TWI617786B - 管件量測裝置及其量測方法 - Google Patents

Abstract

一種管件量測裝置及其量測方法，用以解決內部設有特徵部的習用管件缺乏合適量測裝置之問題。該管件量測裝置包含一架體，該架體包含一固定部，該固定部供固定一待量測管件；一活動座，該架體及該活動座沿一第一方向排列設置，該活動座包含一旋轉盤，該旋轉盤能夠分別在該第一方向及一第二方向上移動，該旋轉盤能夠以一旋轉軸為軸心轉動，該旋轉軸平行於一第三方向，該第一方向、該第二方向及該第三方向係相互垂直；一定位裝置，該定位裝置能夠沿該第三方向移動，且該定位裝置兩端之連線為一第一軸線，該第一軸線於該旋轉盤之投影與該旋轉盤之一徑向重疊；及一掃描裝置，該掃描裝置結合於該旋轉盤，且該掃描裝置兩端之連線為一第二軸線，該第二軸線於該旋轉盤之投影與該旋轉盤之另一徑向重疊。

Description

管件量測裝置及其量測方法

本發明係關於一種管件量測裝置及其量測方法，尤其是一種能夠對管件之內周壁進行特徵量測的管件量測裝置及其量測方法。

請參照第1圖所示，係一種習用管件9，該管件9可以為僅一端設有開口91之封閉管體，或者為兩端均設有開口91的連通管體。該管件9之內周壁可以設有一特徵部92，該特徵部92可以為溝槽(例如：環溝槽)、凸緣(例如：環凸緣)或其他形成於內周壁之特殊構造。

一般而言，欲檢測該管件9之製造精度是否符合規定時，可以利用量測裝置對該管件9進行外觀檢測，舉例而言，中華民國公告第M404369號專利案即揭示一種管徑量測設備，能夠經由管件之外觀量測其管徑。然而，相關的量測裝置並無法檢測該管件9內部的特徵部92是否與預訂規格相符。

另一方面，能夠檢測該管件9內部的現有檢測裝置主要為接觸式掃描設備，係利用一探針伸入該管件9內部並抵接其內周壁，以透過往復移動方式掃描該特徵部92，據以判定該特徵部92是否與預定規格相符。然而，若該管件9之材質較為脆弱時，存在遭到探針破壞損毀的風險。再者，對於口徑較小的管件9，探針容易受限於尺寸而無法伸入該管件9內部，或是無法在該管件9內部自由移動，導致接觸式掃描設備之適用範 圍較小。此外，相關的接觸式掃描設備往往需要整合輔助機械臂及高解析度的探針，容易造成系統設備體積龐大且造價昂貴。

有鑑於此，有必要提供一種進一步改良的管件量測裝置及其量測方法，以解決內部設有特徵部92的習用管件9缺乏合適量測裝置之問題。

為解決上述問題，本發明提供一種管件量測裝置及其量測方法，藉由設置活動座、定位裝置及掃描裝置，可利用該活動座及該定位裝置定位該掃描裝置，使該掃描裝置能夠對待量測管件之內周壁進行投影量測。

為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段包含有： 一種管件量測裝置，其包含：一架體，該架體包含一固定部，該固定部供固定一待量測管件；一活動座，該架體及該活動座沿一第一方向排列設置，該活動座包含一第一滑軌、一第二滑軌、一旋轉盤及一第三滑軌，該第二滑軌可活動地結合於該第一滑軌，該旋轉盤可活動地結合於該第二滑軌，該第一滑軌及該第二滑軌分別沿該第一方向及垂直該第一方向之一第二方向延伸，該旋轉盤能夠以一旋轉軸為軸心轉動，該旋轉軸平行於一第三方向，該第三方向分別垂直該第一方向及該第二方向，該旋轉盤結合該第三滑軌，該第三滑軌沿該第三方向延伸；一定位裝置，該定位裝置可活動地結合於該第三滑軌，且該定位裝置兩端之連線為一第一軸線，該第一軸線於該旋轉盤之投影與該旋轉盤之一徑向重疊，且該定位裝置具有一定位端部；及一掃描裝置，該掃描裝置結合於該旋轉盤，且該掃描裝置兩端之連線為一第二軸線，該第二軸線於該旋轉盤之投影與該旋轉盤之另一徑向重疊，且該掃描裝置具有一取像端部。

其中，該定位裝置兩端分別為一結合端部及該定位端部，該 結合端部直接或間接結合於該第三滑軌，該結合端部與該定位端部之連線為該第一軸線；該掃描裝置兩端分別為一固定端部及該取像端部，該固定端部結合於該旋轉盤，該取像端部與該固定端部之連線為該第二軸線。藉此，該定位裝置之第一軸線及該掃描裝置之第二軸線於該旋轉盤之投影分別與該旋轉盤之二徑向重疊，因此若第一軸線在該第三方向上與該量測管件之中心軸重疊，則該旋轉盤被轉動使該第二軸線於該旋轉盤之投影平行於該第一方向後，該第二軸線亦將在該第三方向上與該量測管件之中心軸重疊。

其中，該定位裝置在該定位端部設有一凸柱，該凸柱沿該第三方向延伸。藉此，該凸柱可以沿該第三方向抵接該待量測管件之內周壁，故透過將該旋轉盤及該定位裝置分別沿該第二方向及第三方向往復移動，即可以該定位端部定位該端緣。

其中，該掃描裝置設有一高度調整部，該高度調整部結合於該掃描裝置之固定端部，藉以透過該高度調整部將該掃描裝置調整至適當位置，以避免該掃描裝置之取像端部與該待量測管件之內周壁的距離過近或過遠，以確保該掃描裝置能夠對該待量測管件之內周壁進行投影量測，或者確保本發明之管件量測裝置能夠適用於不同尺寸的待量測管件。

其中，該旋轉盤設有一馬達，該馬達為步進馬達。藉此，當該旋轉盤需以該旋轉軸為軸心轉動一夾角時，可藉由該馬達控制該旋轉盤的旋轉角度以完成動作，具有提升管件量測裝置的使用便利性之功效。

其中，該活動座設有一止擋件，且該旋轉盤設有一第一擋塊及一第二擋塊，該旋轉盤能夠沿一第一旋轉方向轉動，使該第一擋塊抵接於該止擋件；該旋轉盤能夠沿與該第一旋轉方向相反之一第二旋轉方向轉動，使該第二擋塊抵接於該止擋件。藉此，據此，該旋轉盤無須受步進馬達驅動，仍然可以對該旋轉軸轉動一夾角，具有進一步降低管件量測裝置 的設備成本之功效。

其中，該固定部係為一底板，該固定部設有一凹槽，該凹槽沿該第一方向延伸。藉此，該待量測管件可以容置於該凹槽中以受該固定部支撐，且該固定部朝向該凹槽之表面能夠有效固定該待量測管件，以避免該待量測管件產生位移。

其中，該旋轉盤設有一鎖固元件，該鎖固元件能夠抵接該第二滑軌，藉以將該旋轉盤定於該第二滑軌，以防止該旋轉盤沿該第二方向移動，進而固定該旋轉盤於該第二方向上的位置。

其中，該第一軸線及該第二軸線於該旋轉盤之投影具有一夾角，該夾角為180°，藉以使該第一軸線及該第二軸線於該旋轉盤之投影係形成共軸線。

一種管件量測方法，可藉由如上所述之管件量測裝置執行，該管件量測方法包含：將一待量測管件固定於該架體之固定部，使該待量測管件之一中心軸平行於該第一方向；轉動該旋轉盤，使該定位裝置之定位端部朝向該待量測管件之一開口，並且使該第一軸線於該旋轉盤之投影平行於該第一方向；將該旋轉盤沿該第一方向朝該待量測管件移動，使該定位裝置之定位端部經由該開口伸入該待量測管件；利用該定位端部定位該待量測管件之內周壁在該第三方向上的一端緣，並固定該旋轉盤於該第二方向上的位置；將該旋轉盤沿該第一方向朝遠離該待量測管件的方向移動，使該定位裝置之定位端部脫離該待量測管件；轉動該旋轉盤，使該掃描裝置之取像端部朝向該待量測管件之開口，並且使該第二軸線於該旋轉盤之投影平行於該第一方向；及將該旋轉盤沿該第一方向朝該待量測管件移動，使該掃描裝置之取像端部經由該開口伸入該待量測管件，以該掃描裝置對該待量測管件之內周壁進行投影量測。

其中，利用該定位端部定位該待量測管件之端緣係包含將該 旋轉盤沿該第二方向往復移動，以及將該定位裝置沿該第三方向往復移動，藉以利用該定位端部定位該待量測管件之內周壁在該第三方向上的端緣。

其中，該第一軸線及該第二軸線於該旋轉盤之投影具有一夾角，轉動該旋轉盤使該掃描裝置之取像端部朝向該待量測管件之開口係包含將該旋轉盤以該旋轉軸為軸心轉動該夾角，藉以使該第二軸線於該旋轉盤之投影平行於該第一方向。

其中，該待量測管件之內周壁設有一特徵部，將該旋轉盤沿該第一方向朝該待量測管件移動使該掃描裝置之取像端部經由該開口伸入該待量測管件係包含控制該旋轉盤沿該第一方向的移動量，使該取像端部對位於該的特徵部，藉以使掃描裝置能夠產生包含該特徵部之影像。

其中，以該掃描裝置對該待量測管件之內周壁進行投影量測係包含沿一軸心線輸出涵蓋該特徵部的光線，該軸心線平行該第三方向且通過該待量測管件之中心軸，並且接收該待量測管件之內周壁所反射之光線。藉此，該掃描裝置最終產生之影像可包含該特徵部，且該影像係以該待量測管件之內周壁在該第三方向上的端緣為中心，因此根據該影像能夠判斷該特徵部是否與預定規格相符。

藉由上述結構，本發明所揭露之管件量測裝置及其量測方法係該掃描裝置能夠沿該軸心線對該待量測管件之內周壁進行投影量測，所述投影量測僅須透過影像擷取及分析即可完成，不會破壞該待量測管件，具有提升管件量測實用性之功效。再者，對於口徑較小的待量測管件，可以利用具有尺寸較小之取像端部的掃描裝置確保量測順利進行，具有提升管件量測裝置的適用範圍之功效。此外，該管件量測裝置僅由該架體、能夠線性移動的活動座及該定位裝置配合掃描裝置構成，有效降低管件量測裝置整體的結構複雜度，具有縮減設備體積及降低設備成本之功效。

〔本發明〕

1‧‧‧架體

11‧‧‧固定部

111‧‧‧凹槽

112‧‧‧限位件

2‧‧‧活動座

21‧‧‧第一滑軌

22‧‧‧第二滑軌

23‧‧‧旋轉盤

231‧‧‧鎖固元件

232‧‧‧馬達

233‧‧‧第一擋塊

234‧‧‧第二擋塊

24‧‧‧第三滑軌

25‧‧‧止擋件

3‧‧‧定位裝置

3a‧‧‧結合端部

3b‧‧‧定位端部

31‧‧‧第一軸線

32‧‧‧凸柱

4‧‧‧掃描裝置

4a‧‧‧固定端部

4b‧‧‧取像端部

41‧‧‧第二軸線

42‧‧‧出入光口

43‧‧‧高度調整部

X‧‧‧第一方向

Y‧‧‧第二方向

Z‧‧‧第三方向

θ‧‧‧夾角

S‧‧‧旋轉軸

9‧‧‧待量測管件

91‧‧‧開口

92‧‧‧特徵部

93‧‧‧端緣

C‧‧‧中心軸

C1‧‧‧軸心線

〔習知〕

9‧‧‧管件

91‧‧‧開口

92‧‧‧特徵部

第1圖：一種習用管件的局部剖視圖。

第2圖：本發明實施例之管件量測裝置的外觀示意圖。

第3圖：本發明實施例之管件量測裝置的外觀放大示意圖。

第4圖：本發明實施例之管件量測裝置的上視示意圖。

第5圖：本發明實施例之管件量測裝置的局部剖視示意圖。

第6圖：本發明實施例之管件量測裝置的定位裝置伸入該待量測管件時的動作示意圖。

第7圖：本發明實施例之管件量測裝置的定位裝置之定位端部抵接待量測管件的動作示意圖。

第8圖：本發明實施例之管件量測裝置的定位裝置之定位端部遠離待量測管件之端緣的狀態示意圖。

第9圖：本發明實施例之管件量測裝置的定位裝置之定位端部定位於待量測管件之端緣的狀態示意圖。

第10圖：本發明實施例之管件量測裝置的旋轉盤被轉動一夾角的動作示意圖。

第11圖：本發明實施例之管件量測裝置的旋轉盤被轉動一夾角後的局部剖視示意圖。

第12圖：本發明實施例之管件量測裝置的掃描裝置伸入該待量測管件時的動作示意圖。

第13圖：本發明實施例之管件量測裝置對待量測管件之內周壁進行投影量測的動作示意圖。

第14圖：本發明實施例之管件量測裝置的活動座設有止擋件的外觀放大示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 請參照第2及3圖所示，係本發明一實施例之管件量測裝置，包含一架體1、一活動座2、一定位裝置3及一掃描裝置4，該架體1及該活動座2沿一第一方向X排列設置，該定位裝置3及該掃描裝置4分別結合於該活動座2。

該架體1包含一固定部11，該固定部11可供固定一待量測管件9。舉例而言，在本實施例中，該固定部11係為一底板，該固定部11設有一凹槽111，該凹槽111沿該第一方向X延伸，且該凹槽111可以形成楔形槽。藉此，該待量測管件9可以容置於該凹槽111中以受該固定部11支撐。此外，該固定部11還可以結合一限位件112，該限位件112係抵接該待量測管件9，以將該待量測管件9確實夾持固定於該凹槽111中，避免該待量測管件9產生位移。惟，在本發明部分實施例中，該固定部11亦可為支架、夾具或懸吊裝置等其他形式的固定構造，本發明並不以此為限。

該活動座2包含一第一滑軌21、一第二滑軌22、一旋轉盤23及一第三滑軌24，該第二滑軌22可活動地結合於該第一滑軌21，該旋轉盤23可活動地結合於該第二滑軌22。其中，該第一滑軌21及該第二滑軌22分別沿該第一方向X及垂直該第一方向X之一第二方向Y延伸。舉例而言，在本實施例中，該第一滑軌21沿該第一方向X延伸，該第二滑軌22沿該第二方向Y延伸。藉此，該第二滑軌22能夠沿該第一方向X相對該第一滑軌21移動，該旋轉盤23能夠沿該第二方向Y相對該第二滑軌22移動，使得該旋轉盤23實質上能夠分別在該第一方向X及該第二方向Y上移動。惟，在本發明部分實施例中，該第一滑軌21可以沿該第二方向 Y延伸，該第二滑軌22則沿該第一方向X延伸，同樣可使該旋轉盤23能夠分別在該第一方向X及該第二方向Y移動，故本發明並不以此為限。

該旋轉盤23位於該第一方向X及該第二方向Y所構成的平面上，該旋轉盤23能夠以一旋轉軸S為軸心轉動，該旋轉軸S平行於一第三方向Z，該第三方向Z分別垂直該第一方向X及該第二方向Y。該旋轉盤23結合該第三滑軌24，該第三滑軌24沿該第三方向Z延伸。

該定位裝置3可活動地結合於該第三滑軌24。藉此，該定位裝置3能夠沿該第三方向Z相對該第三滑軌24移動。該定位裝置3兩端分別為一結合端部3a及一定位端部3b，該結合端部3a直接或間接結合於該第三滑軌24，該結合端部3a與該定位端部3b之連線為一第一軸線31，該第一軸線31於該旋轉盤23之投影與該旋轉盤23之一徑向重疊；換言之，該第一軸線31於該旋轉盤23之投影能夠延伸通過該旋轉軸S。

該掃描裝置4結合於該旋轉盤2。該掃描裝置4兩端分別為一固定端部4a及一取像端部4b，該固定端部4a結合於該旋轉盤2，該取像端部4b與該固定端部4a之連線為一第二軸線41，該第二軸線41於該旋轉盤23之投影與該旋轉盤23之另一徑向重疊；換言之，該第二軸線41於該旋轉盤23之投影也能夠延伸通過該旋轉軸S。該掃描裝置4能夠將一光源(例如：雷射光源)所產生之光線由該取像端部4b導出，以照射一待測物(如前述待量測管件9)，再由該取像端部4b接收該待測物所反射之光線，以對該待測物進行投影量測。類似所述掃描裝置4之一實施例，已揭露於中華民國公開第201544067號專利申請案中。

請一併參照第4圖所示，該第一軸線31及該第二軸線41於該旋轉盤23之投影具有一夾角θ。在本實施例中，該夾角θ可以為180°。因此，該第一軸線31及該第二軸線41於該旋轉盤23之投影係形成共軸線。惟，本發明並不以此為限，該夾角θ僅需大於一預定角度使該定位裝 置3及該掃描裝置4不會互相干涉，即不影響本發明實施例之管件量測裝置的運作。

本發明一實施例之管件量測方法可藉由上述實施例之管件量測裝置執行，請參照第2及5圖所示，首先將一待量測管件9固定於該架體1之固定部11，使該待量測管件9之一中心軸C平行於該第一方向X。其中，該待量測管件9可以為僅一端設有開口之封閉管體，或者為兩端均設有開口的連通管體。該架體1及該活動座2的第一滑軌21沿該第一方向X排列設置，因此該待量測管件9之一開口91可以延該第一方向X朝向該活動座2。該旋轉盤23能夠以該旋轉軸S為軸心轉動，且該定位裝置3之第一軸線31於該旋轉盤23之投影與該旋轉盤23之一徑向重疊，因此透過轉動該旋轉盤23，可使該定位裝置3之定位端部3b朝向該待量測管件9之開口91，並且使該第一軸線31於該旋轉盤23之投影平行於該第一方向X。

請參照第6圖所示，將該旋轉盤23沿該第一方向X朝該待量測管件9移動，使該定位裝置3之定位端部3b經由該開口91伸入該待量測管件9。請參照第7、8及9圖所示，透過將該旋轉盤23將該定位裝置3沿該第二方向Y往復移動，以及沿該第三方向Z往復移動，能夠利用該定位端部3b定位該待量測管件9之內周壁在該第三方向Z上的一端緣93。詳言之，為了方便說明，該第三方向Z可以為一鉛錘方向，故該端緣93可以為該待量測管件9之內周壁的一底緣，惟本發明並不以此為限，在本實施例中，該定位裝置3可以在該定位端部3b設有一凸柱32，該凸柱32可以沿該第三方向Z朝下延伸。如第8圖所示，該定位裝置3可以被沿該第三方向Z朝下移動，使該凸柱32抵接該待量測管件9之內周壁，接著，將該旋轉盤23沿該第二方向Y往復移動，若該定位裝置3係受迫朝上移動，代表朝該方向移動時該定位端部3b正遠離該待量測管件9之端緣93； 反之，若該定位裝置3需朝下移動方能使該凸柱32維持抵接該待量測管件9之內周壁，即代表朝該方向移動時該定位端部3b正接近該端緣93。據此，如第9圖所示，透過將該旋轉盤23及該定位裝置3分別沿該第二方向Y及第三方向Z往復移動，即可以該定位端部3b定位該端緣93。

以該定位端部3b定位該待量測管件9在該第三方向Z上的端緣93後，固定該旋轉盤23於該第二方向Y上的位置。舉例而言，請參照第2圖所示，在本實施例中，該旋轉盤23可以設有一鎖固元件231，該鎖固元件231能夠抵接該第二滑軌22，因此藉由該鎖固元件231可以將該旋轉盤23固定於該第二滑軌22，以防止該旋轉盤23沿該第二方向Y移動，進而固定該旋轉盤23於該第二方向Y上的位置。將該旋轉盤23沿該第一方向X朝遠離該待量測管件9的方向移動，使該定位裝置3之定位端部3b脫離該待量測管件9。接著，請參照第10及11圖所示，已知該定位裝置3之第一軸線31及該掃描裝置4之第二軸線41於該旋轉盤23之投影分別與該旋轉盤23之二徑向重疊，且該第一軸線31及該第二軸線41於該旋轉盤23之投影具有該夾角θ，因此將該旋轉盤23以該旋轉軸S為軸心轉動該夾角θ，即可使該掃描裝置4之取像端部4b朝向該待量測管件9之開口91，並且使該第二軸線41於該旋轉盤23之投影平行於該第一方向X。

請參照第12圖所示，將該旋轉盤23沿該第一方向X朝該待量測管件9移動，使該掃描裝置4之取像端部4b經由該開口91伸入該待量測管件9。其中，控制該旋轉盤23沿該第一方向X的移動量，可以調整該取像端部4b伸入該待量測管件9的深度，進而使該取像端部4b能夠對位於該待量測管件9之內周壁上的特徵部92。在本實施例中，該掃描裝置4可以在該取像端部4b設有一出入光口42，該出入光口42可供導出光線以照射該待量測管件9之內周壁，並且接收該待量測管件9之內周壁所反射之光線。

值得注意的是，在前述利用該定位裝置3之定位端部3b定位該待量測管件9在該第三方向Z上的端緣93步驟中，該定位端部3b係定位在該端緣93，且該第一軸線31於該旋轉盤23之投影平行於該第一方向X；換言之，該定位裝置3之第一軸線31將在該第三方向X上與該待量測管件9之中心軸C重疊。由於該旋轉盤23於該第二方向Y上的位置被固定，該旋轉盤23以該旋轉軸S為軸心被轉動該夾角θ，使該掃描裝置4之第二軸線41於該旋轉盤23之投影平行於該第一方向X後，該第二軸線41亦將在該第三方向X上與該待量測管件9之中心軸C重疊。據此，請參照第13圖所示，該掃描裝置能夠沿一軸心線C1對該待量測管件9之內周壁進行投影量測，該軸心線C1平行該第三方向Z且通過該待量測管件9之中心軸C。詳言之，該掃描裝置4係由該取像端部4b之出入光口42輸出光線，所述光線涵蓋該待量測管件9之內周壁上的特徵部92，並且接收該待量測管件9之內周壁所反射之光線。

更詳言之，該掃描裝置4可以由該取像端部4b之出入光口42輸出一線狀雷射光，該線狀雷射光係可掃描而涵蓋該待量測管件9之內周壁上的特徵部92，該線狀雷射光可以相對該軸心線C1呈對稱。其中，該掃描裝置4由該出入光口42接收該待量測管件9之內周壁所反射之光線後，能夠經由一感光元件(圖未繪示)感測反射光線的強度，並且經由一運算單元(圖未繪示)擷取待測物的該待量測管件9之內周壁的深度資訊影像或距離影像。據此，該掃描裝置4能夠沿該軸心線C1對該待量測管件9之內周壁進行投影量測。所述感光元件可以為為電荷耦合裝置(Charge Coupled Device,CCD)攝影機或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)攝影機等。所述運算單元可以分析所述感光元件所拍攝之畫面中的光強特徵點(即光線最亮的位置，通常為每一行或每一列的最亮畫素位置，且可內插至次畫素)，該光強特徵點經過三角 幾何運算(或預先校正的映射資料)後可計算出空間中的一條光線與該掃描裝置4的位置關係。此外，在本實施例中，通過該出入光口42之光線可以為雷射光，在該雷射光強特徵點利用Remez FIR filter有限脈衝響應濾波方式與Forest提出之零點計算方法(zero-crossing point)進行雷射光強特徵點數值擷取與濾波內差值補償計算，能夠有效提升投影量測的解析度。

該掃描裝置4最終產生之影像包含該特徵部92，因此根據該影像能夠判斷該特徵部92是否與預定規格相符。舉例而言，在本實施例中，該特徵部92可以為一環溝槽，因此經由該掃描裝置4產生之畫面能夠分析所述環溝槽的寬度、深度、邊緣平齊程度等參數是否符合預定規格，以檢測該管件9之製造精度是否符合規定，或者供判定該待量測管件9是否為良品。

由此可知，相較能夠檢測管件9內部的現有接觸式掃描設備所使用之接觸探針存在破壞管件9之風險，本發明實施例之管件量測裝置及其量測方法的掃描裝置4無須接觸一待量測管件9，僅須透過影像擷取及分析即可對該待量測管件9之內周壁上的特徵部92進行投影量測，因此不會破壞該待量測管件9，具有提升管件9量測實用性之功效。

再者，本發明實施例之管件量測裝置及其量測方法僅需將一掃描裝置4之取像端部4b伸入該待量測管件9即可進行投影量測，所述取像端部4b僅需設置該出入光口42及用以改變光線路徑的反射鏡等簡單構造，故對於口徑較小的待量測管件9，可以利用具有尺寸較小之取像端部4b的掃描裝置4確保量測順利進行。相較現有接觸式掃描設備之探針容易受限於尺寸而無法伸入該管件9內部，本發明具有提升管件量測裝置的適用範圍之功效。

此外，相較現有接觸式掃描設備需要整合輔助機械臂及高解析度的探針，本發明實施例之管件量測裝置僅由活動座2配合掃描裝置4 構成，能夠有效降低管件量測裝置整體的結構複雜度，具有縮減設備體積及降低設備成本之功效。

基於上述技術概念，以下列舉本發明實施例之管件量測裝置及其量測方法的特點並詳細說明：請參照第2及3圖所示，在本實施例中，該活動座2之第一滑軌21、第二滑軌22及第三滑軌24可以為軌道構造，使得該第二滑軌22能夠沿該第一方向X相對該第一滑軌21線性移動，使該旋轉盤23能夠沿該第二方向Y相對該第二滑軌22線性移動，及使該定位裝置3能夠沿該第三方向Z相對該第三滑軌24線性移動。

本發明並不加以限制驅使該第二滑軌22相對該第一滑軌21移動、驅使該旋轉盤23相對該第二滑軌22移動或驅使該定位裝置3相對該第三滑軌24移動的機構。惟，對於相同型號的待量測管件9而言，該取像端部4b需伸入該待量測管件9的深度通常為一定值；換言之，該旋轉盤23檢測每一待量測管件9時沿該第一方向X的移動量可以固定，因此，在本發明部分實施例中，該第二滑軌22可以受一氣靜壓傳動機構以相對該第一滑軌21移動，所述氣靜壓傳動機構具有高度重覆性與快速定位等特性，能夠提升本發明實施例之管件量測裝置及其量測方法的檢測效率。

請參照第7、8及9圖所示，如前所述，在本實施例中，該定位裝置3可以在該定位端部3b所設置之凸柱32可以沿該第三方向Z朝下延伸，因此透過將該定位裝置3沿該第三方向Z朝下移動，可以使該凸柱32抵接該待量測管件9之內周壁；惟，亦可設計使該凸柱32沿該第三方向Z朝上延伸，因此透過將該定位裝置3沿該第三方向Z朝上移動，亦可使該凸柱32抵接該待量測管件9之內周壁。或者，在本發明部分實施例中，該定位端部3b可以無須設置該凸柱32，相對地，該定位裝置3可以由該結合端部3a朝該定位端部3b向下或向上傾斜，藉此，透過將該定位 裝置3沿該第三方向Z朝下或朝上移動，仍可使該定位端部3b抵接該待量測管件9之內周壁。

請參照第11圖所示，在本實施例中，該掃描裝置4還可以設有一高度調整部43，該高度調整部43可以結合於該掃描裝置4之固定端部4a。藉此，該高度調整部43可供調整該固定端部4a與該旋轉盤23於該第三方向Z上的間距。藉此，請參照第12圖所示，若該掃描裝置4之取像端部4b與該待量測管件9之內周壁的距離過近或過遠，可藉由該高度調整部43將該掃描裝置4調整至適當位置，以確保該掃描裝置4能夠對該待量測管件9之內周壁進行投影量測。再者，該高度調整部43亦可供使用者對應不同尺寸的待量測管件9調整該掃描裝置4的位置，以確保本發明實施例之管件量測裝置能夠適用於不同尺寸的待量測管件9。

在本實施例中，該旋轉盤23可以設有一馬達232，以受該馬達232帶動而以該旋轉軸S為軸心轉動。該馬達232可以為步進馬達(step motor)等旋轉角度可控之旋轉驅動構造，藉此，當該旋轉盤23需以該旋轉軸S為軸心轉動該夾角θ時，可藉由該馬達232控制該旋轉盤23的旋轉角度以完成動作，具有提升本發明實施例之管件量測裝置的使用便利性之功效。

或者，請參照第14圖所示，在本發明部分實施例中，該旋轉盤23並未設置旋轉驅動構造，或所設置之旋轉驅動構造無法精確控制旋轉角度，據此，該活動座2可以設有一止擋件25，且該旋轉盤23還可以設有一第一擋塊233及一第二擋塊234。其中，該旋轉盤23可以沿一第一旋轉方向(例如：順時針方向)轉動，使該第一擋塊233抵接於該止擋件25，此時該定位裝置3之第一軸線31於該旋轉盤23之投影將平行於該第一方向X；相對地，該旋轉盤23可以沿與該第一旋轉方向相反之一第二旋轉方向(例如：逆時針方向)轉動，使該第二擋塊234抵接於該止擋件25， 此時該掃描裝置4之第二軸線41於該旋轉盤23之投影將平行於該第一方向X。據此，該旋轉盤23無須受步進馬達驅動，仍然可以對該旋轉軸S轉動該夾角θ，具有進一步降低本發明實施例之管件量測裝置的設備成本之功效。

綜上所述，本發明各施例之管件量測裝置及其量測方法藉由設置該活動座2、該定位裝置3及該掃描裝置4，可利用該活動座2及該定位裝置3定位該掃描裝置4，使該掃描裝置4能夠沿該軸心線C1對該待量測管件9之內周壁進行投影量測，所述投影量測僅須透過影像擷取及分析即可完成，不會破壞該待量測管件9，確實具有提升管件9量測實用性之功效。

再者，本發明實施例之管件量測裝置及其量測方法僅需將一掃描裝置4之取像端部4b伸入該待量測管件9即可進行投影量測，故對於口徑較小的待量測管件9，可以利用具有尺寸較小之取像端部4b的掃描裝置4確保量測順利進行，確實具有提升管件量測裝置的適用範圍之功效。除此之外，本發明實施例之管件量測裝置僅由該架體1、能夠線性移動的活動座2及該定位裝置3配合掃描裝置4構成，能夠有效降低管件量測裝置整體的結構複雜度，確實具有縮減設備體積及降低設備成本之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧架體

11‧‧‧固定部

111‧‧‧凹槽

112‧‧‧限位件

2‧‧‧活動座

21‧‧‧第一滑軌

22‧‧‧第二滑軌

23‧‧‧旋轉盤

231‧‧‧鎖固元件

232‧‧‧馬達

24‧‧‧第三滑軌

3‧‧‧定位裝置

3a‧‧‧結合端部

3b‧‧‧結合端部

32‧‧‧凸柱

4‧‧‧掃描裝置

4a‧‧‧固定端部

4b‧‧‧取像端部

43‧‧‧高度調整部

X‧‧‧第一方向

Y‧‧‧第二方向

Z‧‧‧第三方向

S‧‧‧旋轉軸

9‧‧‧待量測管件

91‧‧‧開口

C‧‧‧中心軸

Claims (14)

1. 一種管件量測裝置，其包含：一架體，該架體包含一固定部，該固定部供固定一待量測管件；一活動座，該架體及該活動座沿一第一方向排列設置，該活動座包含一第一滑軌、一第二滑軌、一旋轉盤及一第三滑軌，該第二滑軌可活動地結合於該第一滑軌，該旋轉盤可活動地結合於該第二滑軌，該第一滑軌及該第二滑軌分別沿該第一方向及垂直該第一方向之一第二方向延伸，該旋轉盤能夠以一旋轉軸為軸心轉動，該旋轉軸平行於一第三方向，該第三方向分別垂直該第一方向及該第二方向，該旋轉盤結合該第三滑軌，該第三滑軌沿該第三方向延伸；一定位裝置，該定位裝置可活動地結合於該第三滑軌，且該定位裝置兩端之連線為一第一軸線，該第一軸線於該旋轉盤之投影與該旋轉盤之一徑向重疊，且該定位裝置具有一定位端部；及一掃描裝置，該掃描裝置結合於該旋轉盤，且該掃描裝置兩端之連線為一第二軸線，該第二軸線於該旋轉盤之投影與該旋轉盤之另一徑向重疊，且該掃描裝置具有一取像端部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該定位裝置兩端分別為一結合端部及該定位端部，該結合端部直接或間接結合於該第三滑軌，該結合端部與該定位端部之連線為該第一軸線；該掃描裝置兩端分別為一固定端部及該取像端部，該固定端部結合於該旋轉盤，該取像端部與該固定端部之連線為該第二軸線。
3. 如申請專利範圍第2項所述之管件量測裝置，其中，該定位裝置在該定位端部設有一凸柱，該凸柱沿該第三方向延伸。
4. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該掃描裝置設有一高度調整部，該高度調整部結合於該掃描裝置之固定端部。
5. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該旋轉盤設有一馬達，該馬達為步進馬達。
6. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該活動座設有一止擋件，且該旋轉盤設有一第一擋塊及一第二擋塊，該旋轉盤能夠沿一第一旋轉方向轉動，使該第一擋塊抵接於該止擋件；該旋轉盤能夠沿與該第一旋轉方向相反之一第二旋轉方向轉動，使該第二擋塊抵接於該止擋件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該固定部係為一底板，該固定部設有一凹槽，該凹槽沿該第一方向延伸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該旋轉盤設有一鎖固元件，該鎖固元件能夠抵接該第二滑軌。
9. 如申請專利範圍第1項所述之管件量測裝置，其中，該第一軸線及該第二軸線於該旋轉盤之投影具有一夾角，該夾角為180°。
10. 一種管件量測方法，可藉由如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7或8項所述之管件量測裝置執行，該管件量測方法包含：將一待量測管件固定於該架體之固定部，使該待量測管件之一中心軸平行於該第一方向；轉動該旋轉盤，使該定位裝置之定位端部朝向該待量測管件之一開口，並且使該第一軸線於該旋轉盤之投影平行於該第一方向；將該旋轉盤沿該第一方向朝該待量測管件移動，使該定位裝置之定位端部經由該開口伸入該待量測管件；利用該定位端部定位該待量測管件之內周壁在該第三方向上的一端緣，並固定該旋轉盤於該第二方向上的位置；將該旋轉盤沿該第一方向朝遠離該待量測管件的方向移動，使該定位裝置之定位端部脫離該待量測管件； 轉動該旋轉盤，使該掃描裝置之取像端部朝向該待量測管件之開口，並且使該第二軸線於該旋轉盤之投影平行於該第一方向；及將該旋轉盤沿該第一方向朝該待量測管件移動，使該掃描裝置之取像端部經由該開口伸入該待量測管件，以該掃描裝置對該待量測管件之內周壁進行投影量測。
11. 如申請專利範圍第10項所述之管件量測方法，其中，利用該定位端部定位該待量測管件之端緣係包含將該旋轉盤沿該第二方向往復移動，以及將該定位裝置沿該第三方向往復移動。
12. 如申請專利範圍第10項所述之管件量測方法，其中，該第一軸線及該第二軸線於該旋轉盤之投影具有一夾角，轉動該旋轉盤使該掃描裝置之取像端部朝向該待量測管件之開口係包含將該旋轉盤以該旋轉軸為軸心轉動該夾角。
13. 如申請專利範圍第10項所述之管件量測方法，其中，該待量測管件之內周壁設有一特徵部，將該旋轉盤沿該第一方向朝該待量測管件移動使該掃描裝置之取像端部經由該開口伸入該待量測管件係包含控制該旋轉盤沿該第一方向的移動量，使該取像端部對位於該的特徵部。
14. 如申請專利範圍第13項所述之管件量測方法，其中，以該掃描裝置對該待量測管件之內周壁進行投影量測係包含沿一軸心線輸出涵蓋該特徵部的光線，該軸心線平行該第三方向且通過該待量測管件之中心軸，並且接收該待量測管件之內周壁所反射之光線。