TWI714449B

TWI714449B - 快速量測模組

Info

Publication number: TWI714449B
Application number: TW109103428A
Authority: TW
Inventors: 王禎儀; 謝宗廷; 絲國一
Original assignee: 大銀微系統股份有限公司
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2020-12-21
Also published as: TW202130968A

Abstract

本發明所提供之快速量測模組係將一第一距離感測單元與一第二距離感測單元分別設置在一移動座上，俾以在該移動座沿著一直線之移動軸方向進行位移時，得以該第一距離感測單元感測與一第一基準平面間之距離，同時以該第二距離感測單元感測與該一第二基準平面間之距離，藉以感測該移動座相對於該第一基準平面與該第二基準平面進行移動之直線精度。其中，該第一基準平面與該第二基準平面彼此間相隔之角度並非平角，藉此即可經由感測得知該移動座在兩個不同平面上的直線移動精度，例如水平直線精度與垂直直線精度。

Description

快速量測模組

本發明係與物體移動之檢測技術有關，特別是關於一種快速量測模組，其可快速地量測物體在進行直線運動時，在垂直與水平方向上之直線度。

就利用例如直線滑軌或運動平台等運動機構，作為加工機械進行工作之運動單元而言，由於運動的準確程度直接影響對於待加工物之加工品質，因此，對於上述之運動機構，在其被應用作為加工機械之運動單元前，於習知技術中乃透過雷涉干涉儀等檢測技術，對於該等運動機構之運動精度加以量測，在滿足品質管制之要求下，始能作為加工機械之運動單元使用。

上開透過雷涉干涉儀進行品管之技術內容，固然在檢測之精度上具有其良好之可靠度，但由於其檢測程序過於繁瑣，致使其效率不彰。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種快速量測模組，其係易於快速地將待測物進行直線精度與重現精度之檢測，無需進行雷射及其鏡組架設之繁瑣不便，有助於產品之品管作業快速進行。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供之快速量測模組係將一第一距離感測單元與一第二距離感測單元分別設置在一移動座上，俾以在該移動座沿著一直線之移動軸方向進行位移時，得以該第一距離感測單元感測與一第一基準平面間之距離，同時以該第二距離感測單元感測與該一第二基準平面間之距離，藉以感測該移動座相對於該第一基準平面與該第二基準平面進行移動之直線精度。其中，該第一基準平面與該第二基準平面彼此間相隔之角度並非平角，藉此即可經由感測得知該移動座在兩個不同平面上的直線移動精度，例如水平直線精度與垂直直線精度。

進一步地，該快速量測模組係可更包含有一位置感測單元，用以感測該移動座之所在位置，以獲悉該移動座之位置資訊，再與前述所感測之移動直線精度之資訊整合，即可獲悉該移動座之重現精度，以快速地達到對於待測物進行檢測之品管作業。

其中，該快速量測模組在對於待測物進行檢測，係將該移動座固定於待測物上，而使該移動座隨著待測物而移動。

為便於反覆進行待測物之檢測作業，該快速量測模組乃係具有一固定座作為其他構件之設置基礎，同時並提供一便於定位的空間放置待測物，使該快速量測模組易於結合於待測物上，利於檢測作業之進行。其中，該固定座乃係具有一固定座身，並使該第一基準平面與該第二基準平面沿著該移動軸而直線延伸地分設於該固定座身上。

為使該快速量測模組易於與待測物進行結合，係可使該移動座更包含有一移動座身以及一位於該移動座身一側之結合面，令該移動座得以該結合面快速地貼靠於待測物上。

其中，該第一距離感測單元與該第二距離感測單元係為光電感測器，而可在不接觸該第一基準平面與該第二基準平面下，感測彼此間相距之距離。更具體來說，光電感測器係可為雷射辨位器。

另外，為避免該快速量測模組在進行待測物之量測時，受到待測物移動時之動能影響感測之精度，係可更進一步地使該快速量測模組更包含以有一矯正機構，用以矯正該移動座相對於該固定座身之相對位置，以確保該移動座之穩定性在隨待測物移動時之穩定性，避免因動能或安裝時之誤差造成移動時之晃動，以確保所獲得感測資訊之正確性，為此一目的，該矯正機構乃係對該移動座提供一適當之力，使該移動座足以抵銷移動時所受到的非該移動軸方向之不當作用力。

進一步來說，該矯正機構乃係具有一導軌，設於該固定座身上，並沿該移動軸之方向直線延伸，一滑件滑設於該導軌上，一臂體係以一端固設於該滑件上並使另端突伸於該移動座之上方，一結合件係固設於該移動座上，一撓性件係橋設於該臂體與該結合件間。

其中，該撓性件係成片狀，並使片體厚度方向垂直於該移動軸。

請參閱圖1至圖7所示，在本發明一較佳實施例中所提供之快速量測模組(10)，其主要乃係包含了有一固定座(20)、一移動座(30)、一第一距離感測單元(40)、一第二距離感測單元(50)以及一位置感測單元(60)。

該固定座(20)係具有一固定座身(21)、一第一基準平面(22)與一第二基準平面(23)。其中，該固定座身(21)係具有一長矩形塊狀之座塊(211)，一側塊(212)係固設於該座塊(211)一側並向上突伸，一凹槽(213)係凹設於該側塊(212)之一相鄰於該座塊(211)上側座面(2111)之內側面(2121)上，並以該內側面(2121)相鄰於該凹槽(213)槽口上方之部位形成該第一基準平面(22)，同時以該凹槽(213)位於平行於該上側座面(2111)之槽側壁面(2131)形成該第二基準平面(23)，從而使得該第一基準平面(22)與該第二基準平面(23)彼此相互垂直。

該移動座(30)並不固設於該固定座(20)上，其作為一個可活動的分離元件，在構造係具有一板片狀之移動座身(31)，用供作為該第一距離感測單元(40)、該第二距離感測單元(50)以及該位置感測單元(60)的部分元件之承載元件，並適於結合於待測物品上，而為便於將該移動座(30)結合於待測物品上，則可進一步地使該移動座(30)以該移動座身(31)之底側板面形成一結合面(32)，據以使該移動座(30)得以該結合面(32)直接置放在待測物品上，再藉由習知之結合固定技術將該移動座(30)固定於待測物品上。

該第一距離感測單元(40)與該第二距離感測單元(50)係分別為具有距離感測功能之雷射辨位器，而分別被固設於該移動座身(31)上，且使該第一距離感測單元(40)與該第二距離感測單元(50)彼此之感測方向不為同向，亦即使該第一距離感測單元(40)在一第一感測方向上進行感測，而該第二距離感測單元(50)在一第二感測方向上進行感測。

該位置感測單元(60)係為習知之座標量測技術，具體於本實施例中則以習知之光學尺為例，將直尺(61)貼設於該第一基準平面(22)之部分平面上，以及將感測部(62)固設於該移動座身(31)上。

該快速量測模組(10)在使用前，係需先將例如運動平台之待測物(80)適當地安裝在該固定座身(21)之座塊(211)上，並將該移動座(30)以該結合面(32)貼靠於待測物(80)即運動平台之台面上，再藉由習知之固定技術將該移動座身(31)固定於待測物(80)上，而可使該移動部(30)得以隨著待測物(80)在一平行於該座塊(211)長軸方向的虛擬的移動軸(24)方向上進行直線的往復位移，令該移動部(30)與待測物之運動得以同步。

而在該移動部(30)被固設於待測物(80)上之同時，固設於該移動部(30)上之該第一距離感測單元(40)、該第二距離感測單元(50)以及該位置感測單元之感測部(62)亦同時受到定位，藉以使該第一距離感測單元(40)之第一感測方向朝向該第一基準平面(22)，以感測其與該第一基準平面(22)間之相距距離，同樣地，亦使該第二距離感測單元(50)之第二感測方向朝向該第二基準平面(23)，以感測其與該第二基準平面(23)間之相距距離，另外，該感測部(62)則與該直尺(61)共同構成習知的座標量測技術，用以量測該移動部(30)所在之空間位置座標，以獲悉其所在之位置。

藉由上述組配使該移動座(30)與待測物(80)之運動得以同步之狀態下，即可透過外部之動力使待測物(80)沿該移動軸(24)進行直線之往復位移，而在移動之同時，該第一距離感測單元(40)乃持續地感測其與該第一基準平面(22)間之距離，同樣地，該第二距離感測單元(50)亦持續地感測其與該第二基準平面(23)間之距離，再輔以該位置感測單元(60)所提供之座標資訊，即可獲悉該待測物(80)在直線移動時，以該第一基準平面(22)為基準的之水平直線精度以及以該第二基準平面(23)為基準的垂直直線精度，而在將水平直線精度與垂直直線精度之資訊與該位置感測單元(60)所感測之座標資訊整合，即可檢測待測物(80)之重現精度，如此一來，該快速量測模組(10)即可快速地完成對待測物(80)之檢測作業，而可避免採用雷射干涉儀檢測之習知技術所需進行的繁瑣作業，可以有效地增加檢測效率，且其檢測數據之準確度亦不遜色於雷射干涉儀。

進一步地在本實施例中，為了確保該移動座(30)在移動時的穩定性，避免有因組裝上所造成的應力或運動時之動能，使得該移動座(30)有產生不預期的晃動或震動狀態，致影響檢測結果之正確性，本實施例中係更進一步使該快速量測模組(10)更包含有一矯正機構(70)，用以確保該移動座(30)在移動時之穩定性。

再請參閱圖1至圖7所示，該矯正機構(70)具有一直線延伸之導軌(71)，係固設於該第二基準平面(23)之另一部分上，而與該直尺(61)同樣地平行於該移動軸(24)，二滑件(72)係滑設於該導軌(71)上，而可於該導軌(71)上往復地進行移動，一臂件(73)係以一端固設於各該滑件(72)上，並使另端突伸而懸空於該移動座身(31)之上方，一結合件(74)係固設於該移動座身(31)上，並位於該臂件(73)之另端下方處，一撓性件(75)係橋設於該結合件(74)與該臂件(73)之間。

更進一步來說，該撓性件(75)乃係以金屬製成之薄片體，並使片體厚度方向垂直於該移動軸(24)，據此，該撓性件(75)遂得以在該移動軸(24)之方向上，對該移動座身(31)提供適當之剛性支撐，避免其在往復運動時受到動能之作用而產生不當之位移，同時可在垂直於該移動軸(24)之方向上提供彈力，以消弭該移動座身(31)在組裝時所可能受到有致影響位置準確性之應力殘留，從而確保該快速量測模組(10)之測量準確性，並降低對於檢測時之組裝品質的要求，使作業之進行得以更為便利。

(10):快速量測模組 (20):固定座 (21):固定座身 (211):座塊 (2111):上側座面 (212):側塊 (2121):內側面 (213):凹槽 (2131):槽側壁面 (22):第一基準平面 (23):第二基準平面 (24):移動軸 (30):移動座 (31):移動座身 (32):結合面 (40):第一距離感測單元 (50):第二距離感測單元 (60):位置感測單元 (61):直尺 (62):感測部 (70):矯正機構 (71):導軌 (72):滑件 (73):臂件 (74):結合件 (75):撓性件 (80):待測物

圖1係本發明一較佳實例之立體圖。圖2係本發明一較佳實施例之分解圖。圖3係本發明一較佳實施例之部分元件大部分解圖。圖4係本發明一較佳實施例之部分元件分解圖。圖5係本發明一較佳實施例之左側視圖。圖6係本發明一較佳實施例沿圖5中A區域之局部放大圖。圖7係本發明一較佳實施例局部之前側視圖。

(10):快速量測模組

(20):固定座

(21):固定座身

(211):座塊

(2111):上側座面

(212):側塊

(2121):內側面

(213):凹槽

(2131):槽側壁面

(22):第一基準平面

(23):第二基準平面

(24):移動軸

(30):移動座

(31):移動座身

(40):第一距離感測單元

(70):矯正機構

(71):導軌

(72):滑件

(73):臂件

(74):結合件

(75):撓性件

(80):待測物

Claims

一種快速量測模組，包含有：一固定座，具有一固定座身，一第一基準平面與一第二基準平面係沿一虛擬之移動軸直線延伸地分設於該固定座身上，並使該第一基準平面與該第二基準平面彼此間相隔有一夾角；一移動座，係可沿該移動軸之軸向，在該第一基準平面與該第二基準平面之延伸範圍內，進行直線位移；一第一距離感測單元，受定位地設於該移動座上，具有一朝向該第一基準平面之一第一感測方向，用以感測與該第一基準平面間之距離；一第二距離感測單元，受定位地設於該移動座上，具有一朝向該第二基準平面之一第二感測方向，用以感測與該第二基準平面間之距離；一位置感測單元，用以感測該移動座沿該移動軸移動之所在位置；藉此，當該移動座沿該移動軸進行直線位移時，該第一距離感測單元與該第二距離感測單元係分別感測該移動座在位移過程中，相對於該第一基準平面與該第二基準平面之距離，以獲悉該移動座移動時之直線精度，並輔以該位置感測單元所提供之位置資訊，獲悉該移動座之重現精度。
如請求項1所述之快速量測模組，其中，該第一基準平面與該第二基準平面係彼此垂直。
如請求項1或2所述之快速量測模組，其中，該移動座係具有一移動座身，一結合面係位於該移動座身之一側並平行於該移動軸。
如請求項3所述之快速量測模組，其中，該結合面係平行於該第二基準平面。
如請求項1所述之快速量測模組，其中，該第一距離感測單元係具有一光電感測器。
如請求項1所述之快速量測模組，其中，該光電感測器係為雷射辨位器。
如請求項1所述之快速量測模組，其更包含有一矯正機構，橋設於該固定座身與該移動座間，用以確保該移動座在移動時之穩定性。
如請求項7所述之快速量測模組，其中，該矯正機構具有一導軌，設於該固定座身上，並平行於該移動軸地直線延伸，一滑件係滑設於該導軌上，一臂件係以一端固設於該滑件上並使另端突伸於該移動座之上方，一結合件係固設於該移動座上，一撓性件係橋設於該臂件與該結合件間。
如請求項8所述之快速量測模組，其中，該撓性件係呈片狀，並使該撓性件之片體厚度方向垂直於該移動軸。
如請求項9所述之快速量測模組，其中，該撓性件係以金屬材料製成者。