平面度光學測量設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光學測量【技術領域】，具體涉及一種自動化、非接觸式的平面度光學測量設備，包括機架，第一驅動裝置、測量裝置、定位裝置以及工控系統；機架上端設有工作臺；第一驅動裝置設置于工作臺上；測量裝置與第一驅動裝置固定連接；定位裝置設置于工作臺上；工控系統設置于機架內。本實用新型克服了現有平面度檢測方式的缺陷，具有精度高、人為干擾因素小、成本低和效率高的特點。
【專利說明】平面度光學測量設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光學測量【技術領域】，具體涉及一種自動化、非接觸式的平面度光學測量設備。
【背景技術】
[0002]在手機等電子產品及其配件的生產過程中，需要對工件的平面度進行檢測。傳統的人工檢測方式，只能通過肉眼觀察和規尺測量，對工作人員的素質要求比較高，用工成本高，但是效率很低，人為造成的誤差比較大，精確度低，甚至在測量過程中與工件接觸，可能會對工件造成刮傷、變形或扭曲，導致工件報廢。這遠遠無法滿足發展迅速的電子行業對于高標準的質量控制和低廉的生產成本的強烈需求。
實用新型內容
[0003]本實用新型實施例的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種自動化、非接觸式的平面度光學測量設備。
[0004]一種平面度光學測量設備，其特征在于:
[0005]包括機架，所述機架上端設有工作臺；
[0006]第一驅動裝置，設置于所述工作臺上；
[0007]測量裝置，與所述第一驅動裝置固定連接，用于獲取待測工件的數據；
[0008]定位裝置，設置于所述工作臺上，用于固定待測工件；
[0009]工控系統，設置于所述機架內，用于控制所述第一驅動裝置和測量裝置，以及計算分析所述測量裝置反饋的數據。
[0010]進一步說明，所述第一驅動裝置包括電動軸A、滑動組件和電動軸B;所述電動軸A和滑動組件并排安裝在所述工作臺上；所述電動軸A和滑動組件的表面設置有龍門結構架；所述龍門結構架包括兩根支柱和橫梁，所述支柱分別與電動軸A和滑動組件連接，所述橫梁架設于兩根支柱的上端；所述電動軸B固定在所述橫梁上，并且與所述電動軸A和滑動組件相互垂直；所述電動軸B設置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
[0011]進一步說明，所述第一驅動裝置包括電動軸A1和電動軸B1 ;所述電動軸A1安裝在所述工作臺上；所述電動軸A1的表面設置有懸臂結構架；所述懸臂結構架包括支架和懸臂，所述支架與電動軸A1連接，所述懸臂固定于所述支架的上端，兩者呈“7”字形；所述電動軸B1固定在所述懸臂上，并且與所述電動軸A1相互垂直；所述電動軸B1設置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
[0012]進一步說明，所述工作臺上安裝有龍門結構架或懸臂結構架；所述第一驅動裝置固定在所述龍門結構架或懸臂結構架上；所述第一驅動裝置為電動軸，所述電動軸設置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
[0013]進一步說明，所述測量裝置，包括激光測距儀、微調板和連接板；所述連接板固定在所述滑板上；所述連接板的正面開設有兩排一一對應的通孔；所述微調板上開設有一對長孔，所述長孔與所述連接板上的通孔相對應，所述微調板被相繼穿過長孔和通孔的螺釘固定在所述連接板上；所述激光測距儀固定在所述微調板上。
[0014]進一步說明，所述定位裝置為多根定位柱。
[0015]進一步說明，所述定位裝置還包括支座和多根支撐柱；所述支撐柱設置在所述支座的表面，形成支撐區域；所述定位柱設置在所述支座的表面，并且位于所述支撐區域之外；所述定位柱高于所述支撐柱。
[0016]進一步說明，所述定位裝置還包括第二驅動裝置；所述第二驅動裝置安裝在所述工作臺上；所述支座與所述第二驅動裝置固定連接。
[0017]進一步說明，所述第二驅動裝置為電動軸，也可以是伺服電機或者步進電機驅動的旋轉平臺；所述支座設置在所述電動軸或者旋轉平臺的表面。
[0018]進一步說明，所述平面度光學測量設備還包括上罩，所述上罩設置于所述工作臺上，所述第一驅動裝置、測量裝置和定位裝置均位于所述上罩內部；所述上罩的面板上安裝有顯示器。
[0019]本實用新型實施例帶來的有益效果是:平面度光學測量設備由工控系統控制，通過第一驅動裝置帶動測量裝置采集待測工件表面的數據，整個過程不會與工件發生接觸，杜絕工件被刮傷、受力變形或扭曲的可能；測量裝置所獲得的數據由工控系統計算得出平面度數值，精確度高，幾乎沒有誤差；除了需要工作人員將待測工件放在定位裝置上以外，整個檢測過程由設備自動進行，最大程度排除了人為的干擾因素，同時對工作人員的素質要求不高，降低了用工成本；測量裝置可以根據待測工件的形狀大小，靈活調節其相對待測工件的位置，保證待測工件位于有效的測量范圍內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；
[0021]圖2是圖1所示實施例的主視圖；
[0022]圖3是圖1所示實施例的定位裝置的結構示意圖；
[0023]圖4是本實用新型另一個實施例的立體圖；
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]如圖1所示，一種平面度光學測量設備，
[0026]包括機架I，機架I上端設有工作臺11 ;
[0027]第一驅動裝置2，設置于工作臺11上；
[0028]測量裝置3，與第一驅動裝置2固定連接，用于獲取待測工件的數據；
[0029]定位裝置4，設置于工作臺11上，用于固定待測工件；
[0030]工控系統(圖中未示)，設置于機架I內，用于控制第一驅動裝置2和測量裝置3，以及計算分析測量裝置3反饋的數據。
[0031]工作人員將待測工件放在定位裝置4上并固定好；工控系統發送信號給第一驅動裝置2，命令其帶動測量裝置3移動到定位裝置4附近；測量裝置3先測量待測工件表面的長和寬，并由工控系統根據測量區域面積的大小確定樣點的數量η以及標準參考面；測量裝置3在第一驅動裝置2的驅使下自動采集樣點的高度值ZpZ2……Zn ;測量裝置3將獲得的數據反饋給工控系統，工控系統對這些數據進行計算，得到樣點與標準參考面之間的偏差值Λ ΖρΛ Z2……Λ Zn，并通過求取這些偏差值的平均數，最終確定待測工件的平面度。整個檢測過程，設備不會與工件發生接觸，杜絕工件被刮傷、受力變形或扭曲的可能。
[0032]如圖2所示，在本實施例中，第一驅動裝置2包括電動軸A (21)、滑動組件(22)和電動軸B (23)。電動軸A (21)和滑動組件(22)并排安裝在工作臺11上；電動軸A (21)和滑動組件(22)的表面設置有龍門結構架；龍門結構架包括支柱201和202以及橫梁203，支柱201和202分別與電動軸A (21)和滑動組件(22)連接，橫梁203架設于支柱201和202的上端；電動軸B (23)固定在橫梁203上，并且與電動軸A (21)和滑動組件(22)相互垂直；電動軸B (23)設置有滑板24，滑板24與測量裝置3固定連接。其中，電動軸A (21)為主動，滑動組件(22)為從動，龍門結構架以及電動軸B (23)在電動軸A (21)的驅動下能夠沿著Y軸方向自由移動；測量裝置3在電動軸B (23)的驅動下，能夠沿著X軸方向自由移動。
[0033]作為替代方案，第一驅動裝置2包括電動軸A1和電動軸B1 ；電動軸A1安裝在工作臺11上；電動軸A1的表面設置有懸臂結構架；懸臂結構架包括支架和懸臂，支架與電動軸A1連接，懸臂固定于支架的上端，兩者呈“V，字形；電動軸B1固定在懸臂上，并且與電動軸A1相互垂直；電動軸BI設置有滑板，滑板與測量裝置3固定連接。其中，懸臂結構架及電動軸B1在電動軸A1的驅動下，能夠沿著Y軸方向自由移動；測量裝置3在電動軸B1的驅動下，能夠沿著X軸方向自由移動。
[0034]作為替代方案，工作臺11上安裝有龍門結構架或懸臂結構架；第一驅動裝置2固定在龍門結構架或懸臂結構架上；第一驅動裝置2優選為電動軸，電動軸設置有滑板，滑板與測量裝置3固定連接。其中，測量裝置3在電動軸的驅動下，能夠在工作臺11上做直線運動。
[0035]如圖2所示，測量裝置3，包括激光測距儀31、微調板32和連接板33 ;連接板33固定在滑板24上；連接板33的正面開設有兩排一一對應的通孔；微調板32上開設有一對長孔，長孔與連接板33上的通孔相對應，微調板32被相繼穿過長孔和通孔的螺釘固定在連接板33上；激光測距儀31固定在微調板32上。
[0036]對于本實用新型而言，激光測距儀適用的是點激光或者線激光，也可以用3D相機代替激光測距儀。
[0037]在另一個實施例中，測量裝置3還包括防塵罩(圖中未示)，其固定在滑板24上；激光測距儀31位于防塵罩內部，使其得到更好的保護。
[0038]本實用新型提供的設備可以根據待測工件的形狀大小，靈活調節測量裝置3的位置，保證待測工件位于有效的測量范圍內。具體而言，松開微調板上的螺釘，調整其在連接板上的位置，重新再固定即可。
[0039]定位裝置4為多根定位柱41。具體而言，定位柱41優選有三根，設置在工作臺11上，其中沿著Y軸方向有兩根，沿著X軸方向有一根，實現對待測工件的長和寬的定位。檢測時，只需將待測工件平放在工作臺11上，并且讓其長和寬緊靠定位柱41，即可判定工件放置到位。
[0040]如圖3所示，在另一個實施例中，除了定位柱41，定位裝置4還包括支座42和多根支撐柱43 ;支撐柱43設置在支座42的表面，形成支撐區域；定位柱41設置在支座42的表面，并且位于支撐區域之外；定位柱41高于支撐柱43。其中，定位柱41優選有三根，支撐柱優選有四根。定位裝置4固定在工作臺11上。
[0041]檢測前，工作人員先將待測工件放置在支座42上，由支撐柱43平托，工件四周邊緣緊靠定位柱41進行定位；位置調整好后，工控系統發送信號給第一驅動裝置2和測量裝置3移動到定位裝置4的上方，開始進行檢測；確定平面度后，工作人員直接取下工件，重新上料即可。可見，除了需要工作人員將待測工件放置在定位裝置上以外，整個檢測過程由設備自動進行，最大程度排除了人為的干擾因素，同時對工作人員的素質要求不高，降低了用工成本。
[0042]作為替代方案，除了定位柱41、支座42和支撐柱43，定位裝置4還包括第二驅動裝置(圖中未示);第二驅動裝置安裝在工作臺11上；支座42與第二驅動裝置固定連接。具體而言，第二驅動裝置優選為電動軸；支座42設置在電動軸的表面。支座42在電動軸的驅動下，能夠在工作臺11上做直線運動。第二驅動裝置也可以是伺服電機或者步進電機驅動的旋轉平臺；支座42設置在旋轉平臺的表面。支座42在旋轉平臺的帶動下能夠在工作臺11上實現水平旋轉。
[0043]如圖4所示，平面度光學測量設備還包括上罩5，上罩5設置于工作臺11上，第一驅動裝置2、測量裝置3和定位裝置4均位于上罩5內部；上罩5的面板上安裝有顯示器6。上罩5用于防塵，保護設置于工作臺11上的各個裝置。顯示器6用于顯示工控系統經過處理得到的工件平面度結果。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種平面度光學測量設備，其特征在于: 包括機架，所述機架上端設有工作臺； 第一驅動裝置，設置于所述工作臺上； 測量裝置，與所述第一驅動裝置固定連接，用于獲取待測工件的數據； 定位裝置，設置于所述工作臺上，用于固定待測工件； 工控系統，設置于所述機架內，用于控制所述第一驅動裝置和測量裝置，以及計算分析所述測量裝置反饋的數據。
2.根據權利要求1所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述第一驅動裝置包括電動軸A、滑動組件和電動軸B ;所述電動軸A和滑動組件并排安裝在所述工作臺上；所述電動軸A和滑動組件的表面設置有龍門結構架；所述龍門結構架包括兩根支柱和橫梁，所述支柱分別與電動軸A和滑動組件連接，所述橫梁架設于兩根支柱的上端；所述電動軸B固定在所述橫梁上，并且與所述電動軸A和滑動組件相互垂直；所述電動軸B設置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
3.根據權利要求1所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述第一驅動裝置包括電動軸A1和電動軸B1 ;所述電動軸A1安裝在所述工作臺上；所述電動軸A1的表面設置有懸臂結構架；所述懸臂結構架包括支架和懸臂，所述支架與電動軸A1連接，所述懸臂固定于所述支架的上端，兩者呈“7”字形；所述電動軸B1固定在所述懸臂上，并且與所述電動軸A1相互垂直；所述電動軸B1設置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
4.根據權利要求1所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述工作臺上安裝有龍門結構架或懸臂結構架；所述第一驅動裝置固定在所述龍門結構架或懸臂結構架上；所述第一驅動裝置為電動軸，所述電動軸設置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述測量裝置，包括激光測距儀、微調板和連接板；所述連接板固定在所述滑板上；所述連接板的正面開設有兩排一一對應的通孔；所述微調板上開設有一對長孔，所述長孔與所述連接板上的通孔相對應，所述微調板被相繼穿過長孔和通孔的螺釘固定在所述連接板上；所述激光測距儀固定在所述微調板上。
6.根據權利要求1所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述定位裝置為多根定位柱。
7.根據權利要求6所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述定位裝置還包括支座和多根支撐柱；所述支撐柱設置在所述支座的表面，形成支撐區域；所述定位柱設置在所述支座的表面，并且位于所述支撐區域之外；所述定位柱高于所述支撐柱。
8.根據權利要求7所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述定位裝置還包括第二驅動裝置；所述第二驅動裝置安裝在所述工作臺上；所述支座與所述第二驅動裝置固定連接。
9.根據權利要求8所述的平面度光學測量設備，其特征在于:所述第二驅動裝置為電動軸，也可以是伺服電機或者步進電機驅動的旋轉平臺；所述支座設置在所述電動軸或者旋轉平臺的表面。
10.根據權利要求1所述的平面度光學測量設備，其特征在于:還包括上罩，所述上罩設置于所述工作臺上，所述第一驅動裝置、測量裝置和定位裝置均位于所述上罩內部；所述上罩的面板 上安裝有顯示器。
【文檔編號】G01B11/30GK203704886SQ201320875722
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】劉建華, 彭瑋, 吳鑫毅, 艾曉國, 仝敬爍, 尹建剛, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
