TWM628160U

TWM628160U - 工具機智慧數位幾何精度檢測系統

Info

Publication number: TWM628160U
Application number: TW111200596U
Authority: TW
Inventors: 吳仲偉; 吳相儒; 莊登凱
Original assignee: 財團法人精密機械研究發展中心
Priority date: 2022-01-17
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2022-06-11

Abstract

本創作提供一種工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其係用以對待測物進行幾何精度檢測，本創作包含精度量測裝置、測距裝置及數據處理裝置。精度量測裝置能夠移動的設於待測物上，精度量測裝置量測待測物的真直度及水平度，並輸出真直度資料及水平度資料；測距裝置設於精度量測裝置之一側，測距裝置量測測距裝置與精度量測裝置之間的量測距離，並對應輸出量測距離資料；數據處理裝置設定量測資料至精度量測裝置及測距裝置，數據處理裝置接收真直度資料、水平度資料及量測距離資料以分析出幾何精度結果。

Description

工具機智慧數位幾何精度檢測系統

本創作係有關一種幾何精度檢測系統，特別是指一種工具機智慧數位幾何精度檢測系統。

習知，精密機台之幾何精度誤差的量測方式，係為人員先在待測物上進行測量點的選定及標記，再使用幾何精度量測裝置(例如量表、水平儀等等)量測並讀取各測量點的幾何精度數值，並利用數學方式計算出幾何精度誤差數值。

然而，前述方法大多由人員以人工的方式進行，使得人員需不斷的進行數值的讀取以及計算，導致整體量測及記錄的效率極低，且透過人工的方式進行誤差計算，其正確率也會有所影響。

本創作之主要目的，在於解決精密機台之幾何精度誤差的量測方式幾乎都由人工的方式進行，而導致整體量測效率低落或者精準度產生偏差的問題。

為達上述目的，本創作一項實施例提供一種工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其係用以對一待測物進行幾何精度檢測，工具機智慧數位幾何精度檢測系統包含一精度量測裝置、一測距裝置及一數據處理裝置。精度量測裝置能夠移動的設於待測物上，精度量測裝置具有一真直度量測模組及一水平度量測模組，真直度量測模組量測待測物的真直度，並輸出一真直度資料，水平度量測模組量測待測物的水平度，並輸出一水平度資料；測距裝置設於精度量測裝置之一側，測距裝置量測測距裝置與精度量測裝置之間的一量測距離，並輸出一對應量測距離之量測距離資料；數據處理裝置耦接於精度量測裝置及測距裝置，數據處理裝置具有一量測設定模組及一數據分析模組，量測設定模組設定一量測資料至精度量測裝置及測距裝置，數據分析模組接收真直度資料、水平度資料及量測距離資料以分析出一幾何精度結果。

藉此，相較於以往紀錄點標記及測量的步驟皆由人工的方式完成，本創作改為由數據處理模組進行記錄點的設定以及由測距裝置專門進行距離的量測，以此達到提升整體量測效率及量測精度的目的。

為便於說明本創作於上述創作內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖6所示，係揭示本創作實施例之工具機智慧數位幾何精度檢測系統100，其係用以對一待測物200進行幾何精度檢測，工具機智慧數位幾何精度檢測系統100包含有一精度量測裝置10、一測距裝置20及一數據處理裝置30。幾何精度係包含有真直度、水平度、真圓度、圓柱度等等，其中，本創作係針對待測物200之真直度及水平度進行檢測。

精度量測裝置10，其能夠移動的設於待測物200上，精度量測裝置10具有一真直度量測模組11及一水平度量測模組12，真直度量測模組11量測待測物200的真直度，並輸出一真直度資料111；水平度量測模組12量測待測物200的水平度，並輸出一水平度資料121。如圖1至圖6所示，於本創作實施例中，精度量測裝置10更包括有滑動模組13。滑動模組13設於待測物200上，滑動模組13具有一滑塊131及一軌道132。滑塊131滑動設於軌道132上，精度量測裝置10設於滑塊131上，以此讓精度量測裝置10能夠移動的設於待測物200上；測距裝置20係沿精度量測裝置10之移動方向設於軌道132之一側，以測量並輸出量測距離資料21。真直度量測模組11更包括有一標準物112，標準物112設於真直度量測模組11之一側，真直度量測模組11係以標準物112的真直度為標準真直度，並以此量測待測物200的真直度。

其中，請參閱圖1及圖2，於本實施例中，本創作係先將真直度量測模組11設於待測物200上以量測待測物200的真直度，再將水平度量測模組12設於待測物200上以量測待測物200的水平度，但不以此為限，於其他實施例中，亦可將順序改變為先將水平度量測模組12設於待測物200上以量測待測物200的水平度，再將真直度量測模組11設於待測物200上以量測待測物200的真直度，或是將真直度量測模組11及水平度量測模組12同時設於待測物200上，並同時量測待測物200的真直度及水平度。

測距裝置20，其設於精度量測裝置10之一側，測距裝置20量測測距裝置20與精度量測裝置10之間的一量測距離，並輸出一對應所述量測距離之量測距離資料21。其中，測距裝置20能夠即時的量測所述量測距離，並即時輸出量測距離資料21至數據處理裝置30，以此讓使用者可快速且方便的知道精度量測裝置10所在的位置。測距裝置20係透過雷射測距方式量測所述量測距離，但不以此為限，測距裝置20亦可透過雷達測距方式及超音波測距方式之其中一者，量測所述量測距離。

數據處理裝置30，其耦接於精度量測裝置10及測距裝置20，數據處理裝置30具有一量測設定模組31及一數據分析模組32，量測設定模組31設定一量測資料311至精度量測裝置10及測距裝置20，數據分析模組32係接收真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21以分析出一幾何精度結果321。

其中，請特別配合參閱圖4及圖5所示，量測資料311包括一量測起點資料311a、一量測終點資料311b、一量測紀錄點資料311c及一量測點許可誤差值資料311d。使用者係能夠設定量測起點資料311a、量測終點資料311b及量測紀錄點資料311c，精度量測裝置10及測距裝置20可接收量測起點資料311a、量測終點資料311b及量測紀錄點資料311c，以此得知所要量測的範圍以及所要記錄的距離點，藉此進行對應的提示或動作。

同樣請配合參閱圖4及圖5所示，於本創作實施例中，數據處理裝置30更包括有一記錄模組33、一誤差判斷模組34、一提醒模組35、一儲存模組36及一顯示模組37。記錄模組33係自動的接收並記錄真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21；誤差判斷模組34根據量測距離資料21及量測紀錄點資料311c計算出一距離誤差資料341，若距離誤差資料341落入量測點許可誤差值資料311d之範圍，提醒模組35便發出提醒，以供使用者進行真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21的紀錄，當然的，使用者也可透過記錄模組33進行上述資料的記錄；儲存模組36用以儲存真直度資料111、水平度資料121、量測距離資料21及幾何精度結果321，以供後續對待測物200的使用狀況進行管理及追蹤；顯示模組37能夠顯示真直度資料111、水平度資料121、量測距離資料21及幾何精度結果321，以供使用者查看並了解待測物200的幾何精度數值。

其中，若距離誤差資料341落入量測點許可誤差值資料311d之範圍內，提醒模組35便會在顯示模組37閃爍綠燈以提醒使用者，精度量測裝置10已到達量測紀錄點資料311c所設定之量測紀錄點，而讓使用者進行手動記錄。

另外，本創作提供一種工具機智慧數位幾何精度檢測方法，其係用以對待測物200進行幾何精度之檢測，如圖1至圖6所示，工具機智慧數位幾何精度檢測方法包含以下步驟：

一裝置設置步驟S1：使精度量測裝置10能夠移動的設於待測物200上，並設置測距裝置20於精度量測裝置10之一側。其中，請配合參閱圖1所示，精度量測裝置10係設於滑塊131上，滑塊131讓精度量測裝置10能夠移動的設於待測物200上，更詳細地說，滑塊131亦能夠透過驅動裝置而讓精度量測裝置10自動的在軌道132上位移，藉此達到自動化量測的目的。而於本創作實施例中，使用者是可以透過手動操作的方式移動滑塊131使精度量測裝置10在軌道132上移動。

一量測資訊設定步驟S2：使用者利用數據處理裝置30之量測設定模組31設定一量測資料311。其中，請配合參閱圖4及圖5所示，量測資料311包括有量測起點資料311a、量測終點資料311b、量測紀錄點資料311c及量測點許可誤差值資料311d。使用者能夠透過量測設定模組31設定量測起點資料311a、量測終點資料311b、量測紀錄點資料311c及量測點許可誤差值資料311d，精度量測裝置10及測距裝置20係接收量測起點資料311a、量測終點資料311b、量測紀錄點資料311c及量測點許可誤差值資料311d，以此得知所要量測的範圍以及所要記錄的距離點。

舉例說明，使用者可設定量測起點資料311a為0公釐，量測終點資料311b為300公釐、量測紀錄點資料311c為0公釐、100公釐、200公釐和300公釐（每間隔100公釐）以及量測點許可誤差值資料311d為正負1公釐，精度量測裝置10及測距裝置20係接收前述資料以得知所要量測的範圍為所述量測距離之數值為0公釐的位置至300公釐的位置，且測距裝置20量測到精度量測裝置10移動到所述量測距離之數值為0公釐、100公釐、200公釐和300公釐的位置時，精度量測裝置10便會量測待測物200的真直度及水平度。

一校正步驟S3：使一第一間隔距離D1等於一第二間隔距離D2。其中，如圖3所示，精度量測裝置10之標準物112係設於滑動模組13之一側，第一間隔距離D1及第二間隔距離D2分別為滑動模組13之軌道132的頭尾兩端與標準物112的頭尾兩端之間的距離，校正步驟S3係讓第一間隔距離D1等於第二間隔距離D2，使軌道132與標準物112呈平行，以利後續精度量測裝置10量測待測物200的真直度。

一精度量測步驟S4：精度量測裝置10依據量測資料311量測待測物200的真直度及水平度，測距裝置20依據量測資料311量測測距裝置20及精度量測裝置10之間的所述量測距離，精度量測裝置10及測距裝置20對應輸出真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21至數據處理裝置30。

其中，如圖1至圖6所示，以本創作實施例為例，精度量測裝置10之移動係由使用者控制，使用者係透過滑塊131將真直度量測模組11及水平度量測模組12從所述量測距離之數值為0公釐的位置移動至所述量測距離之數值為300公釐的位置，在真直度量測模組11及水平度量測模組12的移動過程中，測距裝置20係同時量測所述量測距離並對應輸出量測距離資料21至誤差判斷模組34，誤差判斷模組34根據量測距離資料21及量測紀錄點資料311c計算出距離誤差資料341，誤差判斷模組34係比對距離誤差資料341及量測點許可誤差值資料311d，若距離誤差資料341落入量測點許可誤差值資料311d之範圍，提醒模組35便發出提醒，記錄模組33便能夠自動的接收並記錄精度量測裝置10及測距裝置20所輸出的真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21。

舉例來說，當所述量測距離為98公釐時，測距裝置20便對應輸出量測距離資料21為98公釐至誤差判斷模組34，誤差判斷模組34便根據量測距離資料21(98公釐)及量測紀錄點資料311c(以100公釐為例)計算出距離誤差資料341為負2公釐，由於距離誤差資料341(負2公釐)不在量測點許可誤差值資料311d(正負1公釐)之範圍內，提醒模組35便不會發出提醒且記錄模組33也不會記錄量測數據。當所述量測距離為99公釐時，誤差判斷模組34所計算出的距離誤差資料341為負1公釐，由於距離誤差資料341(負1公釐)在量測點許可誤差值資料311d(正負1公釐)之範圍內，提醒模組35便會在顯示模組37閃爍綠燈以提醒使用者，精度量測裝置10已到達量測紀錄點資料311c所設定之量測紀錄點，而且記錄模組33便記錄量測數據真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21。

另外，於本創作其他實施例中，滑塊131係能夠讓真直度量測模組11及水平度量測模組12自動的從所述量測距離之數值為0公釐的位置移動至所述量測距離之數值為300公釐的位置，而當測距裝置20量測到精度量測裝置10移動到所述量測距離之數值為0公釐、100公釐、200公釐和300公釐的位置時，即表示精度量測裝置10移動到量測紀錄點資料311c所設定之量測紀錄點(0公釐處、100公釐處、200公釐處和300公釐處)，精度量測裝置10便會量測待測物200的真直度及水平度，並且精度量測裝置10同時對應輸出真直度資料111及水平度資料121以及測距裝置20同時對應輸出量測距離資料21至數據分析模組32。

一數據分析步驟S5：數據分析模組32接收且紀錄真直度資料111、水平度資料121及量測距離資料21以分析出幾何精度結果321並顯示。其中，如表1所示，係為本創作實施例中，數據分析模組32所分析出的幾何精度結果321。

表1
量測紀錄點	1	2	3	4
距離	0mm	100mm	200mm	300mm
真直度量測模組讀數	0.000mm	0.007mm	0.020mm	-0.006mm
真直度誤差	0.00525mm
水平度量測模組讀數	0”	14”	27”	-54”
水平度誤差	-3.25”

藉此，本創作具有以下優點：

1.相較於以往紀錄點標記及測量的步驟皆由人工的方式完成，本創作改為由數據處理裝置30進行記錄點的設定以及由測距裝置20專門進行距離的量測，以此達到提升整體量測效率及量測精度的目的。

2.本創作係利用數據處理裝置30自動的紀錄精度量測裝置10及測距裝置20所量測的真直度資料111、水平度資料121、量測距離資料21，並分析出幾何精度結果321，以此解決以往透過人工計算方式容易有計算錯誤的問題。

雖然本創作是以一個最佳實施例作說明，精於此技藝者能在不脫離本創作精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本創作而已，非用以限制本創作之範圍。舉凡不違本創作精神所從事的種種修改或改變，俱屬本創作申請專利範圍。

100:工具機智慧數位幾何精度檢測系統 200:待測物 10:精度量測裝置 11:真直度量測模組 111:真直度資料 112:標準物 12:水平度量測模組 121:水平度資料 13:滑動模組 131:滑塊 132:軌道 20:測距裝置 21:量測距離資料 30:數據處理裝置 31:量測設定模組 311:量測資料 311a:量測起點資料 311b:量測終點資料 311c:量測紀錄點資料 311d:量測點許可誤差值資料 32:數據分析模組 321:幾何精度結果 33:記錄模組 34:誤差判斷模組 341:距離誤差資料 35:提醒模組 36:儲存模組 37:顯示模組 S1~S5:步驟 D1:第一間隔距離 D2:第二間隔距離

[圖1]係為本創作實施例之工具機智慧數位幾何精度檢測系統之實施示意圖，用以表示真直度量測模組設於滑塊上。 [圖2]係為本創作實施例之工具機智慧數位幾何精度檢測系統之實施示意圖，用以表示水平度量測模組設於滑塊上。 [圖3]係為本創作實施例之工具機智慧數位幾何精度檢測系統之俯視示意圖，用以表示精度量測裝置之頭尾兩端與標準物之頭尾兩端之間分別具有第一間隔距離及第二間隔距離。 [圖4]係為本創作實施例之工具機智慧數位幾何精度檢測系統之方塊示意圖。 [圖5]係為本創作實施例之數據處理裝置之方塊示意圖。 [圖6]係為本創作實施例之工具機智慧數位幾何精度檢測方法之流程方塊示意圖。

100:工具機智慧數位幾何精度檢測系統

10:精度量測裝置

11:真直度量測模組

111:真直度資料

112:標準物

12:水平度量測模組

121:水平度資料

13:滑動模組

131:滑塊

132:軌道

20:測距裝置

21:量測距離資料

30:數據處理裝置

Claims

一種工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其係用以對一待測物進行幾何精度檢測，該工具機智慧數位幾何精度檢測系統包含：一精度量測裝置，其能夠移動的設於該待測物上，該精度量測裝置具有一真直度量測模組及一水平度量測模組，該真直度量測模組量測該待測物的真直度，並輸出一真直度資料，該水平度量測模組量測該待測物的水平度，並輸出一水平度資料；一測距裝置，其設於該精度量測裝置之一側，該測距裝置量測該測距裝置與該精度量測裝置之間的一量測距離，並輸出一對應該量測距離之量測距離資料；以及一數據處理裝置，其耦接於該精度量測裝置及該測距裝置，該數據處理裝置具有一量測設定模組及一數據分析模組，該量測設定模組設定一量測資料至該精度量測裝置及該測距裝置，該數據分析模組接收該真直度資料、該水平度資料及該量測距離資料以分析出一幾何精度結果。
如請求項1所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該精度量測裝置更包括有一滑動模組，該滑動模組設於該待測物上，該滑動模組具有一滑塊及一軌道，該滑塊滑動設於該軌道上，該真直度量測模組及/或該水平度量測模組設於該滑塊上，該測距裝置係沿該滑塊之移動方向設於該軌道之一側。
如請求項1所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該真直度量測模組更包括有一標準物，該真直度量測模組係以該標準物的真直度為標準真直度，並量測該待測物的真直度。
如請求項1所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該測距裝置係透過雷射測距方式、雷達測距方式及超音波測距方式之其中一者，量測該量測距離。
如請求項1所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該量測資料包括一量測紀錄點資料及一量測點許可誤差值資料。
如請求項5所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該數據處理裝置更包括有一記錄模組，該記錄模組接收並記錄該真直度資料、該水平度資料及該量測距離資料。
如請求項6所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該數據處理裝置更包括有一誤差判斷模組及一提醒模組，該誤差判斷模組根據該量測距離資料及該量測紀錄點資料計算出一距離誤差資料，若該距離誤差資料之範圍落入該量測點許可誤差值資料，該提醒模組發出提醒，該記錄模組並記錄該真直度資料、該水平度資料及該量測距離資料。
如請求項1所述之工具機智慧數位幾何精度檢測系統，其中，該數據處理裝置更包括有一儲存模組及一顯示模組，該儲存模組儲存該真直度資料、該水平度資料、該量測距離資料及該幾何精度結果，該顯示模組能夠顯示該真直度資料、該水平度資料、該量測距離資料及該幾何精度結果。