一种非接触式表面平面度光学测量设备的制作方法

本实用新型涉及平面度测量技术领域，更具体的说，特别涉及一种非接触式表面平面度光学测量设备。

背景技术：

电子产品及配件、精密机械零件等涉及到的电子行业、机械加工制造业、精密仪器量具行业，在生产过程中需要对工件进行表面平面度检测。如果用传统人工检测、肉眼观察、规尺量或者用OMM、OEM专用测量仪器，其效率低、精确度低、结果数据一致性差，对人员素质的要求也很高，人为因素造成的误差也比较大，还会对产品造成刮伤、变形、扭曲导致产品报废，甚至无法得到产品的真实测量值。

随着各行业的迅速发展，质量控制越显突出，用工成本也不断提高，对产品表面平面度自动化检测的需求就越来越强烈。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种非接触式表面平面度光学测量设备，其结构简单、功能可靠也易于实现，并能可靠地完成产品平面度的测量，其测量效率和测量精度高。

为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种非接触式表面平面度光学测量设备，包括机柜、上料模组、CCD影像系统、激光测量模组、XYZ轴下料模组和四轴机械手，所述机柜上安装有上料模组、CCD影像系统、激光测量模组、XYZ轴下料模组和四轴机械手；

待测工件放置在所述上料模组上，所述CCD影像系统用于对待测工件进行拍照定位，得到其精确位置；所述四轴机械手根据所述位置进行移动并抓起所述待测工件，校正姿态后将其放置到激光测量模组上；所述激光测量模组能够带动待测工件转动，并实现对待测工件的上下面进行取点测量；所述XYZ轴下料模组用于对测量完成后的待测工件进行下料。

所述上料模组包括升降电机、固定板和产品定位模，其中固定板安装在机柜上，其下端面安装有升降电机；所述产品定位模设置在固定板的上端面，并与升降电机连接，用于放置待测工件。

所述固定板的上端面还安装有直线轴承，直线轴承内设置有导向杆，导向杆的端部连接产品定位模。

所述CCD影像系统包括CCD固定底板、相机调整块、CCD相机和镜头，其中CCD固定底板安装在机柜上并与所述产品定位模的位置相对应，相机调整块安装在CCD固定底板上；CCD相机和镜头同轴安装在相机调整块上，两者用于对待测工件进行拍照定位。

所述激光测量模组包括XY直线电机、焊接固定架、激光测距仪、DD马达、真空仿形定位块、旋转气接头和转盘，其中转盘通过旋转气接头安装在机柜上，转盘底面连接有DD马达；所述转盘上设置有真空仿形定位块，用于放置被测工件；所述XY直线电机安装在机柜上，并位于转盘的一侧；所述焊接固定架设置在XY直线电机上，焊接固定架上并位于转盘的两侧对称设置有激光测距仪。

所述XYZ轴下料模组包括仿形真空吸头、连接杆、焊接支架、X运动平台、Y运动平台、Z运动平台、直角连接块和连接块，其中X运动平台、Y运动平台和Z运动平台安装在一起后，三者通过焊接支架安装在机柜上；所述Z运动平台上安装有连接块，连接杆通过直角连接块安装在连接块上，连接杆的端部安装有仿形真空吸头，用于吸附待测工件。

所述机柜包括机架体、台板、上罩和三色灯，其中机架体上设置有台板，所述上料模组、CCD影像系统、激光测量模组、XYZ轴下料模组和四轴机械手均设于台板上；上罩安装在台板上，上罩上还设置有三色灯，用于进行报警显示。

所述机架体的一侧还设置有键盘显示器组件，键盘显示器组件连接机架体内侧的工控系统。

所述机柜的机架体底部四角上设置有脚杯和脚轮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型中通过上料模组、CCD影像系统、激光测量模组、XYZ轴下料模组和四轴机械手能够可靠地获得产品上下表面的平面度值，提高了整个设备的测量效率和测量精度，并能保证产品的一致性，整个设备结构简单、功能可靠也易于实现。

附图说明

图1为本实用新型非接触式表面平面度光学测量设备的结构示意图。

图2为本实用新型非接触式表面平面度光学测量设备的俯视图。

图3为本实用新型中机柜的主视图。

图4为本实用新型中机柜的轴测图。

图5为本实用新型中上料模组的结构示意图。

图6为本实用新型中激光测量模组的结构示意图。

图7为本实用新型中CCD影像系统和XYZ轴下料模组的结构示意图。

附图标记说明：10-机柜、20-上料模组、30-CCD影像系统、40-激光测量模组、50-XYZ轴下料模组、60-四轴机械手、70-键盘显示器组件、101-脚杯、102-脚轮、103-机架体、104-台板、105-上罩、106-三色灯、202-升降电机、203-固定板、205-产品定位模、301-CCD固定底板、302-相机调整块、303-CCD相机、304-镜头、401-XY直线电机、402-焊接固定架、403-激光测距仪、404-DD马达、405-真空仿形定位块、406-旋转气接头、407-转盘、501-仿形真空吸头、502-连接杆、503-焊接支架、504-X运动平台、505-Y运动平台、507-Z运动平台、506-直角连接块、508-连接块。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参阅图1所示，本实用新型提供的一种非接触式表面平面度光学测量设备，包括机柜10、上料模组20、CCD影像系统30、激光测量模组40、XYZ轴下料模组50、四轴机械手60，其中上料模组20、CCD影像系统30、激光测量模组40、XYZ轴下料模组50和四轴机械手60设置于机柜10上。

待测工件放置在所述上料模组20上，所述CCD影像系统30用于对待测工件进行拍照定位，得到其精确位置；所述四轴机械手60根据所述位置进行移动并抓起所述待测工件，校正姿态后将其放置到激光测量模组40上；所述激光测量模组40能够带动待测工件转动，并实现对待测工件的上下面进行取点测量；所述XYZ轴下料模组50用于对测量完成后的待测工件进行下料。

如图2和图3所示，所述机柜10包括机架体103、台板104、上罩105和三色灯106，其中机柜10整体是一个桌式结构，机架体103上设置有台板104，所述上料模组20、CCD影像系统30、激光测量模组40、XYZ轴下料模组50和四轴机械手60设于台板104上。上罩105安装在台板104上，上罩105上还设置有三色灯106，用于进行报警显示。

所述机架体103的一侧还设置有键盘显示器组件70，键盘显示器组件70连接机架体103内侧的工控系统。

为方便整个设备进行移动，所述机柜10的机架体103底部四角上设置有脚杯101和脚轮102。

如图5所示，所述上料模组20包括升降电机202、固定板203和产品定位模205，其中固定板203安装在机柜10的台板104上，其下端面安装有升降电机202。所述产品定位模205设置在固定板203的上端面，并与升降电机202连接。待测工件设置在产品定位模205上，通过升降电机202带动产品定位模205及其上的待测工件进行上下移动。

为了保证升降电机202工作的可靠性和稳定性，所述固定板203的上端面还安装有直线轴承204，直线轴承204内设置有导向杆201，导向杆201的端部连接产品定位模205。

本实施例中，为了提高整个设备的工作效率，所述机柜10的台板104上设置有两组上料模组20。

如图7所示，所述CCD影像系统30包括CCD固定底板301、相机调整块302、CCD相机303和镜头304，其中CCD固定底板301安装在机柜10的台板104上并与所述产品定位模205的位置相对应，相机调整块302安装在CCD固定底板301上。CCD相机303和镜头304同轴安装在相机调整块302上，两者用于对待测工件进行拍照定位。

如图6所示，所述激光测量模组40包括XY直线电机401、焊接固定架402、激光测距仪403、DD马达404、真空仿形定位块405、旋转气接头406和转盘407，其中转盘407通过旋转气接头406安装在机柜10的台板104上，转盘407底面连接有DD马达404。所述转盘407上设置有真空仿形定位块405，用于放置被测工件。为了提高设备的工作效率，转盘407上设置有三个真空仿形定位块405，这样可以实现上料、测量和下料能够同时进行。

所述XY直线电机401安装在机柜10上，并位于转盘407的一侧。所述焊接固定架402设置在XY直线电机401上，焊接固定架402上并位于转盘407的两侧对称设置有激光测距仪403。

上述中，所述激光测量模组40能够带动待测工件旋转，并能可靠地完成对待测工件上下表面平面度的测量，其简单、可靠并能实现自动化完成测量，测量效率和测量精度也高。

参阅图7所示，所述XYZ轴下料模组50包括仿形真空吸头501、连接杆502、焊接支架503、X运动平台504、Y运动平台505、Z运动平台507、直角连接块506和连接块508，其中X运动平台504、Y运动平台505和Z运动平台507安装在一起后，三者通过焊接支架503安装在机柜10上。所述Z运动平台507上安装有连接块508，连接杆502通过直角连接块506安装在连接块508上，连接杆502的端部安装有仿形真空吸头501，用于吸附待测工件。本实用新型中，所述XYZ轴下料模组50的结构简单、并能可靠地对测量完成后的待测工件进行下料。

本实用新型的工作原理如下：

四轴机械手60从上料模组20的产品定位模205上取出待测工件，通过CCD相机303对待测工件进行拍照定位。根据所述照片经过计算后，四轴机械手60对待测工件的姿态进行校正，然后将其放在转盘407的真空仿形定位块405上，然后DD马达404旋转带动转盘407及其上的待测工件转动至激光测距仪403上方，即为检测位。对产品测量时，XY直线电机401带动激光测距仪403对待测工件的上下表面进行测量得到测量结果，经过计算分析，得到出产品上下表面的平面度数值。

检测完后，DD马达404旋转带动转盘407及其上的待测工件转动，当待测工件与仿形真空吸头501位置相对应时，X运动平台504、Y运动平台505和Z运动平台507开始工作，使仿形真空吸头501吸附真空仿形定位块405上待测工件即将其取下，从而完成本次测量。测量完成后通过键盘显示器组件70显示测量结果数据，并存储记录结果。

本实用新型中，由于可以实时调整测量区域，对于不同的产品，也可以精确地完成上下面平面度的测量，因而具有广泛的适用性和操作的便捷性。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。