一种适用于测量复杂结构的测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于测量复杂结构的测量系统，包括：控制系统；工作台；第一导轨组件，其包括固接于工作台上的左支座与右支座、第一导轨；测量组件，其可沿第一导轨往复滑移；设于所述工作台之上的自动上下料组件；以及至少一个载具组件，其中，所述检测组件设有至少一个其光源的高度及照射角度可调的补光装置，所述自动上下料组件设有吸料组件，所述载具组件设有用于偏转待测物侧面或内部结构光线的光偏转器，所述测量组件、自动上下料组件、以及载具组件与所述控制系统电连接。本实用新型通过减少人工辅助操作的步骤来提高自动化程度，提高对待测物待测物侧面及内部结构的测量精度，并且提高测量成功率及测量效率的有益效果。
【专利说明】
一种适用于测量复杂结构的测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种非接触式视觉成像尺寸测量系统，更具体地，涉及一种适用于测量复杂结构的测量系统。
【背景技术】
[0002]非接触式尺寸测量装置以光电、电磁、超声波等技术为基础，在仪器的测量元件不与被测物体表面接触的情况下，即可获得被测物体的各种外表或内在的尺寸数据特征。非接触式尺寸测量系统与传统的接触式测距系统相比精度更高、操作更方便、安全系数更高、洁净度高、测量过程中对被测物的污染程度小，从而被应用于工业生产及科学研究的多个领域。
[0003]典型的非接触式尺寸测量方法如激光三角法、电涡流法、超声测量法、视觉成像测量法、超声波测量法等等，其中视觉成像测量法是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS相机和CCD相机两种，CMOS相机像素较高，大约为2500万像素，CCD相机像素较低，大约为150万像素)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作，在测量缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。
[0004]现有技术中的视觉成像测量系统对于待测物表面及内部的复杂结构形状的测量具有一定的局限性:首先，对于具有复杂结构的小尺寸待测物来说，测量过程中环境光不能充分照射到待测物表面特别是待测物的内部表面上，造成测量过程中相机曝光不足或者过度包括，使得获得的图像成像质量差，从而造成需要多次反复测量才能获得比较满意的测量结果，这无疑大大降低了测量效率、提高了测量成本;其次，由于复杂结构的小尺寸待测物比较难以抓取，测物的上下料过程自动化程度低、上下料效率低，此外，上下料过程中容易对待测物造成损坏，增加生产成本;再次，由于复杂结构的小尺寸待测物的结构比较复杂，放置在载具上比较难以夹紧，或者夹紧过程中花费时间过长，又或者虽然夹紧了待测物，但是例如夹具、载具又会对待测物的测量造成不便当的妨碍;最后，对于侧面及内部具有复杂结构的待测物进行测量时，由于测量组件的相机镜头相比待测物来说尺寸较大，相机镜头不能够充分深入到待测物的侧面或内部进行拍照测量，从而使得测量小尺寸的待测物的侧面或内部尺寸并没有比较有效的解决方法。
【实用新型内容】
[0005]针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种适用于测量复杂结构的测量系统，对现有的非接触式测量系统进行优化改进，确保在通过减少人工辅助操作的步骤来提高自动化程度的同时，提高对待测物特别是对尺寸结构细小、复杂的待测物侧面及内部结构的测量精度，并且提高测量成功率，减少测量时间，提高测量效率。为了实现根据本实用新型的这些目的和其他优点，提供了一种适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，包括:
[0006]控制系统；
[0007]工作台；
[0008]设于所述工作台上的第一导轨组件，该第一导轨组件包括固接于所述工作台上的左支座与右支座、以及跨接于所述左支座与右支座之间的第一导轨；
[0009]设于所述第一导轨上的测量组件，该测量组件可沿所述第一导轨来回往复地滑移;
[0010]设于所述工作台之上、第一导轨之下、及左支座与右支座之间的自动上下料组件；以及
[0011]设于所述自动上下料组件旁侧的至少一个用于夹紧待测物且具有良好透光性的载具组件，
[0012]其中，所述测量组件设有向待测物空间发射补充光的至少一个补光装置，该补光装置被设置成其光源的高度及照射角度可调，所述自动上下料组件设有吸料组件，该吸料组件设有至少一组吸嘴装置，所述载具组件设有用于偏转待测物侧面或内部结构光线的光偏转器，所述测量组件、自动上下料组件、以及载具组件与所述控制系统电连接。
[0013]优选的是，所述测量组件包括套设在所述第一导轨上并且可沿该第一导轨左右往复滑动的支架、设于所述支架的一侧并且可沿该支架上下往复滑动的相机支座、以及设于该相机支座上的相机与补光装置，所述补光装置设于所述相机的旁侧，所述补光装置包括至少一根依次转动相连的摇臂、以及设于最后一根所述摇臂的末端的光源，其中，第一根所述摇臂的前端与所述相机支座通过第一球铰链连接，所述第一球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第一球铰链控制第一根所述摇臂，使得第一根所述摇臂在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第一球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。
[0014]优选的是，相邻两根所述摇臂的连接处通过紧固螺栓锁紧或解锁，所述补光装置设有两个，且关于所述相机的径向对称中心对称地设于该相机的旁侧，所述光源与最后一根所述摇臂通过第二球铰链连接，所述第二球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第二球铰链控制所述光源，使得所述光源在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第二球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。
[0015]优选的是，所述自动上下料组件包括:与所述第一导轨垂直设置的第二导轨、设于所述第二导轨之上的上下料支座、设于所述上下料支座上的吸料组件、以及设于所述第二导轨外侧的至少一个置物台，所述上下料支座可沿所述第二导轨前后往复滑动，所述吸料组件可沿所述上下料支座上下往复滑动，所述上下料支座包括:与所述第二导轨滑动连接的支座底座、以及与所述支座底座垂直且固接的至少一个支座撑板，所述支座撑板包括底部与引导部，所述底部在其下部与所述支座底座固接，所述引导部在所述底部的上部一体式地结合该底部并且沿该底部的宽度方向向内收缩从而形成具有水平台面的两个肩部。
[0016]优选的是，所述支座底座之上、支座撑板的内侧设有吸料组件驱动气缸，所述支座撑板的外侧固接有第三导轨，其中，所述第三导轨与所述支座底座垂直设置，所述第三导轨的宽度不大于所述引导部的宽度，且所述第三导轨的对称中心平面与所述引导部的对称中心平面处于同一平面，所述第三导轨的顶端高于所述引导部的顶端或者与所述引导部的顶端齐平。
[0017]优选的是，所述吸料组件包括:
[0018]与所述支座撑板相垂直设置且呈方形平板结构的吸嘴支座；以及
[0019]悬挂于所述吸嘴支座的端部下表面的吸嘴装置，
[0020]其中，所述吸嘴支座上开设有数目与所述支座撑板的数目相同的通孔，所述吸嘴装置通过一吸嘴连接部与所述第三导轨滑动连接，所述吸嘴支座由所述吸料组件驱动气缸支撑及驱动，所述吸嘴支座通过所述通孔套设于所述支座撑板的引导部上，所述通孔的尺寸及形状被设置成能够允许所述引导部及第三导轨同时穿过，所述吸嘴支座的宽度不小于所述支座撑板的宽度，所述吸嘴支座与所述肩部的平台之间设有缓冲气缸，所述置物台上设有待测工位与已测工位。
[0021 ]优选的是，所述载具组件包括:
[0022]设于所述自动上下料组件旁侧且与所述第二导轨相平行的第四导轨；以及
[0023]设于所述第四导轨上的载具，该载具可沿所述第四导轨来回往复滑动，其中，所述载具包括与所述第四导轨滑动连接的载具基座以及设于该载具基座上的夹具支座、夹具压头、载盘组件、以及设于所述载具基座下用于驱动所述夹具压头的旋转气缸，所述载盘组件包括设于所述夹具压头正下方的用于放置待测物的待测物载盘、以及设于所述待测物载盘旁侧的至少一个光偏转器载盘，所述光偏转器包括第一光偏转器与第二光偏转器，所述光偏转器载盘上设有第一光偏转器，所述待测物载盘上设有至少一个第二光偏转器。
[0024]优选的是，所述光偏转器载盘设有两个，分别设于所述待测物载盘的左右两侧，并关于所述待测物载盘对称设置，所述夹具压头包括夹具主体与夹具爪部，所述夹具主体的中部附近与所述夹具支座枢接，而其末端附近由所述旋转气缸支撑并驱动，所述夹具主体的前端的左右两侧对称地固接有两个所述夹具爪部。
[0025]优选的是，所述夹具爪部包括:
[0026]与所述夹具主体固接的爪部基体；以及
[0027]—体式地结合该爪部基体并沿所述爪部基体的前端向前延伸的爪部主体，其中，所述爪部主体的下表面一体式地连接有多个凸起部，相邻所述凸起部之间间隔有一定距离，每个所述凸起部的下表面与待测物的接触点处的尺寸特征相匹配。
[0028]优选的是，所述光偏转器载盘呈“凸”字形的块状结构，所述光偏转器为三棱柱状的三棱镜，所述光偏转器载盘包括:形成于其凸台上的、并与所述待测物载盘相对处的第一斜面、以及布置在所述第一斜面底部的直线型槽部，所述第一光偏转器的镜面与所述第一斜面相贴合，所述第一斜面将所述第一光偏转器的镜面的底部棱角引导至所述槽部的预定位置，所述待测物载盘呈“凸”字形的块状结构，所述待测物载盘包括:形成于其凸台上边缘、并与所述光偏转器载盘相对处的多个待测物放置槽、以及形成于其凸台上中心处的至少一个第二斜面，其中，所述第二光偏转器的镜面与所述第二斜面相贴合，待测物则放置于所述待测物放置槽中。
[0029]本实用新型与现有技术相比，其有益效果是:
[0030]1.由于所述测量组件包括:套设在所述第一导轨上并可沿该第一导轨左右往复滑动的支架、设于所述支架的一侧并且可沿该支架上下往复滑动的相机支座、以及设于该相机支座上的相机，使得所述相机可实现两个自由度方向的位移运动，从而为所述相机实现竖直和水平两个自由度的位移提供结构上的基础；
[0031]2.由于所述补光装置被设置成其光源的高度及照射角度可调，从而使得所述测量组件可根据环境光及待测物零件结构的复杂程度来调节光源的照射角度及照射范围，从而使得本实用新型的测量系统能够获得曝光程度适中的测量图片的几率大大提高，降低了重复测量次数，提高了测量效率；
[0032]3.由于第一根所述摇臂的前端与所述相机支座通过所述第一球铰链连接，所述第一球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第一球铰链控制第一根所述摇臂，使得第一根所述摇臂在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第一球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动，采用这种结构形式和连接方式，能够快速且高效地调节光源的高度及空间位置；
[0033]4.由于所述光源通过第二球铰链与最后一根所述摇臂连接，所述第二球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第二球铰链控制所述光源，使得所述光源在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第二球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动，采用这种结构形式将所送光源与最后一根所述摇臂相连，使得所述光源的发光角度能够得到快速及高效地调节；
[0034]5.由于所述自动上下料组件包括:与所述第一导轨垂直设置的第二导轨、设于该第二导轨之上的上下料支座、设于所述上下料支座上的吸料组件，所述上下料支座包括:与所述第二导轨滑动连接的支座底座、以及与所述支座底座垂直且固接的至少一个支座撑板，所述支座撑板的外侧固接有与所述支座底座垂直设置的第三导轨，所述吸料组件可在该第三导轨上下往复滑移，从而使得所述吸料组件可实现相互垂直的两个自由度方向的位移运动，为自动上下料提供结构上的基础；
[0035]6.由于所述支座撑板包括底部与引导部，所述底部在其下部与所述支座底座固接，所述引导部在所述底部的上部一体式地结合该底部并且沿该底部的宽度方向向内收缩从而形成具有水平台面的两个肩部，所述吸嘴支座的宽度不小于所述支座撑板的宽度，所述吸嘴支座与肩部的平台之间设有缓冲气缸，从而使得所述吸嘴装置沿所述第三导轨向下运动到预定位置时，能够在所述缓冲气缸的缓冲作用下，所述吸嘴装置上吸嘴吸取的待测物不至于载荷突变剧烈而掉落；
[0036]7.由于所述载具组件包括:设于所述自动上下料组件旁侧且与所述第二导轨相平行的第四导轨、以及设于所述第四导轨上的载具，该载具可沿所述第四导轨来回往复滑动，从而使得所述载具组件可以通过调节前后位置来与所述测量组件相配合，提高测量精度；
[0037]8.由于所述载盘组件包括设于所述夹具压头正下方的用于放置待测物的待测物载盘、以及设于所述待测物载盘旁侧的至少一个光偏转器载盘，其中，光偏转器载盘上设有光第一光偏转器，待测物载盘上设有第二光偏转器，光偏转器的是按一定规律改变光束在空间传播方向的器件，在本实用新型中，所述光偏转器均为呈三棱柱形的三棱镜，主要作用是将待测物侧面及待测物内部结构的视角偏转到上方来，以便于位于所述载具组件正上方的测量组件进行测量；
[0038]9.由于所述夹具爪部包括:与所述夹具主体固接的爪部基体、以及一体式地结合该爪部基体并沿爪部基体的前端向前延伸的爪部主体，其中，所述爪部主体的下表面一体式地连接有多个凸起部，相邻所述凸起部之间间隔有一定距离，每个所述凸起部的下表面与待测物的接触点处的尺寸特征相匹配，从而使得所述夹具主体既可以通过多个凸起部将待测物夹紧，又可以通过相邻凸起部之间的间距允许足够的光线通过，以至于待测物内部能够得到充分光线照射，从而获得成像质量高的测量图片；
[0039]10.由于所述光偏转器载盘包括:形成于其凸台上的并与所述待测物载盘相对处的第一斜面、以及布置在所述第一斜面底部的直线型槽部，其中，所述第一光偏转器的镜面与第一斜面相贴合，所述第一斜面将所述第一光偏转器的镜面的底部棱角引导至所述槽部的预定位置，采用这种结构，可使得所述第一斜面在承载所述光偏转器的同时，能够防止该光偏转器的滑落。
[0040]本实用新型的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0041]图1是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例的整机轴测图；
[0042]图2是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例的轴测图；
[0043]图3是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中测量组件的轴测图；
[0044]图4是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中测量组件的正视图；
[0045]图5是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中自动上下料组件的轴测图；
[0046]图6是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中自动上下料组件的正视图；
[0047]图7是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中自动上下料组件的俯视图；
[0048]图8是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中自动上下料组件与载具组件相结合的轴测图；
[0049]图9是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中自动上下料组件与载具组件相结合的正视图；
[0050]图10是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中自动上下料组件与载具组件相结合的俯视图；
[0051]图11是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中载具组件的轴测图；
[0052]图12是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中载具的轴测图；
[0053]图13是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中载具的正视图；
[0054]图14是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中载具的俯视图；
[0055]图15是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中载盘组件的轴测图；
[0056]图16是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中载盘组件的俯视图；
[0057]图17是图16中沿A-A方向的剖视图；
[0058]图18是图16中沿B-B方向的剖视图；
[0059]图19是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中爪部主体与待测物载盘相配合时的正视图；
[0060]图20是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中爪部主体的轴测图；
[0061]图21是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中爪部主体的正视图；
[0062]图22是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中爪部主体的左视图；
[0063]图23是根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统的一实施例中爪部主体的仰视图。
【具体实施方式】
[0064]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0065]参照图1及图2，适用于测量复杂结构的测量系统100包括:控制系统(略画)、机架组件110、第一导轨组件120、测量组件130、载具组件140、自动上下料组件150，测量组件130、自动上下料组件150、以及载具组件140与所述控制系统电连接，其中，机架组件110包括:机座111以及设于机座111上的机壳112;第一导轨组件120包括:工作台121、固接于工作台121上的左支座122与右支座123、以及跨接于左支座122与右支座123之间的第一导轨124;测量组件130设于第一导轨124之上，且可沿第一导轨124来回往复地滑移；自动上下料组件150设于工作台121之上、第一导轨124之下、及左支座122与右支座123之间；自动上下料组件150的旁侧设置有至少一个载具组件140;载具组件140设有用于偏转待测物侧面或内部结构光线的光偏转器，所述光偏转器包括第一光偏转器145d与第二光偏转器144b。在一实施例中，载具组件140设有两个，且关于自动上下料组件150对称设置。
[0066]参照图3及图4，测量组件130包括:
[0067]套设在第一导轨124上并可沿该第一导轨124左右往复滑动的支架131;
[0068]设于支架131的一侧并且可沿该支架131上下往复滑动的相机支座133;
[0069]设于该相机支座133上的相机134;以及
[0070]设于相机支座133上且位于相机134旁侧的至少一个补光装置135，
[0071]其中，相机支座133由驱动气缸132控制上下滑移，补光装置135被设置成其光源的高度及照射角度可调。在一实施例中，补光装置135设有两个，且关于相机134的对称中心对称设置。
[0072]再次参照图3及图4，补光装置135包括至少一根依次转动相连的摇臂、以及设于最后一根所述摇臂的末端的光源135d，其中，第一根所述摇臂的前端与相机支座133通过第一球铰链连接，所述第一球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第一球铰链控制第一根所述摇臂，使得第一根所述摇臂在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第一球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。在一实施例中，所述摇臂设有两根，如图3及图4，所述摇臂为依次转动相连摇臂135a及摇臂135b，摇臂135a的前端与相机支座133通过第一球铰链连接，使得摇臂135a在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第一球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。
[0073]再次参照图3及图4，相邻两根所述摇臂的连接处通过紧固螺栓锁紧或解锁，光源135d与最后一根所述摇臂通过第二球铰链连接，所述第二球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第二球铰链控制光源135d，使得光源135d在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第二球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。在一实施例中，所述摇臂设有两根，如图3及图4，所述摇臂为依次转动相连摇臂135a及摇臂135b，光源135d由连接臂135c与摇臂135b通过第二球铰链连接，所述第二球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第二球铰链控制光源135d，使得光源135d在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第二球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。
[0074]参照图5、图6及图7，自动上下料组件150包括:
[0075]与第一导轨124垂直设置的第二导轨151;
[0076]设于第二导轨151之上的上下料支座；
[0077]设于所述上下料支座上的吸料组件；以及
[0078]设于第二导轨151外侧的至少一个置物台152，
[0079]其中，所述上下料支座可沿第二导轨151前后往复滑动，所述吸料组件可沿所述上下料支座上下往复滑动。在一实施例中，自动上下料组件150可由驱动气缸组件158驱动。
[0080 ]再次参照图5、图6及图7，所述上下料支座包括:
[0081]与第二导轨151滑动连接的支座底座153;以及
[0082]与支座底座153垂直且固接的至少一个支座撑板154，
[0083]其中，支座撑板154包括底部与引导部154c，所述底部在其下部与支座底座153固接，所述引导部在所述底部的上部一体式地结合该底部并且沿该底部的宽度方向向内收缩从而形成具有水平台面的两个肩部154b。支座底座153之上、支座撑板154的内侧设有吸料组件驱动气缸155，支座撑板154的外侧固接有第三导轨154a，其中，第三导轨154a与支座底座153垂直设置，第三导轨154a的宽度不大于所述引导部的宽度，且第三导轨154a的对称中心平面与所述引导部的对称中心平面处于同一平面，第三导轨154的顶端高于所述引导部的顶端或者与所述引导部的顶端齐平。
[0084]再次参照图5、图6及图7，所述吸料组件包括:
[0085]与支座撑板154相垂直设置且呈方形平板结构的吸嘴支座156;以及
[0086]悬挂于吸嘴支座156的端部下表面的吸嘴装置157，
[0087]其中，吸嘴支座156上开设有数目与支座撑板154的数目相同的通孔156a，吸嘴装置157通过一吸嘴连接部与第三导轨154a滑动连接，吸嘴支座156由吸料组件驱动气缸155支撑及驱动，吸嘴支座156通过通孔156a套设于支座撑板154的引导部154c上，通孔156a的尺寸及形状被设置成能够允许引导部154c及第三导轨154a同时穿过，吸嘴支座156的宽度不小于支座撑板154的宽度。吸嘴支座156与肩部154b的平台之间设有缓冲气缸156b，置物台152上设有待测工位152a与已测工位152b。在一实施例中，吸嘴装置157设有两组，分别位于吸嘴支座156两端的下表面，支座撑板154设有两个，第三导轨154a设有两条，通孔156a设有两个，置物台152设有两个，每组吸嘴装置157均设有两个吸嘴部件，每个支座撑板154上各设有一个缓冲气缸156b。
[0088]参照图11、图12及图13，载具组件140包括:
[0089]设于自动上下料组件150旁侧且与第二导轨151相平行的第四导轨140a;以及
[0090]设于第四导轨140a上的载具，该载具可沿第四导轨140a来回往复滑动，其中，所述载具包括与第四导轨140a滑动连接的载具基座141以及设于该载具基座141上的夹具支座142、夹具压头143、载盘组件、以及设于载具基座141下用于驱动夹具压头143的旋转气缸142a0
[0091]再次参照图11、图12及图13，所述载盘组件包括设于夹具压头143正下方的用于放置待测物的待测物载盘144、以及设于待测物载盘144旁侧的至少一个光偏转器载盘145，其中，待测物载盘144及光偏转器载盘145上均设有光偏转器。
[0092]参照图8、图9和图10，在一实施例中，载具组件140设有两个，且关于自动上下料组件150对称设置。
[0093]再次参照图11、图12、图13及图14，待测物载盘144上设有用于偏转待测物内部结构光线的所述光偏转器。在一实施例中，光偏转器载盘145设有两个，分别设于待测物载盘144的左右两侧，并关于待测物载盘144对称设置。
[0094]参照图12，夹具压头143包括夹具主体143b与夹具爪部143a，夹具主体143b的中部附近与夹具支座142枢接，而其末端附近由旋转气缸142a支撑并驱动，夹具主体143b的前端的左右两侧对称地固接有两个夹具爪部143a。
[0095]参照图19至图23，夹具爪部143a包括:
[0096]与夹具主体143b固接的爪部基体A2;以及
[0097]—体式地结合该爪部基体A2并沿爪部基体A2的前端向前延伸的爪部主体Al，其中，爪部主体Al的下表面一体式地连接有多个凸起部，相邻所述凸起部之间间隔有一定距离，每个所述凸起部的下表面与待测物的接触点处的尺寸特征相匹配。在一实施例中，所述凸起部设有4个，分别为凸起部al、凸起部a2、凸起部a3、凸起部a4，凸起部al与凸起部a2之间形成有透光孔Kl，凸起部a2与凸起部a3之间形成有透光孔K2，凸起部a3与凸起部a4之间形成有透光孔K3，凸起部al、凸起部a2、凸起部a3、凸起部a4的底部与待测物的接触点处的尺寸特征相匹配，在本例中凸起部al、凸起部a2、凸起部a3、凸起部a4的底部被设置成一平面，若待测物表面为一曲面，凸起部al、凸起部a2、凸起部a3、凸起部a4的底部也可设置成与待测物的曲面相适应。
[0098]参照图15至图18，光偏转器载盘145呈“凸”字形的块状结构，所述第一光偏转器145d及第二光偏转器144d均为三棱柱状的三棱镜，光偏转器载盘145包括:
[0099]形成于其凸台145a上的、并与待测物载盘144相对处的第一斜面145c;以及
[0100]布置在第一斜面145c底部的直线型槽部145b，
[0101]其中，第一光偏转器145d的镜面与第一斜面145c相贴合，第一斜面145c将该镜面的底部棱角引导至槽部145b的预定位置。
[0102]参照图15及图18，待测物载盘144呈“凸”字形的块状结构，待测物载盘144包括:
[0103]形成于其凸台144a上边缘、并与光偏转器载盘145相对处的多个待测物放置槽；以及
[0?04] 形成于其凸台144a中心处的至少一个第二斜面，
[0105]其中，第二光偏转器144b的镜面与所述第二斜面相贴合，待测物X则放置于所述待测物放置槽中。在一实施例中，第二光偏转器144b设有两个，所述第二斜面也设有两个，均关于待测物载盘144的对称中心平面对称设置。
[0106]根据本实用新型的适用于测量复杂结构的测量系统中的载具组件140数目不同，工作原理有稍微不同，现分两种方式对本实用新型的工作原理加以说明:
[0107]1.在一实施例中，载具组件140的数目设置为一组，则吸嘴装置157设有一组，位于吸嘴支座156右端的下表面，支座撑板154设有一个，第三导轨154a设有一条，通孔156a设有一个，置物台152设有一个，吸嘴装置157均设有两个吸嘴部件，支座撑板154上设有一个缓冲气缸156b，具体的工作步骤为:
[0108]①首先，置物台152上的待测工位152a上放置有待测物，上下料支座带动吸嘴装置157沿第二导轨151向前行走一段距离，使得吸嘴装置157位于置物台152的正上方，吸嘴装置157沿第三导轨154a向下行走一段距离，从而使得其中一个吸嘴将第一个待测物吸起，接着，吸嘴装置157沿第三导轨154a向上行走一段距离，以便于上下料支座带动吸嘴装置157移动时，待测物不至于与置物台152挂擦；
[0109]②接着，上下料支座沿第二导轨151向后行走一段距离，使得吸有第一待测物的吸嘴位于待测物载盘144的正上方，吸嘴装置157沿第三导轨154a向下行走一段距离，以至于第一待测物与待测物载盘144上的待测物放置槽相卡接，同时，吸嘴将第一个待测物放下；
[0110]③吸嘴将第一待测物放下后，吸嘴装置157沿第三导轨154a向上行走一段距离，夹具压头143将第一待测物由夹紧，同时，上下料支座带动吸嘴装置157沿第二导轨151向前行走一段距离，使得吸嘴装置157位于置物台152的正上方，此时位于载具组件140的正上方的测量组件130开始测量第一待测物；
[0111]④在吸嘴装置157将吸起的第一个待测物从待测工位152a吸起到待测物载盘144的过程中，机械手或者工人将下一个待测物放置于待测工位152a上，吸嘴装置157沿第三导轨154a向下行走一段距离吸起第二个待测物后，自动上下料组件带着吸嘴装置157沿第二导轨151向后行走一段距离，使得吸嘴装置157中的另一个吸嘴位于待测物载盘144的正上方，将测量完的第一个待测物吸起，自动上下料组件继续带着吸嘴装置157沿第二导轨151向后行走一段距离，使得吸有第二个待测物的吸嘴位于待测物载盘144的正上方，此时将第二个待测物放置于待测物载盘144上等待测量；
[0112]⑤将第二个待测物放置于待测物载盘144的上方后，自动上下料组件带着吸嘴装置157沿第二导轨151向前行走一段距离，使得吸有测量完的第一个待测物的吸嘴位于已测工位152b上，自动上下料组件沿第二导轨151向前行走的同时，测量组件开始对第二个待测物进行测量，在将测量完的第一个待测物放置于已测工位152b上的同时，位于待测工位152a正上方的吸嘴将第三个待测物吸起准备测量；
[0113]⑥如此往复循环直至测量完所有的待测物。
[0114]2.在另一实施例中，载具组件140的数目设置为两组，分别位于自动上下料组件150的左右两侧，而吸嘴装置157设有两组，分别位于吸嘴支座156两端的下表面，支座撑板154设有两个，第三导轨154a设有两条，通孔156a设有两个，置物台152设有两个，分别位于第二导轨151左右两侧的前端，吸嘴装置157均设有两个吸嘴部件，每个支座撑板154上均设有一个缓冲气缸156b，该实施例的工作步骤与上述实施例的工作步骤基本相同，不同点在于，由于在自动上下料组件150的左右两侧各设置了一组载具组件140，测量组件130在完成一侧的待测物测量后，在第一导轨的带动下移动到另一侧的载具组件140上进行测量另一侧的待测物，设有两个载具组件140大大提高了工作效率，节约了生产时间。
[0115]这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0116]如上所述，根据本实用新型，能够取得如下有益效果:
[0117]1.由于测量组件130包括:套设在第一导轨124上并可沿该第一导轨124左右往复滑动的支架131、设于支架131的一侧并且可沿该支架131上下往复滑动的相机支座133，设于该相机支座133上的相机134，从而使得相机134可实现两个自由度方向的位移运动；
[0118]2.由于补光装置135被设置成其光源的高度及照射角度可调，从而使得测量组件130可根据环境光及待测物零件结构的复杂程度来调节光源的照射角度及照射范围，从而使得测量系统能够获得曝光程度适中的测量图片的几率大大提高，从而降低了重复测量次数，提高了测量效率；
[0119]3.由于第一根所述摇臂的前端与相机支座133通过第一球铰链连接，所述第一球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第一球铰链控制第一根所述摇臂，使得第一根所述摇臂在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第一球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动，采用这种结构形式和连接方式，能够快速且高效地调节光源的高度及空间位置；
[0120]4.由于光源135d由连接臂135c与摇臂135b通过第二球铰链连接，所述第二球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第二球铰链控制光源135d，使得光源135d在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第二球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动，采用这种结构形式将光源135d与摇臂135b相连，使得光源135d的发光角度能够得到快速及高效地调节；
[0121]5.由于自动上下料组件150包括:与第一导轨124垂直设置的第二导轨151、设于第二导轨151之上的上下料支座、设于所述上下料支座上的吸料组件，上下料支座包括:与第二导轨151滑动连接的支座底座153、以及与支座底座153垂直且固接的至少一个支座撑板154，支座撑板154的外侧固接有与支座底座153垂直设置的第三导轨154a，吸料组件可在第三导轨154a上上下往复滑移，从而使得吸料组件可实现相互垂直的两个自由度方向的位移运动，为自动上下料提供结构上的基础；
[0122]6.由于支座撑板154包括底部与引导部154c，所述底部在其下部与支座底座153固接，所述引导部在所述底部的上部一体式地结合该底部并且沿该底部的宽度方向向内收缩从而形成具有水平台面的两个肩部154b，吸嘴支座156的宽度不小于支座撑板154的宽度，吸嘴支座156与肩部154b的平台之间设有缓冲气缸156b，从而使得吸嘴装置157沿第三导轨154a向下运动到预定位置时，能够在缓冲气缸156b缓冲作用下，吸嘴装置157上吸嘴吸取的待测物不至于载荷突变剧烈而掉落；
[0123]7.由于载具组件140包括:设于自动上下料组件150旁侧且与第二导轨151相平行的第四导轨140a、以及设于第四导轨140a上的载具，该载具可沿第四导轨140a来回往复滑动，从而使得载具组件140可以通过调节前后位置来与测量组件130相配合，提高测量精度；
[0124]8.由于载盘组件包括设于夹具压头143正下方的用于放置待测物的待测物载盘144、以及设于待测物载盘144旁侧的至少一个光偏转器载盘145，其中，光偏转器载盘145上设有光第一光偏转器145d，待测物载盘144上设有第二光偏转器144b，光偏转器的是按一定规律改变光束在空间传播方向的器件，在本实用新型中，光偏转器主要是将待测物侧面及待测物内部的结构形态转变到上方来，以便于位于载具组件140正上方的测量组件130进行测量；
[0125]9.由于夹具爪部143a包括:与夹具主体143b固接的爪部基体A2、以及一体式地结合该爪部基体A2并沿爪部基体A2的前端向前延伸的爪部主体Al，其中，爪部主体Al的下表面一体式地连接有多个凸起部，相邻所述凸起部之间间隔有一定距离，每个所述凸起部的下表面与待测物的接触点处的尺寸特征相匹配，从而使得夹具主体143b既可以通过多个凸起部将待测物夹紧，又可以通过相邻凸起部之间的间距允许足够的光线通过，以至于待测物内部能够得到充分光线照射，从而获得成像质量高的测量图片；
[0126]10.由于光偏转器载盘145包括:形成于其凸台145a上的并与待测物载盘144相对处的第一斜面145c、以及布置在第一斜面145c底部的直线型槽部145b，其中，第一光偏转器145d的镜面与第一斜面145c相贴合，第一斜面145c将该镜面的底部棱角引导至槽部145b的预定位置，采用这种结构，可使得第一斜面145c在承载第一光偏转器145d的同时，能够防止第一光偏转器145d的滑落。
[0127]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，包括: 控制系统； 工作台； 设于所述工作台上的第一导轨组件，该第一导轨组件包括固接于所述工作台上的左支座与右支座、以及跨接于所述左支座与右支座之间的第一导轨； 设于所述第一导轨上的测量组件，该测量组件可沿所述第一导轨来回往复地滑移； 设于所述工作台之上、第一导轨之下、及左支座与右支座之间的自动上下料组件；以及 设于所述自动上下料组件旁侧的至少一个用于夹紧待测物且具有良好透光性的载具组件， 其中，所述测量组件设有向待测物空间发射补充光的至少一个补光装置，该补光装置被设置成其光源的高度及照射角度可调，所述自动上下料组件设有吸料组件，该吸料组件设有至少一组吸嘴装置，所述载具组件设有用于偏转待测物侧面或内部结构光线的光偏转器，所述测量组件、自动上下料组件、以及载具组件与所述控制系统电连接。2.如权利要求1所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述测量组件包括套设在所述第一导轨上并且可沿该第一导轨左右往复滑动的支架、设于所述支架的一侧并且可沿该支架上下往复滑动的相机支座、以及设于该相机支座上的相机与补光装置，所述补光装置设于所述相机的旁侧，所述补光装置包括至少一根依次转动相连的摇臂、以及设于最后一根所述摇臂的末端的光源，其中，第一根所述摇臂的前端与所述相机支座通过第一球铰链连接，所述第一球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第一球铰链控制第一根所述摇臂，使得第一根所述摇臂在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第一球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。3.如权利要求2所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，相邻两根所述摇臂的连接处通过紧固螺栓锁紧或解锁，所述补光装置设有两个，且关于所述相机的径向对称中心对称地设于该相机的旁侧，所述光源与最后一根所述摇臂通过第二球铰链连接，所述第二球铰链为带有一定阻尼力的阻尼球铰链，该第二球铰链控制所述光源，使得所述光源在没有外力的情况下保持某一姿态不动，而在受到一定外力的情况下绕所述第二球铰链转动一定角度后保持该角度下的姿态不动。4.如权利要求1所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述自动上下料组件包括:与所述第一导轨垂直设置的第二导轨、设于所述第二导轨之上的上下料支座、设于所述上下料支座上的吸料组件、以及设于所述第二导轨外侧的至少一个置物台，所述上下料支座可沿所述第二导轨前后往复滑动，所述吸料组件可沿所述上下料支座上下往复滑动，所述上下料支座包括:与所述第二导轨滑动连接的支座底座、以及与所述支座底座垂直且固接的至少一个支座撑板，所述支座撑板包括底部与引导部，所述底部在其下部与所述支座底座固接，所述引导部在所述底部的上部一体式地结合该底部并且沿该底部的宽度方向向内收缩从而形成具有水平台面的两个肩部。5.如权利要求4所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述支座底座之上、支座撑板的内侧设有吸料组件驱动气缸，所述支座撑板的外侧固接有第三导轨，其中，所述第三导轨与所述支座底座垂直设置，所述第三导轨的宽度不大于所述引导部的宽度，且所述第三导轨的对称中心平面与所述引导部的对称中心平面处于同一平面，所述第三导轨的顶端高于所述引导部的顶端或者与所述引导部的顶端齐平。6.如权利要求5所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述吸料组件包括: 与所述支座撑板相垂直设置且呈方形平板结构的吸嘴支座；以及 悬挂于所述吸嘴支座的端部下表面的吸嘴装置， 其中，所述吸嘴支座上开设有数目与所述支座撑板的数目相同的通孔，所述吸嘴装置通过一吸嘴连接部与所述第三导轨滑动连接，所述吸嘴支座由所述吸料组件驱动气缸支撑及驱动，所述吸嘴支座通过所述通孔套设于所述支座撑板的引导部上，所述通孔的尺寸及形状被设置成能够允许所述引导部及第三导轨同时穿过，所述吸嘴支座的宽度不小于所述支座撑板的宽度，所述吸嘴支座与所述肩部的平台之间设有缓冲气缸，所述置物台上设有待测工位与已测工位。7.如权利要求4所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述载具组件包括: 设于所述自动上下料组件旁侧且与所述第二导轨相平行的第四导轨；以及设于所述第四导轨上的载具，该载具可沿所述第四导轨来回往复滑动，其中，所述载具包括与所述第四导轨滑动连接的载具基座以及设于该载具基座上的夹具支座、夹具压头、载盘组件、以及设于所述载具基座下用于驱动所述夹具压头的旋转气缸，所述载盘组件包括设于所述夹具压头正下方的用于放置待测物的待测物载盘、以及设于所述待测物载盘旁侧的至少一个光偏转器载盘，所述光偏转器包括第一光偏转器与第二光偏转器，所述光偏转器载盘上设有第一光偏转器，所述待测物载盘上设有至少一个第二光偏转器。8.如权利要求7所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述光偏转器载盘设有两个，分别设于所述待测物载盘的左右两侧，并关于所述待测物载盘对称设置，所述夹具压头包括夹具主体与夹具爪部，所述夹具主体的中部附近与所述夹具支座枢接，而其末端附近由所述旋转气缸支撑并驱动，所述夹具主体的前端的左右两侧对称地固接有两个所述夹具爪部。9.如权利要求8所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述夹具爪部包括: 与所述夹具主体固接的爪部基体；以及 一体式地结合该爪部基体并沿所述爪部基体的前端向前延伸的爪部主体，其中，所述爪部主体的下表面一体式地连接有多个凸起部，相邻所述凸起部之间间隔有一定距离，每个所述凸起部的下表面与待测物的接触点处的尺寸特征相匹配。10.如权利要求7所述的适用于测量复杂结构的测量系统，其特征在于，所述光偏转器载盘呈“凸”字形的块状结构，所述光偏转器为三棱柱状的三棱镜，所述光偏转器载盘包括:形成于其凸台上的、并与所述待测物载盘相对处的第一斜面、以及布置在所述第一斜面底部的直线型槽部，所述第一光偏转器的镜面与所述第一斜面相贴合，所述第一斜面将所述第一光偏转器的镜面的底部棱角引导至所述槽部的预定位置，所述待测物载盘呈“凸”字形的块状结构，所述待测物载盘包括:形成于其凸台上边缘、并与所述光偏转器载盘相对处的多个待测物放置槽、以及形成于其凸台上中心处的至少一个第二斜面，其中，所述第二光偏转器的镜面与所述第二斜面相贴合，待测物则放置于所述待测物放置槽中。
【文档编号】G01B11/00GK205580380SQ201620199922
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】吴加富, 缪磊, 张晓楠
【申请人】苏州富强科技有限公司