一种CCD定位信息采集装置的制作方法

本实用新型涉及数控加工领域，尤其是涉及一种利用CCD进行定位信息采集的装置。

背景技术：

机械加工过程中,定位基准的选择合理与否决定零件质量的好坏,对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。在原始的数控机床加工中，在被加工件上选择定位基准多数都还是靠人工肉眼进行选择判断，后续开始出现各种自动定位方法或装置。虽然目前也有将CCD应用到数控机床的加工之中，但是数控机床上安装的CCD定位系统的镜头防油、防尘、防水等防护效果不佳。现有技术的防护是在相机外面加一个防护罩，其一防护等级不够，其二，不能连同光源一起防护，最常见的一种方是道路监控，相机和光源是分开安装，不适用于设备布局安装，其三，现有的防护都是全封闭式，不能满足功能需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种可防油、防尘、防水的CCD定位信息采集装置，该装置包括壳体、CCD相机和光源，所述壳体内部为一腔体，所述CCD相机和光源设置于所述腔体内，所述光源位于CCD相机镜头的下方，所述壳体的底端包括一开口，所述开口处设有一可将所述腔体密闭的密封组件。

进一步的，所述密封组件包括一密封门，该密封门位于所述壳体的底端并可与所述壳体形成一完整的密封腔体。

进一步的，所述密封组件还包括一驱动机构，该驱动机构固定于所述壳体的外侧，该驱动机构可控制所述密封门的开合。

进一步的，所述驱动机构包括回转气缸，该回转气缸与一气缸连接块相连，同时该气缸连接块又与所述密封门相连，进而控制密封门旋转开合。

进一步的，所述CCD相机的镜头对准竖直方向，且竖直向下，所述光源沿竖直方向可升降设置。

进一步的，所述壳体内沿竖直方向固定设置有气缸，所述光源固定于所述气缸的底端，所述光源可随活塞杆的运动沿竖直方向做升降运动。

进一步的，所述壳体包括一限制所述光源下降位置的下挡板，所述下挡板位于壳体的底端，所述下挡板上设有开口，该开口可供被采集定位信息的工件进入所述腔体内。

进一步的，所述气缸为气立可双轴气缸，该气缸的活塞杆按可沿竖直方向伸缩设置。

进一步的，所述光源为50R红色环形光源。

进一步的，所述壳体整体由上封板、所述下挡板、左封板、右封板、前封板、底板围绕组合而成，从而在所述壳体内形成一腔体，所述下挡板处设有开口，所述密封门位于该壳体的底端并可将壳体密封。

本实用新型设计的CCD定位信息采集装置将CCD相机和可活动的光源置入可密封的保护壳体中，从而获得高等级的防水、防尘性能，亦即提供了一种新的CCD防护方式，同时该结构紧凑，而且控制简单。

附图说明

下面结合附图详述本实用新型的具体结构

图1为本实用新型一种CCD定位信息采集装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种CCD定位信息采集装置的结构分解图；

图3为本实用新型一种CCD定位信息采集装置的CCD相机安装部件图；

图4为本实用新型一种CCD定位信息采集装置的光源升降部件图；

图5为本实用新型一种CCD定位信息采集装置旋转密封门部件图；

图6为本实用新型一种CCD定位信息采集装置壳体结构图。

图中，包括下挡板1、50R红色环形光源2、光源安装钣金3、左封板4、CCD相机5、镜头固定辅件6、前封板7、上封板8、气立可双轴气缸9、底板10、右封板11、气缸固定钣金12、回转气缸13、气缸连接块14、密封门15。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

结合图1和图2，本实用新型公开了一种CCD定位信息采集装置，即一种可根据CCD成像原理进行数控加工中定位找零的装置。该装置包括可密闭的壳体、CCD相机5和光源，其中所述壳体内部可形成一腔体，所述CCD相机5固定连接于所述腔体中，所述光源也位于所述腔体中，同时该光源位于CCD相机5的下方，为CCD相机拍照采集图像信息提供足够的关照亮度。同时，所述壳体的底端包括一开口，所述开口处设有一可将所述腔体密闭的密封组件。本设计的思路在于利用外壳体形成一保护腔体，然后将直接用于定位信息采集的CCD相机5和与之相配合的光源置于腔体内进行保护。而且，本方案中的关键点在于所设计的壳体是可密闭的，即通过在壳体的底端设一开口，使工作状态时被加工件可通过该开口进入到腔体内，进行定位信息采集。然后再配合密封组件，在不需要采集定位信息时，将该开口密封，从而形成一个密封腔体并将CCD相机和光源等部件保护于其中。同时壳体内部形成一密闭的腔体，从而可达到高度的防水、放油、防尘的目的，使其内部的部件获得最佳的防护。此外，CCD是电荷耦合器件(charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的CCD相机元件，以其构成的CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。本设计之所以利用CCD相机作为定位信息直接的采集部件也正是看中了CCD相机的这些优点，利用该CCD相机可将被加工件的位置图像信息获取并转化为电信号、数字信号，并进行后续的定位处理。

再结合图5，所述密封组件包括一密封门15，该密封门15位于所述壳体的底端，亦即位于所述开口之下并可将该开口封住并与所述壳体形成一完整的密封腔体。此设计目地在于为壳体内的部件提供一个安全的密闭空间，从而达到防油、防尘、防水的保护目的。同时，采用密封门15进行密封，不仅结构简单，而且操作方便，亦能到达所需的密封效果。

此外，为了驱动并控制密封门15，所述密封组件还包括一驱动机构，所述驱动机构包括回转气缸13，该回转气缸13通过气缸固定钣金12固定于所述壳体的外侧，同时该回转气缸13与一气缸连接块14相连，该气缸连接块14又与所述密封门15相连，进而控制密封门旋转开合。即可通过控制回转气缸13的活动来进一步控制密封门15的旋转，进而达到密封门的开合。

结合图3，该装置整体可优选沿竖直方向设置，包括将所述CCD相机5的镜头对准竖直方向，且竖直向下，同时通过镜头固定辅件6将CCD相机5固定于所述壳体内。所述光源沿竖直方向可升降设置，本方案中的这种可升降的光源为活动光源，可通过调整该光源的位置来获得最佳的光效，使被加工件获得更为清晰，更为准确的图像数据。同时该光源可优选为50R红色环形光源2。环形的光源，可使光照下被加工件处无暗点、无死角，各处都获得相同的光亮度，提高所采集的定位图像的质量。考虑到实际加工中定位信息采集的需要，可让定位信息采集装置从被加工件的上方竖直向下运动到一定距离，并沿竖直方向降下光源，然后再获取被加工件的图像信息。因为CCD相机5的镜头是竖直对准的正下方，故在获取被加工件图像信息时，所得到的图像是被加工件上表面的图像，或者说是被加工件的俯视图，然后可在对该俯视图进行后续的分析处理。

结合图4，所述壳体内沿竖直方向固定设置有气缸，所述气缸可优选为气立可双轴气缸9，所述50R红色环形光源2通过光源安装钣金3固定于所述气缸的底端，所述50R红色环形光源2可随活塞杆的运动沿竖直方向做升降运动。本方案中气立可双轴气缸9的设计是作为控制50R红色环形光源2做升降运动的动力源，考虑到50R红色环形光源2沿竖直方向活动的需要，故也需将气立可双轴气缸9设置为沿竖直方向活动。当需要对被加工件进行定位信息采集时，在气立可双轴气缸9活塞杆的带动下，50R红色环形光源2可沿竖直方向下降至所需高度，使被加工件处获得足够的光照亮度，进而获得明亮、清晰的图像。

优选的，所述壳体包括一限制所述50R红色环形光源2运动范围的下挡板1，该下挡板1位于所述壳体的底端，所述下挡板1上设有开口，该开口可供被采集定位信息工件进入所述腔体内。为了获得被加工件较佳的定位图像信息，本方案有一关键性的突破。即在获取被加工件定位图像时，让被加工件从所述壳体底端的开口处进入到壳体的腔体内部，整个壳体除了底端的开口外，其余部分都是密封状态，所以腔体内部光线比较暗，同时腔体内部也不易受到外界影响，此时再将50R红色环形光源2下降至所需高度，照亮被加工件，便可获得较佳的工件定位图像。

最后，结合图1和6，所述壳体整体由上封板8、所述下挡板1、左封板4、右封板11、前封板7、底板10围绕组合而成，从而在所述壳体内形成一腔体，所述下挡板1处设有开口，所述密封门15位于该壳体的底端并可将壳体密封。

本方案中的CCD定位信息采集装置的工作方式为：将需要加工的工件用夹具固定住，垂直放置在相机下方，启动上位机自动控制程序，打开可旋转的密封门，推出光源，相机对工件进行拍照，拍照完成后，光源退回，旋转密封门关闭，装置复位，等待下一个信号。

本实用新型设计的CCD定位信息采集装置将CCD相机和可活动的光源置入可密封的保护壳体中，从而获得高等级的防水、防尘性能，亦即提供了一种新的CCD防护方式，同时该结构紧凑，而且控制简单。此外，本方案中的设计可在将相机和光源防护好的同时，又能使光源根据图像信息采集的需要，在需对工件进行拍照时，可将壳体的密封门打开，然后将光源从保护腔体内自动推出，拍完照后又可将光源自动收回，然后将壳体密封起来，并将CCD相机和光源等部件保护于其中。

此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。