專利名稱：移動龍門式光學坐標測量儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及光學坐標測量儀器，是生產過程中工件的檢驗設備，屬于檢測儀器技術領域，具體說是一種移動龍門式光學坐標測量儀。
背景技術：
坐標測量儀主要用來測量被測物體的外形尺寸，尤其適用于測量不規則物體的外形尺寸，通常分二維、三維坐標測量儀，又分接觸式和非接觸式兩類，本發明所說的光學坐標測量儀屬于三維坐標、非接觸式。光學坐標測量儀是最近15年以來發展最快的坐標測量技術之一，隨著數碼攝像技術和計算機軟件技術的高速發展，光學坐標測量儀的測量精度也越來越高。由于其相對于常規的坐標測量儀有著操作簡單、測量快速的優點，越來越多地在生產實踐中得到應用，并逐步取替了常規的坐標測量儀。
光學坐標測量儀的基本原理是投射光源位于被測物體下方，將被測物體的影像投射到影像接收器的感應面上，影像接收器再將接收到的影像轉變為數字形式的圖像，通過計算機軟件對數字圖像輪廓的識別和計算來求得被測物體的實際尺寸。因此光學坐標測量技術是光學測量技術與計算機圖像處理技術緊密結合的產物。其技術關鍵是必須保證被測物體的影像正確無誤(無畸變)地投影至影像接收器上，因此，必須保證測頭或被測件在X、Y和Z方向上平穩運動，同時，透射光源必須使用遠焦光路光源，且光源必須與放大物鏡處于同一光軸中。為了實現這一目的，目前通常使用的方法有以下三種第一種是采用懸臂結構，在該結構中，儀器的Z軸安裝在不動的懸臂上。而測臺在水平面內作X，Y方向上的運動，以保證透射光源與放大物鏡的運動的同步性。但這類懸臂結構往往比較單薄，測臺運動時懸臂常常產生顫動，從而影響光源的同軸度，最終導致錯誤的測量結果。在大型光學測量儀中，這類現象尤其突出。
第二種結構為固定龍門式結構，在該結構中，裝有X軸向的橫梁通過兩端支柱固定于底座上，保持靜止不動狀態。而測臺作Y方向上的運動。Z軸沿橫梁的導軌作X方向上的運動。
以上兩種結構由于測臺運動的范圍必須要雙倍于測量范圍的行程，因此使機型偏大，重量偏大。
第三種結構屬于移動式龍門結構，常用于接觸式三坐標測量儀，可達到減少體積及重量的目的。在該結構中，兩龍門立柱及橫梁均位于測臺面之上，其中，一端立柱安裝在導軌上，用驅動電機直接驅動，而另一立柱及橫梁則被動地被該立柱拖動。因此，除了常規的系統偏差之外，儀器還增加了一個繞驅動立柱的X-Y平面上的扭轉偏差。由于橫梁加Z軸的自重所引起的慣性力的作用，整個機架又產生了一個繞驅動立柱導軌的一個Y-Z平面上的扭轉偏差。由于在橫梁上不斷活動的Z軸的位置不斷改變，使整個機架的重心位置不斷地改變，因此，這兩個扭轉偏差帶有隨機性，非常不容易修正，使這種移動龍門式坐標測量儀精度低。此外，這種結構由于無法固定透射光源，不適用于光學坐標測量儀。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的不足而提供一種移動龍門式光學坐標測量儀，保證影像接收器與被測件在X、Y和Z方向上的相對運動平穩、無扭轉，且光源與影像接收器的放大物鏡處于同一光軸中。另外，移動部件行程小，使儀器體積小、測量精度高、使用維護方便。
本發明的目的是通過以下技術措施實現的一種移動龍門式光學坐標測量儀，主要由底座、移動式龍門、測臺、光源、影像接收器組成，其特征在于所述的底座上左右各安裝一縱向導軌，每根縱向導軌上安裝兩個滑塊，兩根縱向導軌上的滑塊通過一塊橫向平板連接，移動龍門的橫梁通過立柱均安裝在上述橫向平板上，橫向平板底部中間位置連接與縱向導軌平行的電機驅動絲桿；透射光源通過連動機構安裝在橫向平板上，有一Z軸平板安裝在移動龍門的橫梁上，并與連動機構連接，影像接收器與Z軸平板中的垂直升降裝置連接，影像接收器的放大物鏡與透射光源始終處在同一垂直光軸；測臺高于橫向平板水平穿過移動式龍門，并安裝在底座上。
所述的連動機構由橫向導軌、橫向導軌滑塊、鋼絲繩、滑輪組組成，橫向導軌沿X軸向安裝在橫向平板上，橫向導軌滑塊安裝在橫向導軌上，透射光源固定在橫向導軌滑塊，滑輪組中的兩個滑輪A、B分別安裝在橫向平板的左右兩側，其余的滑輪C、D、E安裝在龍門橫梁的左側，滑輪F、G安裝在龍門橫梁的右側，鋼絲繩的一端固定在橫向導軌滑塊上，另一端依次繞過滑輪A、C、F、D、E、G、B也固定在橫向導軌滑塊上，在滑輪F、D之間的鋼絲繩上連接Z軸平板，Z軸平板與龍門橫梁橫向導軌連接。
所述的測臺由平面臺板和兩個條形連接板組成，兩個條形連接板分別安裝在底座的前后兩側，且兩個條形連接板上沿高于透射光源，平面臺板由透明平板和邊框組成，平面臺板的邊框安裝在兩個條形連接板上。
所述的橫向導軌是線性導軌或氣浮導軌或滑動、滾動導槽結構；所述的縱向導軌是金屬線性導軌或氣浮導軌。
所述的每一縱向導軌上的兩滑塊相距500mm以上。
本發明的優點和積極效果是1、本發明的測臺固定在底座上，將透射光源、影像接收器和移動龍門設置為一體，由于兩根縱向導軌上的四塊滑塊固定在同一塊橫向平板上，橫向平板底部中間位置連接與縱向導軌平行的電機驅動絲桿，在移動時，對兩根縱向導軌提供對稱相等的驅動力。因此，有效地保證了影像接收器與被測件在X、Y和Z方向上的相對運動平穩，限制了X-Y平面上的扭轉偏差。
2、本發明的透射光源通過連動機構安裝在橫向平板上，有一Z軸平板安裝在移動龍門的橫梁的橫向導軌上，并與連動機構連接，影像接收器與Z軸平板中的垂直升降裝置連接，使影像接收器的放大物鏡與透射光源始終處在同一垂直光軸中，保持同步移動。同時，移動部件行程小，使儀器體積小、測量精度高、使用維護方便。
圖1為本發明一種移動龍門式光學坐標測量儀—實施例的立體結構圖；圖2為本發明一種移動龍門式光學坐標測量儀連動機構的立體結構示意圖。
具體實施例方式
參見圖1，一種移動龍門式光學坐標測量儀，主要由底座12、移動式龍門、測臺10、11、光源9、影像接收器19組成，底座12上左右各安裝一縱向導軌1、2，每根縱向導軌1、2上各安裝兩個相距500mm以上的滑塊3、4，兩根縱向導軌1、2的4個滑塊3、4通過同一塊橫向平板5連接，移動龍門的橫梁6通過立柱7均安裝在橫向平板5上，橫向平板5的底部中線位置連接與縱向導軌平行的電機驅動絲桿8，這樣對兩根縱向導軌1、2提供對稱相等的驅動力，有效地限制了龍門移動時X-Y平面上的扭轉偏差。
橫向平板5上沿X軸向還安裝著橫向導軌13，橫向導軌13上安裝有橫向導軌滑塊14，透射光源9固定在橫向導軌滑塊14上；橫向導軌滑塊14與連動機構15連接，影像接收器與Z軸平板17中的垂直升降裝置連接，Z軸平板17安裝在移動龍門的橫梁6上并與橫向平板5上的透射光源9在同一垂直位置。
參見圖2，連動機構15是一組滑輪結構，滑輪組18中的兩個A、B分別安裝在平板5的左右兩側，其余的滑輪C、D、E安裝在龍門橫梁6的左側，滑輪F、G安裝在龍門橫梁6的右側，鋼絲繩16的一端固定在橫向導軌滑塊14上，另一端依次繞過滑輪A、C、F、D、E、G、B也固定在橫向導軌滑塊14上，其中，鋼絲繩16在滑輪F、D之間固定在Z軸平板17上，Z軸平板與龍門橫梁橫向導軌連接。這樣當Z軸沿X軸向移動時，在連動機構15的帶動下，透射光源9和影像接收器19同步移動，始終處于同一垂直光軸；該連動機構15也可使用電機通過絲桿直接驅動而成。但此時驅動透射光源的電機必須同X軸的驅動電機進行同步控制，否則，將不能達到透射光源9與影像接收器19的放大物鏡始終保持同光軸地運動。
測臺由平面臺板10和兩個條形連接板11組成，兩個條形連接板11位于平面臺板10下的前后兩邊，安裝時，測臺穿過龍門在橫向平板5的上方，通過兩個條形連接板11分別固定在底座12的前后兩側，其高度高于透射光源9。這樣，測臺10、11與龍門相對獨立，無直接的機械接觸。平面臺板10由透明平板和邊框組成，用于光學無接觸坐標測量儀。當平面臺板為實體平板時，該結構可用于接觸式坐標測量儀。
橫向導軌13是線性導軌或氣浮導軌、滑動、滾動導槽等結構。縱向導軌1、2是金屬線性導軌或氣浮導軌。
當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發明的實質范圍內，作出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種移動龍門式光學坐標測量儀，主要由底座(12)、移動式龍門、測臺、光源(9)、影像接收器(19)組成，其特征在于所述的底座上左右各安裝一縱向導軌，每根縱向導軌上安裝兩個滑塊(3、4)，兩根縱向導軌(1、2)上的滑塊(3、4)通過一塊橫向平板(5)連接，移動龍門的橫梁(6)通過立柱(7)均安裝在上述橫向平板(5)上，橫向平板(5)底部中間位置連接與縱向導軌(1、2)平行的電機驅動絲桿(8)；透射光源(9)通過連動機構(15)安裝在橫向平板(5)上，有一Z軸平板(17)安裝在移動龍門的橫梁(6)上，并與連動機構(15)連接，影像接收器(19)與Z軸平板(17)中的垂直升降裝置連接，影像接收器(19)的放大物鏡與透射光源(9)的光軸始終處在同一垂直線；測臺高于橫向平板(5)水平穿過移動式龍門，并安裝在底座(12)上。
2.按照權利要求1所述的移動龍門式光學坐標測量儀，其特征在于所述的連動機構(15)由橫向導軌(13)、橫向導軌滑塊(14)、鋼絲繩(16)、滑輪組(18)組成，橫向導軌(13)沿X軸向安裝在橫向平板(5)上，橫向導軌滑塊(14)安裝在橫向導軌(13)上，透射光源(9)固定在橫向導軌滑塊(14)上，滑輪組(18)中的兩個滑輪A、B分別安裝在橫向平板(5)的左右兩側，其余的滑輪C、D、E安裝在龍門橫梁(6)的左側，滑輪F、G安裝在龍門橫梁(6)的右側，鋼絲繩(16)的一端固定在橫向導軌滑塊(14)上，另一端依次繞過滑輪A、C、F、D、E、G、B也固定在橫向導軌滑塊(14)上，在滑輪F、D之間的鋼絲繩上連接Z軸平板(17)，Z軸平板(17)與龍門橫梁(6)橫向導軌連接。
3.按照權利要求1或2所述的移動龍門式光學坐標測量儀，其特征在于所述的測臺由平面臺板(10)和兩個條形連接板(11)組成，兩個條形連接板(11)分別安裝在底座(12)的前后兩側，且兩個條形連接板(11)上沿高于透射光源(9)，平面臺板由透明平板和邊框組成，平面臺板的邊框安裝在兩個條形連接板(11)上。
4.按照權利要求1或2所述的移動龍門式光學坐標測量儀，其特征在于所述的橫向導軌(13)是線性導軌或氣浮導軌或滑動、滾動導槽結構；所述的縱向導軌(1、2)是金屬線性導軌或氣浮導軌。
5.按照權利要求3所述的移動龍門式光學坐標測量儀，其特征在于所述的橫向導軌(13)是線性導軌或氣浮導軌或滑動、滾動導槽結構；所述的縱向導軌(1、2)是金屬線性導軌或氣浮導軌。
6.按照權利要求1或2所述的一種移動龍門式光學坐標測量儀，其特征在于所述的每一縱向導軌(1、2)上的兩滑塊(3、4)相距500mm以上。
7.按照權利要求5所述的一種移動龍門式光學坐標測量儀，其特征在于所述的每一縱向導軌(1、2)上的兩滑塊(3、4)相距500mm以上。
全文摘要
本發明提供了一種移動龍門式光學坐標測量儀，主要由底座、移動式龍門、測臺、光源、影像接收器組成，其特點是所述的底座上左右各安裝一縱向導軌，每根縱向導軌上安裝兩個滑塊，兩根縱向導軌上的滑塊通過一塊橫向平板連接，移動龍門安裝在橫向平板上，橫向平板底部中間位置連接電機驅動絲桿；透射光源通過連動機構安裝在橫向平板上，有一Z軸平板安裝在移動龍門的橫梁上，并與連動機構連接，影像接收器與Z軸平板中的垂直升降裝置連接，且與透射光源始終在同一垂直位置；測臺高于橫向平板水平穿過移動式龍門，并安裝在底座上。保證影像接收器與被測件在三維方向上的相對運動平穩、無扭轉。儀器體積小、測量精度高、使用維護方便。
文檔編號G01B11/03GK1932436SQ200610069130
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月30日 優先權日2006年9月30日
發明者趙政康 申請人:趙政康
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
