滑動座355，且該第三連接塊359與第二軌道357相匹配並可於第二軌道357上滑動(參圖1)。

該第三連接塊359背向第二絲杠353的一側與所述探針機構50固定連接。所述第二馬達352、第二絲杠353與第二滑動座355位於二 第二軌道357之間。第一馬達332帶動第一絲杠333轉動時，第一滑動座335帶動第一連接塊339、第二絲杠元件35及探針機構50沿圖中所示坐標系的Z軸方向移動。當第二馬達352帶動第二絲杠353轉動時，第二滑動座355帶動第三連接塊359與探針機構50沿第三方向即圖中所示坐標系的Y軸方向移動。第一方向、第二方向及第三方向兩兩相互垂直。

請再次參閱圖3，所述探針機構50包括連接部51與探針53。該連接部51靠近所述第二馬達352的一端與所述第三連接塊359固定連接。相對的另一端與該探針53固定連接。該探針53可對工件70的輪廓、表面形狀、尺寸、角度及位置進行測量。

請再次參閱圖1，所述治具60包括下治具61及位於下治具61上的上治具63。

所述下治具61由四個支架611支撐，使得該下治具61位於所述連接板315的上方，且與連接板315相平行。該支架611均位於該底座10上。

所述上治具63固定連接於下治具61。所述工件70可放置於該上治具63上。所述三次元測量裝置100工作時，該治具60與工件70保持靜止狀態，藉由將探針53準確的移動至工件70的表面，以對工件70的輪廓、表面形狀、尺寸、角度及位置進行測試。

組裝所述三次元測量裝置100時，首先將電機311、支撐塊313、及滑軌316固定於底座10上。將滑動塊314可滑動的套設於旋轉桿312上，再將旋轉桿312的一端與電機311連接，相對的另一端可旋轉的貫穿支撐塊313。將連接板315固定連接於滑動塊314。連 接板315的兩端分別與一滑動件317固定連接。每一滑動件317可滑動的裝設於一滑軌316上。第一基座331由二支撐架318支撐，將第一馬達332、兩個第一軌道337設置於第一基座331上。將第一絲杠333與第一馬達332連接，第一滑動座335可滑動的套設於第一絲杠333上。此時，第一馬達332、第一絲杠333與第一滑動座335位於二第一軌道337之間。將第一連接塊339與第一滑動座335固定連接，且使第一連接塊339可滑動的裝配於第一軌道337上。當第一馬達332帶動第一絲杠333轉動時，第一滑動座335帶動第一連接塊339沿圖中所示坐標系的Z軸方向移動。將第二基座351藉由第二連接塊358與第一連接塊339固定連接，將第二馬達352、第二軌道357設置於第二基座351上。將第二絲杠353與第二馬達352固定連接，第二滑動座355可滑動的套設於第二絲杠353上。此時，第二馬達352與第二絲杠353位於二第二軌道357之間。將第三連接塊359與第二滑動座355固定連接，且使第三連接塊359可滑動的裝配於第二軌道357上。將探針機構50的連接部51的一端固定連接於第三連接塊359背向第二絲杠353的一側，將連接部51相對的另一端與探針53連接。當第二馬達352帶動第二絲杠353轉動時，第二滑動座355帶動第三連接塊359與探針機構50沿圖中所示坐標系的Y軸方向移動。於底座10上設置四個支架611，將下治具61支撐於四個支架611上，再將上治具63設置於下治具61。

所述三次元測量裝置100工作時，將工件70放置於上治具63上，開啟電機311，電機311帶動旋轉桿312轉動，以使滑動塊314、連接板315、滑動件317、支撐架318、第一絲杠元件33、第二絲杠元件35及探針機構50沿圖中所示坐標系的X軸方向移動。與此同 時，開啟第一馬達332與第二馬達352，第一馬達332帶動第一絲杠333轉動，以使第一滑動座335帶動第一連接塊339、第二絲杠元件35及探針機構50沿圖中所示坐標系的Z軸方向移動。第二馬達352帶動第二絲杠353轉動，使得第二滑動座355帶動第三連接塊359與探針機構50沿圖中所示坐標系的Y軸方向移動，從而將探針機構50的探針53準確的移動至工件70的表面，以對工件70的輪廓、表面形狀、尺寸、角度及位置進行測量。

100‧‧‧三次元測量裝置

10‧‧‧底座

30‧‧‧傳送機構

50‧‧‧探針機構

60‧‧‧治具

70‧‧‧工件

31‧‧‧推動元件

33‧‧‧第一絲杠元件

35‧‧‧第二絲杠元件

337‧‧‧第一軌道

339‧‧‧第一連接塊

357‧‧‧第二軌道

359‧‧‧第三連接塊

61‧‧‧下治具

63‧‧‧上治具

611‧‧‧支架

Claims (10)

1. 一種三次元測量裝置，包括治具、設置於該治具上的推動元件及探針機構，其改良在於：該三次元測量裝置進一步包括第一絲杠元件、與該第一絲杠元件連接的第二絲杠元件，該第一絲杠元件位於該推動元件上，該探針機構連接於該第二絲杠元件的一端，將一工件放置於該治具上後，該推動元件帶動第一絲杠元件向第一方向移動，該第一絲杠元件帶動第二絲杠元件向第二方向移動，該第二絲杠元件帶動該探針機構向第三方向移動，使得該探針機構移動至工件的表面，以對工件進行測試。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三次元測量裝置，其中所述三次元測量裝置進一步包括底座；所述推動元件包括電機、基座及二對稱設置的滑軌，該電機與該基座均位於二滑軌之間，該電機、基座及滑軌均設置於該底座上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之三次元測量裝置，其中所述治具包括下治具及位於下治具上的上治具，該下治具由四個支架支撐，該支架均位於該底座上；所述推動元件進一步包括連接板，該下治具位於所述連接板的上方，且與連接板相平行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之三次元測量裝置，其中所述推動元件進一步包括兩個對稱設置的支撐架；所述第一絲杠元件包括第一基座，該第一基座由該二支撐架支撐。
5. 如申請專利範圍第1項所述之三次元測量裝置，其中所述第一絲杠元件包括第一連接塊；所述第二絲杠元件包括第二連接塊，該第一連接塊與該第二連接塊連接，以將第一絲杠元件與第二絲杠元件相連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之三次元測量裝置，其中所述探針機構包括連 接部及與該連接部相連接的探針；所述第二絲杠元件進一步包括第三連接塊，該第三連接塊與該連接部連接。
7. 如申請專利範圍第5項所述之三次元測量裝置，其中所述第一絲杠組件進一步包括設置於所述第一基座上的第一馬達、與該第一馬達連接的第一絲杠、套設於該第一絲杠上的第一滑動座、對稱位於該第一基座兩側的兩個第一軌道，所述第一連接塊與該第一滑動座連接，該第一連接塊裝配於該第一軌道上。
8. 如申請專利範圍第6項所述之三次元測量裝置，其中所述第二絲杠元件包括第二基座、設置於該第二基座一端的第二馬達、與該第二馬達連接的第二絲杠、套設於該第二絲杠上的第二滑動座、及對稱位於該第二基座兩側的兩個第二軌道，所述第二連接塊設置於第二基座背向第二絲杠的一側，所述第三連接塊與該第二滑動座連接，且裝配於第二軌道上。
9. 如申請專利範圍第4項所述之三次元測量裝置，其中所述推動元件進一步包括旋轉桿、套設於該旋轉桿上的滑動塊、及與支撐架連接的二對稱設置的滑動件，該旋轉桿的一端與該電機連接，相對的另一端貫穿連接於該基座，該滑動塊固定連接於該連接板，該連接板的兩端分別與一滑動件固定連接，每一滑動件套設於一滑軌上。
10. 一種三次元測量裝置，包括治具、設置於該治具上的推動元件及探針機構，其改良在於：該三次元測量裝置進一步包括第一絲杠元件、與該第一絲杠元件連接的第二絲杠元件，該第一絲杠元件位於該推動元件上，該探針機構連接於該第二絲杠元件的一端，將一工件放置於該治具上後，該推動元件帶動該探針機構沿第一方向移動，該第一絲杠元件帶動該探針機構沿第二方向移動，該第二絲杠元件帶動該探針機構沿第三方向移動，該推動元件、該第一絲杠元件及該第二絲杠元件相配合推動該探針機構移動至工件的表面，以對工件進行測試。