专利名称：工件尺寸检测装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种工件尺寸检测装置，尤其是关于一种可用于快速在线检测工件尺寸的 非接触式检测装置。
背景技术：
在测量领域，常用尺寸测量工具和测量仪器有如下几种专用量具，包括极限量规和专 用检验量具；简单的测量仪器，如游标卡尺、外径千分尺等；仪器设备，如三坐标测量机及 影像测定机。以上除了使用影像测定机为非接触式检测外，其它均为接触检测。对于接触检 测，由于检测时测量工具或仪器需接触工件表面才能进行检测，所以存在易划伤被测工件， 造成工件外观质量不合格的缺点。
对于电子产品来说，有很多表面光洁度较高的外观件，或者受力易变形的工件，都不能 采用接触检测进行尺寸测量。此外，这些工件大多以三维曲面造型为主，给检测增加了难度 。对于这些工件，目前通常采用影像测定机非接触检测。但是由于影像测定机体积较大，对 环境要求高，而且检测速度慢，通常只适用于实验室检测，无法灵活移动到生产线进行检测
为了能将检测仪器应用于在线检测，业界也有尝试采用其它高精度类传感器应用于尺寸 检测设备，如采用高精度位移传感器、高精度电荷藕合器件图像传感器(Charge Coupled Device, CCD)、激光传感器等。但，针对表面光洁度较高的镜面工件的检测，由于受到镜面 反射光的干扰，采用高精度位移传感器及CCD的检测仪仍然检测误差较大，检测精度难以提 高。现有的采用激光传感器的激光测量仪，虽然精度高，但量测范围小，对于大的工件就不 能直接测量了。而且，对测量结果的显示仅能根据预设的规格简单的判断为合格与否，不能 识别工件是偏大还是偏小，也不能按更多的尺寸范围段将工件的尺寸进行分类。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够在线检测工件尺寸，而且检测精度高、速度快、量测范 围较大的检测装置。
一种工件尺寸检测装置，用于检测一被测工件的尺寸，其包括一机架及设于该机架上用 于固定被测工件的一定位模块，该定位模块包括一测试台，该工件尺寸检测装置还包括一测 量模块、 一控制处理模块及一监测模块，该测量模块包括一透过型激光探头组，该激光探头组包括三激光探头，每一激光探头包括分别设置于该测试台两侧的一激光发射端子及一激光 接收端子，该激光探头组对定位于该测试台上的被测工件进行激光扫描测量，并将扫描信息 反馈给与该测量模块连接的控制处理模块，该控制处理模块对与该测量模块反馈的信息进行 处理，该监测模块也与控制处理模块连接，该监测模块监测所述激光发射端子与激光接收端 子之间形成的激光检测空间有无异常情况，从而指示后续检测步骤的开始或中断。
相较于现有技术，上述工件测量装置采用透过型激光探头来对待侧工件进行扫描，消除 了待侧工件的表面反射光的干扰，可以测量表面光洁度较高的待测工件，精度高。而且，当 待测工件尺寸较大时，三个激光探头可对待测工件的二维尺寸进行分工测量，从而加大该测 量装置可测量的尺寸范围。通过控制处理模块以及监测模块，实现该测量装置的自动监控和 数据处理，测量速度快，适用于在线检测。
图l为本发明较佳实施例工件尺寸检测装置的立体图。 图2为本发明较佳实施例工件尺寸检测装置的立体分解图。 图3为本发明较佳实施例工件尺寸检测装置的定位模块的放大图。 图4为本发明较佳实施例工件尺寸检测装置的工作原理方框图。
具体实施例方式
请参阅图1与图4，本发明较佳实施例工件尺寸检测装置包括一机架l、 一定位模块2、 一 测量模块3、 一控制处理模块4及一监测模块5。定位模块2设于机架1上，用于对一被测工件 7进行定位。测量模块3包括一透过型激光探头组31，用于对被测工件7进行激光扫描测量。 控制处理模块4与测量模块3电路连接，用于数据处理和通讯。监测模块5也与控制处理模块4 连接，具有监测所述激光探头组31形成的激光检测空间(图未示)有无其他异物的功能。
机架1包括一平台11及由该平台11的大致中央位置伸出的一支架13，支架13上设有一与 该平台11平行的支撑板131。
请参同时图2及图3，定位模块2安装在平台11上，其包括一矩形测试台21、 一定位夹具 23及安装在定位夹具23侧旁的二光纤定位传感器25。测试台21由二相对的板状支撑脚架27支 撑在平台上，并与所述支架13上的支撑板131相对。测试台21上设有供激光透过的透光狭缝 211以及多个通孔213。定位夹具23固定于测试台21的大致中央位置，其用于对被测工件7进 行定位。定位夹具23上与被测工件7的测试部位对应的位置开设有透光孔232，该透光孔232 与测试台21的透光狭缝211对应。定位夹具23的具体形状根据被测工件7的需要而设计，本实 施例的被测工件7为一矩形框体，定位夹具23设计成大体呈矩形块状。所述二光纤定位传感
5器25分别固定在定位夹具23的二对角位置，其用来监测被测工件7是否放置正确。光纤定位 传感器25可发出光束，如果被测工件7放置正确，则光纤定位传感器25发出的光可照射到被 测工件7上，否则，光纤定位传感器25发出的光照射不到被测工件7上。光纤定位传感器25可 连接一蜂鸣器(图未示)，当被测工件7放置正确时，蜂鸣器鸣叫一声，提示后续检测步骤 可以继续。光纤定位传感器25可选择透过型也可选择反射型的，其具体类型由所设计的定位 夹具23的形状决定，本实施例光纤定位传感器25为反射型光纤定位传感器。
请同时参阅图l、图2及图4，所述测量模块3还包括一将激光探头组31反馈的信号进行相 关处理同时具有通讯功能的第一控制器32及一显示器33。所述激光探头组31包括三激光探头 311，该三激光探头311的其中之一位于另外二激光探头311之间。每一激光探头311包括一激 光发射端子3112及一激光接收端子3114，且该激光发射端子3112与激光接收端子3114分别相 向地设置在测试台21的两侧，其中激光发射端子3112安装在所述支架13的支撑板131上，激 光接收端子3114装设在测试台21下方的平台11上。每一激光发射端子3112均可发出平行光束 ，且位于中间的激光发射端子3112发出的平行激光所形成的平面与位于其两侧的二激光发射 端子3112发出的平行激光所形成的平面垂直。每一激光接收端子3114用来接收与之对应的激 光发射端子3112发出的激光。激光探头组31对处于其激光发射端子3112和激光接收端子 3114之间的被测工件7进行扫描测量，其中该处于中间的激光探头311用于测量被测工件7的 短径，位于两侧的激光探头311分别对被测工件7的长径两端进行扫描，从而测出被测工件7 的长径。显示器33与第一控制器32连接，其包括二显示屏332及多个指示灯334，该二显示屏 33用于分别显示被测工件7的平面二维尺寸值，如长度和宽度，该多个指示灯334则可分别用 于指示宽度偏大、宽度偏小、合格、长度偏大、长度偏小。
请参阅图4，控制处理模块4具有数据采集和处理以及对其它模块进行控制的功能。控制 处理模块4包括一测试程序，通过测试程序可以设置被测工件7的合格尺寸范围以及其他不同 的尺寸段。所述激光探头组31对被测工件7扫描后反馈的信号经测量模块3的第一控制器31处 理后输入控制处理模块4，控制处理模块4的测试程序将测得的数据与设定的规格或尺寸段比 较后，向所述测量模块3的显示器32输出被测工件7的尺寸是否合格或者偏大、偏小。控制处 理模块4可为一单片机。
请参阅图2及图4，监测模块5包括多个红外对射传感器51及一将该多个红外传感器51反 馈的信号进行相关处理同时具有通讯功能的第二控制器53。每一红外对射传感器51包括一发 射端511和一接收端513，其中该发射端511嵌设在支架13的支撑板131上，接收端513分别相对 应地嵌设在测试台21的所述通孔内213。每一发射端511向与其对应的接收端513发射红外光束而形成一红外光墙，用来监测所述激光发射端子3112与激光接收端子3114之间形成的激光 检测空间(图未示)是否存在异物。每一红外对射传感器51与第二控制器53连接，第二控制 器53又与控制处理模块4连接。当所述激光检测空间存在异物(如操作员的手或者机械手) 时，接收端513的红外光束部分或者全部被遮断，红外对射传感器51将该信息反馈给第二控 制器53后，输入控制处理模块4，控制处理模块4控制测量模块3的扫描测量的开始或者中断
使用时，将被测工件7放入定位夹具23，经光纤定位传感器25检验摆放正确后，激光探 测头组31开始自动对被测工件7扫描测量。激光探测头组31将扫描收集到的信息反馈给其第 一控制器32，第一控制器32对收集到的信息进行相关处理后输入控制处理模块4，控制处理 模块4的测试程序将测得的信息数据与设定的规格或尺寸段比较后，向测量模块3的二显示屏 332输出被测工件7的二维尺寸，其多个指示灯334则分别指示宽度偏大、宽度偏小、合格、 长度偏大、长度偏小。
上述工件测量装置，采用透过型激光探头311来对待侧工件7进行扫描，消除了待侧工件 7的表面反射光的干扰，可以测量表面光洁度较高的外观件，精度高。而且，通过使用两个 激光探头311来分别扫描测量待测工件7某一方向两个最端点，可以加大该工件测量装置可测 量的尺寸范围。通过控制处理模块4以及监测模块4，实现该工件测量装置的自动监控和数据 处理，测量速度快，可适用于在线检测。同时，通过测试程序预先设定被测工件7的合格尺 寸范围以及不同尺寸段，使该工件测量装置不仅可以判断待测工件7是否合格，还可对其尺 寸大小进行大致的偏小、偏小归类。
可以理解，根据待测工件7的大小可以调整所述位于两侧的二激光探头31 l之间的距离。 可以理解，所述激光探头组31的激光发射端子3112和激光接收端子3114相对于测试台 21的位置可以调换；所述红外对射传感器51的发射端511和接收端513相对于测试台21的位置 也可以调换。
权利要求
1.一种工件尺寸检测装置，用于检测一被测工件的尺寸，其包括一机架及设于该机架上用于固定被测工件的一定位模块，该定位模块包括一测试台，其特征在于该工件尺寸检测装置还包括一测量模块、一控制处理模块及一监测模块，该测量模块包括一透过型激光探头组，该激光探头组包括三激光探头，每一激光探头包括分别设置于该测试台两侧的一激光发射端子及一激光接收端子，该激光探头组对定位于该测试台上的被测工件进行激光扫描测量，并将扫描信息反馈给与该测量模块连接的控制处理模块，该控制处理模块对与该测量模块反馈的信息进行处理，该监测模块也与控制处理模块连接，该监测模块监测所述激光发射端子与激光接收端子之间形成的激光检测空间内有无异常情况，并传输监测信息给控制处理模块，该控制处理模块控制测量模块工作的开始或中断。
2.如权利要求l所述的工件尺寸检测装置，其特征在于所述三激光探头的其中之一位于另外二激光探头之间，该位于中间的激光探头的激光发射端子发出的平行激光所形成的平面与位于其两侧的二激光发射端子发出的平行激光所形成的平面垂直。
3.如权利要求2所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该处于中间的激光探头用于测量被测工件的短径，位于两侧的激光探头分别对被测工件的长径方向的两端进行扫描，从而测出被测工件的长径。
4.如权利要求l所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该定位模块还包括一定位夹具及安装在定位夹具侧旁的二光纤定位传感器，定位夹具固定于测试台上，其与被测工件的测试点对应的位置开设有透光孔，所述二光纤定位传感器分别固定在定位夹具的二对角位置。
5.如权利要求4所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该测试台上设有与该定位夹具上的透光孔相对应的透光狭缝。
6.如权利要求l所述的工件尺寸检测装置，其特征在于所述测量模块还包括一显示器，该显示器包括二显示屏及多个指示灯，其中该二显示屏分别显示被测工件的平面二维尺寸值，该多个指示灯分别指示尺寸合格以及平面二维尺寸的偏大、偏小情
7.如权利要求l所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该控制处理模块包括一对数据进行处理的处理器，该处理器包括一测试程序，通过该测试程序来预先设置产品的合格尺寸范围以及不同的尺寸段。
8.如权利要求7所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该控制处理模块为一单片机。
9.如权利要求l所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该监测模块包括多个红外对射传感器，每一红外对射传感器包括一发射端和一与该发射端相对设置的接收端。
10.如权利要求9所述的工件尺寸检测装置，其特征在于该机架包括一平台及由该平台伸出的一支架，该支架上设有一与该平台平行的支撑板，该测试台还设有多个通孔，其与该支撑板相对，所述激光探头组的激光发射端子以及该红外对射传感器的发射端安装在该支撑板上，该红外对射传感器的接收端嵌设在该检测台的通孔内。
全文摘要
一种工件尺寸检测装置，用于检测一被测工件的尺寸，其包括一机架及设于该机架上用于固定被测工件的一定位模块，该定位模块包括一测试台，该工件尺寸检测装置还包括一测量模块、一控制处理模块及一监测模块，该测量模块包括一透过型激光探头组，该激光探头组对定位于该测试台上的被测工件进行激光扫描测量，并将扫描信息反馈给与该测量模块连接的控制处理模块，该控制处理模块对与该测量模块反馈的信息进行处理。该监测模块也与控制处理模块连接，该监测模块监测激光检测空间有无异常情况，从而指示后续检测步骤的开始或中断。该检测装置可测量表面光洁度较高的外观件，测量的尺寸范围较大，测量速度快，适用于在线检测。
文档编号G01B11/02GK101551233SQ20081030081
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月1日 优先权日2008年4月1日
发明者俞焰馨, 孙长发, 丽 常, 智 成, 雷 李, 杨丽萍, 杨继文, 董林森, 平 陈 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司