激光三维扫描装置的制作方法

本实用新型涉及产品自动检测设备，更具体地说是指激光三维扫描装置。

背景技术：

随着计算机技术及成像技术的快速发展，越来越多的自动检测设备应用于消费电子等行业的产品检测，传统工业生产线上的质量检测人员正在逐步被自动化检测设备所取代。但是，现有的自动检测设备大多是采用拍摄平面图像后，进行图像分析，这种方式容易受到扫描维度的限制，无法满足越来越复杂的检测需求，针对非平面，曲面，曲线或异形产品的缺陷检测，受限于机械运动运动规划，末端运动抖动等难题，还难以实现智能化和自动化检测，比如运动鞋中底胶路检测，手机中框胶路检测等，汽车发动机盖板检测等等。

因此，有必要设计一种新的装置，实现可全方位地、自动地扫描产品，以进行自动检测，提高检测效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供激光三维扫描装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：激光三维扫描装置，包括支架、定位组件、机械臂、扫描组件以及夹具组件，所述机械臂以及所述定位组件连接于所述支架上，所述扫描组件以及所述夹具组件分别连接于所述机械臂的末端。

其进一步技术方案为：所述支架上还连接有上料组件以及下料组件，所述上料组件以及下料组件分别位于所述定位组件的两侧。

其进一步技术方案为：所述机械臂的末端连接有连接盘，所述扫描组件以及所述夹具组件分别与所述连接盘连接，且所述扫描组件以及所述夹具组件分别绕着所述连接盘的外周布置。

其进一步技术方案为：所述扫描组件包括三维激光图像传感器。

其进一步技术方案为：所述夹具组件包括吸盘以及定位相机。

其进一步技术方案为：所述支架上还连接有控制器，所述三维激光图像传感器以及所述定位相机分别与所述控制器连接。

其进一步技术方案为：所述定位组件包括定位座以及两个夹具，所述定位座通过安装架连接于所述支架上，两个所述夹具分别连接在所述安装架上，且两个所述夹具分别位于所述定位座的两侧。

其进一步技术方案为：所述夹具包括气缸以及夹爪，所述气缸与所述夹爪连接，所述气缸连接于所述安装架上。

其进一步技术方案为：所述上料组件包括上料弹夹箱。

其进一步技术方案为：所述下料组件包括第一下料弹夹箱以及第二下料弹夹箱。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过在支架上设置定位组件、机械臂，机械臂的末端连接扫描组件以及夹具组件，机械臂具有六个自由度，由机械臂转动带动夹具组件夹取产品后，移动放置在定位组件上，机械臂再带动扫描组件进行产品的全方位扫描，以进行产品合格性的检测，实现可全方位地、自动地扫描产品，以进行自动检测，提高检测效率。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的激光三维扫描装置的立体结构示意图一；

图2为本实用新型具体实施例提供的激光三维扫描装置的立体结构示意图二；

图3为本实用新型具体实施例提供的激光三维扫描装置的立体结构示意图三；

图4为图1的a处局部放大示意图；

图5为图1的b处局部放大示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～5所示的具体实施例，本实施例提供的激光三维扫描装置，可以运用在产品自动检测过程中，实现针对非平面目标的表面缺陷检测，例如曲线、曲或异形产品，通过在机械臂20的末端增加三维激光图像传感器21，读取被扫描目标的路径文件，通过轨迹规划算法计算扫描路径，进而执行扫描，全方位的对被测目标进行三维激光扫描成像，实现自动检测。

请参阅图1至图3，上述的激光三维扫描装置，包括支架10、定位组件、机械臂20、扫描组件以及夹具组件，机械臂20以及定位组件连接于支架10上，扫描组件以及夹具组件分别连接于机械臂20的末端。

在本实施例中，机械臂20是一个六轴机械手，驱动机械手的六轴自由度的转动，实现扫描组件以及夹具组件在不同位置的移动，先由夹具组件夹取产品后，将其放置在定位组件上，再由机械臂20按照预先设定的扫描路径带动扫描组件以扫描姿态对目标进行扫描，扫描过程中对数据进行实时处理，以进行检测，再根据检测结果由夹具组件带动产品按照产品是否合格进行分类下料，由机械臂20带动扫描组件进行六轴自动度转动，可以实现对产品的全方位扫描检测，实现可全方位地、自动地扫描产品，以进行自动检测，提高检测效率。

在一实施例中，请参阅图1至图3，上述的支架10上还连接有上料组件以及下料组件，上料组件以及下料组件分别位于定位组件的两侧。

在本实施例中，上料组件包括上料弹夹箱50。下料组件包括第一下料弹夹箱60以及第二下料弹夹箱61。

在本实施例中，对于上料而言，分别设置上料区以及缓冲区，上料弹夹箱50的个数至少为两个，设置两个上料弹夹箱50分别为上料区和缓存区，可以实现机器运行的同时进行上料。

在本实施例中，设置第一下料弹夹箱60和第二下料弹夹箱61，下料组件所实则会的下料分选工位分别为ok品存放区域和ng品存放区域，同样也采用弹夹式缓存。

在一实施例中，请参阅图4，上述的机械臂20的末端连接有连接盘22，扫描组件以及夹具组件分别与连接盘22连接，且扫描组件以及夹具组件分别绕着连接盘22的外周布置。

该连接盘22将扫描组件以及夹具组件与机械臂20连接，由机械臂20带动扫描组件以及夹具组件转动。

在一实施例中，上述的扫描组件包括三维激光图像传感器21。

在一实施例中，上述的夹具组件包括吸盘23以及定位相机24。具体地，吸盘23以及定位相机24也是环绕着连接盘22的外周布置，吸盘23、定位相机24以及三维激光图像传感器21间隔布置，以便于利用一个机械臂20带动三个器件转动，以实现一个驱动器件带动三个器件实现多种工位的不同操作，比如扫描产品、夹取产品以及产品的定位。

在一实施例中，上述的支架10上还连接有控制器，三维激光图像传感器21以及定位相机24分别与控制器连接。

机械臂20为六自由度高精度机器人系统，包括六轴机器人本体、机器人控制器和机器人示教器。

于其他实施例中，上述的连接盘22还可以为三头t型夹具，三头t型夹具的三头分别连接三维激光图像传感器21、定位相机24和吸盘23。三维激光图像传感器21采用激光结构光方式进行目标的三维形态扫描，其原理不再赘述。定位相机24为单通道工业相机，配置工业镜头和高角度环形光源，其功能可以包括目标定位和目标二维码或条形码识别。

在一实施例中，请参阅图5，上述的定位组件包括定位座41以及两个夹具，定位座41通过安装架40连接于支架10上，两个夹具分别连接在安装架40上，且两个夹具分别位于定位座41的两侧。

在本实施例中，定位座41的下端连接有动力源，该动力源连接在安装架40上，动力源可以驱动定位座41旋转，以对产品进行定位调整。

在一实施例中，请参阅图5，上述的夹具包括气缸42以及夹爪43，气缸42与夹爪43连接，气缸42连接于安装架40上。

在一实施例中，定位座41的上端面朝下凹陷形成凹槽，吸盘23吸取产品放置在凹槽内，凹槽对产品的放置起到定位的作用。

在一实施例中，两个夹具分别放置在定位座41的两个对角处，夹爪43为l型夹块，该夹块连接在气缸42的伸缩轴的末端，借助气缸42的伸缩轴的伸缩，带动夹爪43靠近定位座41或者远离定位座41的方向移动，两个夹爪43对着产品的两个对角夹紧，实现对产品的定位和夹紧，以便于扫描组件进行全方位扫描。

在一实施例中，上述的支架10的下方设有若干个支撑柱11以及若干个车轮12，支撑柱11可以起到支撑的作用，车轮12是在支架10移动的过程中起到方便的目的。

在一实施例中，上述的支架10上安装有显示屏13，该显示屏13与控制器连接，以用于显示整个扫描过程和检测结果。

在一实施例中，上述的支架10的侧面安装有触控屏14，用于供操作者使用后控制整个装置的启动和关闭。

将上料弹夹箱50装满目标产品后，启动装置自动运行进行目标产品检测，机械臂20调整位姿，使得定位相机24正对产品，触发定位相机24进行拍照，通过定位算法对目标产品进行定位。机械臂20调整位姿使用吸盘23进行目标的吸取和移动，将目标产品放置到定位座41上，对定位组件通过气缸42带动夹爪43对目标产品进行机械夹紧和定位，机械臂20按照预先设定的扫描路径带动三维激光图像传感器21以扫描姿态对目标产品进行扫描，以达到全方位扫描的作用，扫描过程控制器对扫描数据实时处理，得到检测结果，机械臂20调整位姿使用吸盘23吸取目标，根据检测结果进行ok或ng产品的分选，将目标产品对应放置到第一下料弹夹箱60或者第二下料弹夹箱61。

上述的激光三维扫描装置，通过在支架10上设置定位组件、机械臂20，机械臂20的末端连接扫描组件以及夹具组件，机械臂20具有六个自由度，由机械臂20转动带动夹具组件夹取产品后，移动放置在定位组件上，机械臂20再带动扫描组件进行产品的全方位扫描，以进行产品合格性的检测，实现可全方位地、自动地扫描产品，以进行自动检测，提高检测效率。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。