TWI693374B - 非接觸式物體輪廓量測系統 - Google Patents
非接觸式物體輪廓量測系統 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI693374B TWI693374B TW108110331A TW108110331A TWI693374B TW I693374 B TWI693374 B TW I693374B TW 108110331 A TW108110331 A TW 108110331A TW 108110331 A TW108110331 A TW 108110331A TW I693374 B TWI693374 B TW I693374B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- contour
- computer
- base
- contact object
- measurement
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本發明提供一種非接觸式物體輪廓量測系統,包含一基座、一光學測微計、一旋轉機構、一電腦及一待測件,光學測微計安裝於基座的一支架,光學測微計包含一發光器、一接收器及一控制器,接收器接收發光器發射的一帶狀平行光柵,旋轉機構安裝於基座的一基板,旋轉機構的一馬達將輸出通過一減速機傳遞至一置放座旋轉。將一待測件置於置放座由置放座驅動旋轉,待測件的輪廓依序通過帶狀平行光柵,控制器將待測件的輪廓資料傳輸一電腦,使用電腦中的資料蒐集程式將輪廓資料進行存取,將其誤差數據以圖表方式顯示並計算待測件的內外輪廓等數據。
Description
本發明係關於一種物體輪廓量測技術,特別係關於一種非接觸式的物體輪廓量測技術。
產品的尺寸正確度及檢測速度是精密製造業的一大課題。目前業界多半使用接觸式量測,在接觸式量測系統中常因校正、量測時所產生的誤差及量測時所需時間過長,而多數是以抽樣檢驗的方式來做品質檢測,但是這樣的抽樣檢驗方式無法使用在生產線上百分之百全檢的要求,因此為能達到產線全檢的目標,光學虛擬量測技術因應而生。
其中一種習知的非接觸式量測技術例如中華人民共和國公告第CN107990842A號「一種自定位自動對焦的CCD圓柱外輪廓檢測裝置」發明專利所揭示的內容,使用CCD模組構成影像擷取裝置,並搭配線性滑台作為運動平台,該發明提供了一種自定位自動對焦的CCD圓柱外輪廓檢測裝置,其利用包括定位板、CCD支架、平行板光源以及自動對焦機構、電動缸及光柵尺等元件,能自動定位被測圓柱及對CCD自動調焦,再由PLC控制器控制絲杠機構自動調節CCD部件位置,定位及調焦完成後,CCD部件拍攝被測圓柱輪廓,通過設置不同的參數實現對不同直徑圓柱外輪廓的測量。
上述習知的CCD圓柱外輪廓檢測裝置僅能對圓柱外輪廓進行量測,且係利用CCD攝影機拍攝影像進行量測,該種影像式的量測需要超高畫素的設備才能提高量測精度,像素(Pixel)由許多多不同影像元素(Picture Element),經由不同的演繹邏輯(Algorithm)及電腦快速運算的能力,超高畫素的設備加上高效能影像處理器使該種量測設備價格高昂。
另一種習知技術屬於線上非接觸式測量系統,其方法為利用影像處理和機器視覺技術用在機械零件上,利用打光的方式得到機械零件的輪廓特徵,再由量測系統程式擷取影像,進行閾值分割及邊緣輪廓擷取,這種習知技術對於需要嚴格的尺寸和幾何控制的多數加工零件而言,雖然具有速度快的優點,但是精度不高,若要提高精度同樣需要使用價格高昂的超高畫素攝影機和打光系統。
隨著汽車產業技術不斷地提升,其產品產能以及精密度要求都日益升高,例如單向軸承等汽車變速箱零組件在生產過程的品管必須進行百分之百全面檢驗,在量測上花費過多人力與時間,但並不是每一家零件製造商都有能力購買高解析度的影像式光學檢測系統,因此研發一種能取代人工檢驗又能降低購置檢測設備成本的系統,是當下精密製造業重要的課題。
為了改善習知技術使用影像處理產生的問題,本發明以研發非接觸式及非畫素影像式的自動化光學虛擬量測系統為目標,來提供一種可以進行精密加工物件全面檢測的輪廓量測系統。
為此,本發明之目的在提供一種能快速檢測的非接觸式物體輪廓量測系統。
本發明之另一目的在提供一種非接觸式物體輪廓量測系統,能降低人為操作時產生的誤差。
本發明之在一目的在提供一種非接觸式物體輪廓量測系統,能降低整套量測設備的成本。
為達成上述目的,本發明之非接觸式物體輪廓量測系統在一個實施例中,包含一基座、一光學測微計、一旋轉機構、一電腦及一待測件。基座具有一基板,該基板設有一支架;光學測微計安裝於該支架,光學測微計包含一發光器、一接收器及一控制器,該發光器發射一帶狀平行光柵由該接收器接收,該帶狀平行光柵的阻斷訊號由該控制器發送;旋轉機構安裝於該基板,該旋轉機構驅動一可受控旋轉的置放座;電腦儲存一標準輪廓資料及一比較程式。待測件置於該置放座,該待測件的待測輪廓位於該帶狀平行光柵的範圍,該待測件由該置放座驅動旋轉,該待測件的待測輪廓依序通過該帶狀平行光柵,該控制器將該帶狀平行光柵的阻斷訊號所形成的該待測件的輪廓資料傳輸至該電腦,由該電腦中的比較程式將該待測件的輪廓資料與該標準輪廓資料進行比較。藉此本發明提供一種能降低人為操作誤差還能降低整套量測設備的成本的非接觸式快速檢測物體輪廓量測系統。
在一實施例中,所述的置放座包含一內盤、一外盤及連接該內盤與該外盤的一肋,使該內盤與該外盤之間形成透孔。藉此使本發明之量測系統可以同時量測環狀物體的內徑與外徑輪廓。
在一實施例中,所述旋轉機構包含一馬達、一減速機、一旋轉軸,該馬達的輸出通過該減速機傳遞至該旋轉軸帶動該置放座旋轉。
在一實施例中,所述的旋轉軸設有一旋轉盤,該旋轉盤設有一擋板,該基板設有一感應器,該感應器感應該擋板的位置。藉此可以定位置放座的正確方位。
在一實施例中,所述的光學測微計的量測精度界於0.01μm至100μm。藉此可以量測精密零件,使誤差範圍降到0.02mm。
在一實施例中,其中另包含一環形校正規,該環形校正規具有正圓的外徑,將該環形校正規置於該置放座,該環形校正規由該置放座驅動旋轉,該環形校正規的正圓輪廓依序通過該帶狀平行光柵的路徑,該控制器將該帶狀平行光柵的阻斷訊號所形成的該環形校正規正圓輪廓資料傳輸至該電腦,該電腦另儲存一中心偏擺補正程式,該中心偏擺補正程式計算該置放座的中心偏擺量,修正該待測件的輪廓資料。藉此可以在待測件量測前校正旋轉機構的中心偏擺誤差。
在一實施例中,所述的電腦另儲存一機械誤差修正程式,修正該減速機產生的機械誤差。
10‧‧‧基座
11‧‧‧基板
12‧‧‧支架
13‧‧‧感應器
20‧‧‧光學測微計
21‧‧‧發光器
22‧‧‧接收器
23‧‧‧軌道
24‧‧‧帶狀平行光柵
30‧‧‧旋轉機構
31‧‧‧馬達
32‧‧‧減速機
33‧‧‧旋轉軸
34‧‧‧旋轉盤
341‧‧‧擋板
35‧‧‧置放座
351‧‧‧內盤
352‧‧‧外環
353‧‧‧肋
354‧‧‧穿透孔
40‧‧‧待測件
50‧‧‧環形校正規
L1‧‧‧外徑邊界
L2‧‧‧內徑邊界
Dx‧‧‧阻斷區域
C1‧‧‧環境總誤差曲線
C2‧‧‧機械誤差曲線
C3‧‧‧補正後環境誤差曲線
圖1顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例之立體示意圖。
圖2顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例之組合側視圖。
圖3顯示圖2的A-A方向剖視示意圖。
圖4顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例之組合前視圖。
圖5顯示圖4的B-B方向剖視示意圖
圖6顯示圖5的C範圍局部放大圖。
圖7顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例的電腦顯示待測件量測後的輪廓圖。
圖8顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統之程式對待測件的齒形寬度進行量測之人機介面示意圖。
圖9顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之立體示意圖。
圖10顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之環形校正規量測過程示意圖。
圖11顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之量測系統程式邏輯流程圖。
圖12顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之補正系統介面圖。
為了讓本發明之目的、特徵、優點能明顯易懂,下文將舉本發明較佳實施例並配合所附圖式詳細說明,以下實施例說明本發明可能之實施態樣,然並非用以限制本發明所欲保護之範疇。
請參照圖1及圖2,圖1顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例之立體示意圖,圖2顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例之組合側視圖。本發明之非接觸式物體輪廓量測系統在一個較佳
實施例中係包含一基座(10)、一光學測微計(20)、一旋轉機構(30)、一電腦(未繪示)及一待測件(40)。
基座(10)具有一基板(11),該基板設有一支架(12)。圖式中的基座(10)僅為示意表示,基座(10)可以形成各種精密機械的機體架構。基座(10)的基板(11)係指可以安裝構件的基礎,於本實施例中係用以組裝支架(12)與旋轉機構(30)。
支架(12)於本實施例中是指可以安裝構件的一個垂直的基礎,在本實施例中該支架(12)係用以安裝光學測微計(20)。
光學測微計(20)安裝於該支架(12),該光學測微計(20)包含一發光器(21)、一接收器(22)及一控制器(未繪示)。在本實施例中,光學測微計(20)係使用KEYENCE(台灣基恩斯股份有限公司)的LS-7030 LED/CCD高速度、高精度光學測微計,該型號測微計具有±2μm的量測精度以及±0.15μm的重覆精度,以GaN綠色LED為光源,從發光器(21)發射一帶狀平行光柵(24)(帶狀平行光柵24請參閱圖6所示)至接收器(22),控制器能將發光器(21)與接收器(22)之間的物體輪廓以點位資料方式輸出,取樣週期達2,400樣本/每秒。本實施例採用上述光學測微計(20)為實驗以及實施方式的說明,本發明使用之光學測微計(20)不以上述型號為限。
在本實施例中,所述的光學測微計(20)的量測精度界於0.01μm至100μm。藉此,通過程式將各種誤差進行補正後,可以使精密零件的量測誤差範圍降到0.02mm。
為了便利光學測微計(20)的架設與安裝,廠商通常會於產品附有一軌道(23),發光器(21)與接收器(22)可以於軌道(23)上滑動調整位置並
且加以固定。本實施例將該光學測微計(20)的發光器(21)與接收器(22)架設於軌道(23),再將軌道(23)安裝於支架(12),可以進行較大幅度的調整。
在本實施例中,控制器係使用KEYENCE(台灣基恩斯股份有限公司)的KV-7500控制器,該控制器的程式容量為1500k Step,LD指令處理速度為0.96ns。可以理解地,本發明使用之控制器不以上述型號為限。
該發光器(21)發射一帶狀平行光柵(24)由該接收器(22)接收,該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號由該控制器發送。發光器(21)發射的帶狀平行光柵(24)由該接收器(22)接收,當有物體位在發光器(21)與接收器(22)之間而阻斷該帶狀平行光柵(24)的部分光線,該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號由該控制器發送至一電腦進行儲存與處理。
旋轉機構(30)安裝於該基板(11),該旋轉機構(30)包含一可受控旋轉的置放座(35),旋轉機構(30)驅動該置放座(35)旋轉。
較佳地,該旋轉機構(30)另包含一馬達(31)、一減速機(32)及一旋轉軸(33),該馬達(31)的輸出通過該減速機(32)傳遞至該旋轉軸(33)帶動該置放座(35)旋轉。馬達(31)較佳為高精密度伺服馬達,本實施例使用士林電機SME-L04030SAB型號的伺服馬達,搭配精密減速機(32)驅動置放座(35)旋轉。
馬達(31)的輸出連接至減速機(32),通過該減速機(32)傳遞至該旋轉軸(33)帶動該置放座(35)旋轉。馬達(31)較佳為伺服馬達,可以精確的控制轉速,該減速機(32)較佳為精密減速機,本實施例使用1:100之減速比,但不以此為限。置放座(35)於本實施例中係透過精密校準架設於該旋轉軸(33),並假設該置放座(35)的旋轉無偏心的問題,而置放座(35)於實際運轉產
生的偏心問題於後續其他實施例中提供解決方法。
為了使置放座(35)不會阻擋待測件(40)的輪廓,在本實施例中,較佳地,所述的置放座(35)包含一內盤(351)、一外盤(352)及連接該內盤(351)與該外盤(352)的一肋(353),肋(353)的數量可以從一個到數個,使該內盤(351)與該外盤(352)之間形成一個或數個透孔(354),置放座(35)亦可選用玻璃或其他透明材質設計製作,以量得完整內徑輪廓。藉此,使本發明之量測系統可以同時量測環狀的待測件(40)的內徑與外徑輪廓。
較佳地,在本實施例中,所述的旋轉軸(33)還可以附設有一旋轉盤(34),旋轉盤(34)與旋轉軸(33)同步旋轉,該旋轉盤(34)設有一擋板(341),該基板(11)設有一感應器(13),該感應器(13)感應該擋板(341)的位置。
感應器(13)與擋板(341)可以是各種工業常用的感應器,例如光感應器、磁感應器、近接感應器等。
藉由感應器(13)偵測到擋板(341)時發出訊號,可以定位置放座(35)的正確方位。擋板(341)的數量若設為一個,則旋轉軸(33)可以被設定為每旋轉360度為一個週期。若欲量測的待測件(40)角度未達360度,可以藉由擋板(341)的數量與設置角度進行調整。
本實施例使用之電腦(未繪示)可以是個人電腦或工業電腦,電腦中儲存有必要軟體,能以邏輯自動收尋將光學測微計(20)搭配旋轉機構(30)掃描後之量測待測件(40)的點群輪廓資料,匯入軟體內做佈點及繪製輪廓外型之工作,再藉由量測系統進行虛擬量測。電腦儲存一標準輪廓資料及一比較程式。所述標準輪廓資料為該待測件(40)的標準尺寸資料。
本實施例中使用之待測件(40)為一個汽車變速箱的單向軸
承,但不以此為限。該種汽車變速箱的單向軸承為本發明欲解決的輪廓量測的零件種類之一種。該單向軸承為一環形零件,內徑與外徑經過加工形成數個齒型,該種零件的製造必須通過全數檢驗才能符合其安全規範。
請參照圖3至圖6,圖3顯示圖2的A-A方向剖視示意圖,圖4顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例之組合前視圖,圖5顯示圖4的B-B方向剖視示意圖,圖6顯示圖5的C範圍局部放大圖。本系統進行輪廓量測作業時,待測件(40)置於該置放座(35),該待測件(40)的待測輪廓位於該帶狀平行光柵(24)的範圍,該待測件(40)由該置放座(35)驅動旋轉,該待測件(40)的待測輪廓依序通過該帶狀平行光柵(24),該控制器將該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號所形成的該待測件(40)的輪廓資料傳輸至該電腦,由該電腦中的比較程式將該待測件(40)的輪廓資料與該標準輪廓資料進行比較。
參照圖6,待測件(40)的輪廓遮斷該帶狀平行光柵(24)的光線,待測件(40)輪廓的外徑邊界L1可以被接收器(22)量測到,待測件(40)輪廓的內徑邊界L2同樣被接收器(22)量測到,控制器將帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號形成的待測件(40)輪廓資料傳輸至電腦,可以精確計算出阻斷區域Dx的尺寸。
參照圖7,圖7顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第一實施例的電腦顯示待測件量測後的輪廓圖。本實施例中的待測件(40)為360度的環狀零件,待測件(40)由置放座(35)驅動旋轉360度並且將信號傳遞至電腦中的軟體進行繪圖,並且由該電腦中的比較程式將該待測件(40)的輪廓資料與該標準輪廓資料進行比較,及能判斷該待測件(40)的尺寸是否符合規範。
本實施例所使用的三維量測系統及繪圖介面是使用美國微
軟公司所開發的Visual C #來撰寫成一人機介面。本實施例中的信號傳輸的其中一種手段可以設置一PLC控制器(未繪示),透過RS-232將光學測微計(20)所掃描後之輪廓點群資料存入該PLC控制器的記憶體內,再以網路線輸入至電腦內存取。PLC控制器可以將光學測微計(20)所掃描出之點資料匯入Excel程式,再由該Visual C #程式將資料轉成CSV檔案後,進行處理並繪製出待測件(40)輪廓再進行量測。
本實施例的量測過程說明如下,此量測過程僅揭示其中一種資料的處理程序,可以理解不應以以下程序限制本發明。
待測件(40)由旋轉機構(30)驅動旋轉360度後由PLC控制器暫存由光學測微計(20)掃描之數據資料。本實施例的待測件(40)在光學測微計(20)掃描工件後共有51505筆點資料,將Excel轉換成CSV逗點分號格式檔案匯出至電腦。
待測件(40)經光學測微計(20)掃描後共51505筆的點群資料,利用程式執行繪製出由51505筆待測件(40)的點群資料,利用角度轉徑度之數學式以繪圖畫布中心點為基準,並由0度至360度內由光學測微計(20)所掃描出的相對位置及角度,將點資料利用Visual C #內的Graphics功能在畫布上繪製待測件虛擬輪廓(如圖7所示)。
由於本實施例之待測件(40)為一個具有內外齒的單向軸承本體,程式中針對此具有齒形的待測件(40)進行搜尋外齒及內齒之工作,尋找外齒為利用程式內功能Find Tooth來搜尋外齒特徵,以及利用Find Peak來找出小齒在量測畫面中顯示,在本實施例之待測件(40)共找出外齒16個齒形,其中包含3個大齒與13個小齒,內齒部分共16個齒型,齒型位置找出後
接著將每一個位置的齒型尺寸計算後存入陣列中,並顯示每一齒形尺寸。在待測件(40)外、內齒已知其尺寸後,利用外輪廓高點座標取得的半徑減去外輪廓低點座標取得的半徑後得知齒深,以此類推16個外輪廓齒深計算每一齒所對應之齒深。同樣地,該程式接著對待測件(40)上的齒形寬度進行量測,請參照圖8,圖8顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統之程式對待測件的齒形寬度進行量測之人機介面示意圖,系統將會自動計算在360度範圍內每一齒的寬度,當計算完成後將其所有資料存取並顯示在人機介面中齒寬部分,將待測件上共16個齒寬量測出。
接著由該電腦中的比較程式將該待測件(40)的輪廓資料與該標準輪廓資料進行比較,藉由程式設定的閾值判斷該待測件(40)是否合格。
以上實施例以置放座(35)無偏心誤差的假設前提進行量測,而為了避免可能的偏心問題以及機械誤差產生的量測結果錯誤,本發明進一步實施以下修正的手段。
請參照圖9及圖10,圖9顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之立體示意圖,圖10顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之環形校正規量測過程示意圖。於本實施例中,另包含一環形校正規(50),該環形校正規(50)具有正圓的外徑,將該環形校正規(50)置於該置放座(35),該環形校正規(50)由該置放座(35)驅動旋轉,該環形校正規(50)的正圓輪廓依序通過該帶狀平行光柵(24)的路徑,該控制器將該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號所形成的該環形校正規(50)正圓輪廓資料傳輸至該電腦,該電腦另儲存一中心偏擺補正程式,該中心偏擺補正程式計算該置放座(35)的
中心偏擺量,修正該待測件(40)的輪廓資料。藉此可以在待測件(40)量測前校正旋轉機構的中心偏擺誤差。
該環形校正規(50)較佳具有該待測件(40)的最大外徑與最小內徑尺寸,以取得相同級數的公差等級進行比較。
本系統進行校正作業時,將該環形校正規(50)置於該置放座(35),該環形校正規(50)的待測輪廓位於該帶狀平行光柵(24)的範圍,該環形校正規(50)由該置放座(35)驅動旋轉,該環形校正規(50)的待測輪廓依序通過該帶狀平行光柵(24),該控制器將該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號所形成的該環形校正規(50)的輪廓資料傳輸至該電腦,由該電腦中的中心偏擺補正程式計算該置放座(35)的中心偏擺量。
請參照圖11,圖11顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之量測系統程式邏輯流程圖。在本實施例中,於待測件(40)的量測前先進行校正程序。首先對該環形校正規(50)進行點位掃描,取得該環形校正規(50)的點位資訊後計算偏心誤差及機械誤差。
偏心誤差的計算是以程式自動化方式計算並繪製出中心偏移點之圖形,再計算出在四個象限中因象限不同及角度不同變化去計算出與主軸中心偏差量為多少,將其計算偏心量數學公式(略)邏輯概念套入到程式內來完成其邏輯判斷。偏心量由程式計算出後將誤差值補正回到待測件(40)的量測當中。
在本實施例中,所述的電腦另儲存一機械誤差修正程式,修正該減速機(32)產生的機械誤差。機械誤差的計算主要是減速機(32)的誤差部分。本發明於實驗過程發現量測精度提高後出現的重複性規律性的震動
誤差來自於減速機(32),減速機(32)內的齒輪的每一個輪齒在微觀尺寸中皆不相同,請參照圖12,圖12顯示本發明非接觸式物體輪廓量測系統第二實施例之補正系統介面圖,圖式上方的C1表格內顯示的是環境總誤差曲線、圖式中央的C2表格內顯示的是減速機機械誤差曲線、圖式下方的C3表格內顯示的是環形校正規中心與旋轉軸心偏擺誤差曲線;換言之,C1環境總誤差是C2減速機誤差與C3中心偏擺誤差之疊合。縱軸是誤差值,單位是mm,橫軸是點位順序值。
由於機械誤差乃減速機(32)的輪齒所造成,C2表格內的是機械誤差曲線中的每一個振幅即為每一個輪齒再嚙合時產生的機械震動,由於旋轉機構(30)的減速機(32)的方位可以由PLC控制器監控量測,該機械誤差可以被視為可以檢知且具有重複性及規律性的曲線,因此可以利用程式將每一個誤差值進行補正,得到C3的是補正後環境誤差曲線。藉由上述補正程序,利用環形校正規(50)找出機台設備偏心及機械誤差問題,再針對發生偏差後之數值進行補正,使後續進行虛擬量測時量測結果更為精確。當系統判斷校正未完成,則重複進行計算偏心誤差及機械誤差的程序,當系統判斷完成量測前校正後,即進入程式繪製待測件輪廓的流程。
程式繪製待測件輪廓的程序如前一實施例所述,於此不再重複敘述。
接著建立虛擬量測線並且進行虛擬量測因為此時的圖形已非待測件(40)的實際量測圖形,而是進行補正修正偏心誤差與機械誤差後的虛擬數值,因此稱為虛擬量測。將虛擬量測時扣除減速機所產生之機械誤差,濾掉減速機誤差波後再將環規誤差補正進待測件(40)相對應角度及位置
內,比對虛擬量測數據,完成自動量測的程序。
為了驗證本發明量測系統之精密度,本實施例將待測件(40)置於置放座(35),分別以取放檢測及不取放檢測進行三次重複性量測測試,由數據顯示量測齒深部分及齒寬部分量測數值誤差均約在0.02mm左右,由此可得知本發明量測系統之量測數據確實具有高穩定性。
綜上所述,為符合現今產線全面檢測需求,本發明開發出一套高速高精度之量測系統,其系統主要由自動化的旋轉機構(30)與高精度的光學測微計(20)所構成,且相較於以往之接觸式量測其整體量測時間由30分鐘降低至180秒內即可完成,藉此實現快速檢驗之目標。本系統乃利用光學測微計(20)掃描出待測件(40)之內外輪廓點,並結合旋轉機構(30)來建構出環形的待測件(40)之輪廓點,由本發明開發之量測軟體進行輪廓外形繪製與虛擬量測。藉此,本發明能自動快速進行物體輪廓量的檢測以降低人為操作誤差,由於光學測微計(20)的成本遠低於高解析度的工業影像識別系統因此還能降低整套量測設備的成本。
以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特徵,其目的在使熟習此項技藝之人士均能了解本發明之內容並據以實施,當不能以此限定本發明之專利範圍,凡依本發明之精神及說明書內容所作之均等變化或修飾,皆應涵蓋於本發明專利範圍內。
10‧‧‧基座
11‧‧‧基板
12‧‧‧支架
13‧‧‧感應器
20‧‧‧光學測微計
21‧‧‧發光器
22‧‧‧接收器
23‧‧‧軌道
30‧‧‧旋轉機構
31‧‧‧馬達
32‧‧‧減速機
33‧‧‧旋轉軸
34‧‧‧旋轉盤
341‧‧‧擋板
35‧‧‧置放座
351‧‧‧內盤
352‧‧‧外環
353‧‧‧肋
354‧‧‧穿透孔
40‧‧‧待測件
Claims (7)
- 一種非接觸式物體輪廓量測系統,包含:一基座(10),具有一基板(11),該基板設有一支架(12);一光學測微計(20),安裝於該支架(12),該光學測微計(20)包含一發光器(21)、一接收器(22)及一控制器,該發光器(21)發射一帶狀平行光柵(24)由該接收器(22)接收;一旋轉機構(30),安裝於該基板(11),該旋轉機構(30)包含一可受控旋轉的置放座(35);一電腦,儲存一標準輪廓資料及一比較程式;及一待測件(40),置於該置放座(35),該待測件(40)的待測輪廓位於該帶狀平行光柵(24)的範圍,該待測件(40)由該置放座(35)驅動旋轉,該待測件(40)的待測輪廓依序通過該帶狀平行光柵(24),該控制器將該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號所形成的該待測件(40)的輪廓資料傳輸至該電腦,由該電腦中的比較程式將該待測件(40)的輪廓資料與該標準輪廓資料進行比較。
- 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式物體輪廓量測系統,其中,該置放座(35)包含一內盤(351)、一外盤(352)及連接該內盤(351)與該外盤(352)的一肋(353),使該內盤(351)與該外盤(352)之間形成透孔(354)。
- 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式物體輪廓量測系統,其中,該旋轉機構(30)包含一馬達(31)、一減速機(32)、一旋轉軸(33),該馬達(31)的輸出通過該減速機(32)傳遞至該旋轉軸(33)帶動該置放座(35)旋轉。
- 如申請專利範圍第3項所述之非接觸式物體輪廓量測系統,其中,該旋 轉軸(33)設有一旋轉盤(34),該旋轉盤(34)設有一擋板(341),該基板(11)設有一感應器(13),該感應器(13)感應該擋板(341)的位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式物體輪廓量測系統,其中,該光學測微計(20)的量測精度界於0.01μm至100μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式物體輪廓量測系統,其中另包含一環形校正規(50),該環形校正規(50)具有正圓的外徑,將該環形校正規(50)置於該置放座(35),該環形校正規(50)由該置放座(35)驅動旋轉,該環形校正規(50)的正圓輪廓依序通過該帶狀平行光柵(24)的路徑,該控制器將該帶狀平行光柵(24)的阻斷訊號所形成的該環形校正規(50)正圓輪廓資料傳輸至該電腦;及該電腦另儲存一中心偏擺補正程式,該中心偏擺補正程式計算該置放座(35)的中心偏擺量,修正該待測件(40)的輪廓資料。
- 如申請專利範圍第6項所述之非接觸式物體輪廓量測系統,其中,該電腦另儲存一機械誤差修正程式,修正該減速機(32)產生的機械誤差。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108110331A TWI693374B (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 非接觸式物體輪廓量測系統 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW108110331A TWI693374B (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 非接觸式物體輪廓量測系統 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI693374B true TWI693374B (zh) | 2020-05-11 |
TW202035945A TW202035945A (zh) | 2020-10-01 |
Family
ID=71896123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108110331A TWI693374B (zh) | 2019-03-25 | 2019-03-25 | 非接觸式物體輪廓量測系統 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI693374B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI761891B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-04-21 | 國立臺灣科技大學 | 不間斷自動化系統及其執行方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201007118A (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-16 | Suntek Prec Corp | Non-contact measuring system and method for measuring deformation of an article |
CN102937420A (zh) * | 2011-05-04 | 2013-02-20 | 常州工学院 | 凸轮轮廓检测系统 |
TW201423033A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-16 | 尼康股份有限公司 | 形狀測定裝置、構造物製造系統、載台裝置、形狀測定方法、構造物製造方法、記錄有程式之記錄媒體 |
US20180128601A1 (en) * | 2011-11-30 | 2018-05-10 | Nikon Corporation | Profile measuring apparatus, structure manufacturing system, method for measuring profile, method for manufacturing structure, and non-transitory computer readable medium |
-
2019
- 2019-03-25 TW TW108110331A patent/TWI693374B/zh active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201007118A (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-16 | Suntek Prec Corp | Non-contact measuring system and method for measuring deformation of an article |
CN102937420A (zh) * | 2011-05-04 | 2013-02-20 | 常州工学院 | 凸轮轮廓检测系统 |
US20180128601A1 (en) * | 2011-11-30 | 2018-05-10 | Nikon Corporation | Profile measuring apparatus, structure manufacturing system, method for measuring profile, method for manufacturing structure, and non-transitory computer readable medium |
TW201423033A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-16 | 尼康股份有限公司 | 形狀測定裝置、構造物製造系統、載台裝置、形狀測定方法、構造物製造方法、記錄有程式之記錄媒體 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI761891B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-04-21 | 國立臺灣科技大學 | 不間斷自動化系統及其執行方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202035945A (zh) | 2020-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5521707A (en) | Laser scanning method and apparatus for rapid precision measurement of thread form | |
CN107121093A (zh) | 一种基于主动视觉的齿轮测量装置及测量方法 | |
CN107014321B (zh) | 一种平面度快速现场测量装置及测量方法 | |
CN103424088B (zh) | 一种倒角测量仪 | |
JPH1183438A (ja) | 光学式測定装置の位置校正方法 | |
CN110645911A (zh) | 一种旋转扫描获得完整外表面3d轮廓的装置和方法 | |
CN103278934B (zh) | 一种用于星载光学遥感器的焦面对接装置及方法 | |
Che et al. | Real-time monitoring of workpiece diameter during turning by vision method | |
CN111141767A (zh) | 测量用x射线ct装置和使用该装置的ct重建方法 | |
JP5923054B2 (ja) | 形状検査装置 | |
TWI636232B (zh) | 盤形凸輪之表面粗糙度值的非接觸式暨光學量測自動化系統及其方法 | |
CN115615353A (zh) | 利用平行光检测物体尺寸的方法、装置、设备及存储介质 | |
CN110470247B (zh) | 一种零件内外圆面同轴度的检测装置及检测方法 | |
TWI693374B (zh) | 非接觸式物體輪廓量測系統 | |
CN104034259A (zh) | 一种影像测量仪校正方法 | |
CN104132612A (zh) | 一种丝杠尺寸参数检测方法与设备 | |
US5293687A (en) | Wheel manufacturing method | |
CN113701648A (zh) | 一种基于三维线激光扫描仪的金属轮毂尺寸测量装置及方法 | |
CN110470250B (zh) | 一种零件表面平面度的检测装置及检测方法 | |
CN210400319U (zh) | 旋转扫描获得完整外表面3d轮廓的装置 | |
CN111006614A (zh) | 一种平面ccd绝对转动位置测量方法和设备 | |
CN113551619A (zh) | 一种无缝钢管直线度的在线测量方法及装置 | |
EP3875893A1 (en) | Method and device for contactless measurement of geometric objects | |
CN106403814B (zh) | 视觉图像机及其检测方法 | |
JP2014156038A (ja) | タイヤ成形用金型のモールドピース間隙間測定方法および装置 |