专利名称：一种三维测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量技术领域，尤其涉及一种三维测量仪。
技术背景 随着技术的进步，三维测量仪已经发展成为一种集机械、光学、数控技术和计算机技术为一体的精密智能化仪器，成为现代工业检测和质量控制过程中不可缺少的测量设备，广泛用于机械制造、电子、汽车、航天、军工、模具等工业领域。通常，三维测量仪由三个相互垂直的运动轴X、Y、Z建立起一个直角坐标系，探测装置的一切运动都在这个坐标系中进行，测量时把被测零件放在工作台上，探测装置与被测零件表面接触，三维测量仪可以随时给出探测装置在坐标系的精确位置，当探测装置沿着被测零件的几何型面移动时就可以得出被测零件几何型面上各点的坐标值，并把数据传输给计算机，将其存为data格式或Pts文件格式，可以通用三维设计软件(如pro/e，UG)打开。可是，传统的三维测量仪大多采用光栅传感器，这种传感器通常成本较高，同时有的被测零件的几何型面不规则，传统三维测量仪的测量死角多，导致采集的数据不完整，导致测量精度低，影响产品质量。
实用新型内容本实用新型实施例所要解决的技术问题在于提供一种三维测量仪，避免了三维测量仪的测量死角多的问题，提高了测量精度，降低了生产成本。为解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种三维测量仪，包括底座；X轴测量臂，其滑动设置在所述底座上，垂直所述X轴测量臂向上设有竖杆，在所述竖杆平行Y轴方向上设有横杆；Y轴测量臂，其滑动设置在所述横杆上；Z轴测量臂，其竖直向下滑动设置在Y轴测量臂上，所述Z轴测量臂下端设有探测装置；工作台，其通过转轴设置在所述底座中部上并可绕转轴旋转；驱动装置，用于驱动所述X轴测量臂、Y轴测量臂以及Z轴测量臂分别沿X轴、Y轴以及Z轴方向做往复运动和驱动工作台旋转运动； 数据采集处理系统，包括设置在X轴测量臂、Y轴测量臂、Z轴测量臂的直线型容栅传感器以及设置在工作台上的圆型容栅传感器，与传感器连接以将数据传输给计算机的数据处理装置。进一步地，所述数据处理装置包括模拟控制模块，其与所述直线型容栅传感器和圆型容栅传感器连接，用于联通或者断开所述容栅传感器；滤波矫正模块，其与模拟控制模块连接，用于滤除高频信号干扰；存储模块，其与滤波矫正模块连接，用于存储数据；[0016]单片机模块，其分别与存储模块和计算机连接。上述技术方案至少具有如下有益效果本实用新型实施例通过采用在所述底座上设置可相对底座旋转的工作台，为固定放置在工作台上的被测零件附加了一个转动自由度，形成四个自由度测量，避免了三维测量仪的测量死角多的问题，提高了测量精度，同时采用容栅传感器代替光栅传感器，降低了生产成本。
图I是本实用新型实施例三维测量仪的立体结构示意图。图2是本实用新型实施例三维测量仪的原理框图。
具体实施方式
·[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。如图1、2所示，本实用新型实施例的三维测量仪包括底座10、X轴测量臂20、Y轴测量臂30、Z轴测量臂40、工作台50、驱动装置、探测装置60以及数据采集处理系统70。X轴测量臂20滑动设置在所述底座10的侧壁上，其在驱动装置的作用下，可以沿底座10的侧壁做前后往复运动，从而带动所述探测装置60实现X轴坐标的变化，垂直所述X轴测量臂20向上固定设有竖杆21，在所述竖杆21平行Y轴方向上固定设有横杆22。Y轴测量臂30滑动设置在所述横杆22外壁上，其在驱动装置的作用下，可以沿Y轴方向做左右往复运动，从而带动探测装置60实现Y轴坐标的变化。Z轴测量臂40竖直向下滑动穿设在所述Y轴测量臂30上，Z轴测量臂40下端设有探测装置60，在本实施例中，所述探测装置60是探测球，探测装置60的运动轨迹由探测球的中心点表示，探测球与零件表面接触，当探测球沿着被测零件几何型面移动时就可以得出被测零件几何型面上各点的坐标值，Z轴测量臂40在驱动装置的作用下，可以沿Z轴方向做上下往复运动，从而带动探测装置60实现Z轴坐标的变化。工作台50通过转轴设置在所述底座10中部位置，其在驱动装置的作用下可绕转轴旋转，当被测零件几何型面不规则时，被测零件可以随工作台50转动，探测装置60可从多个角度对被测零件进行测量，避免传统三维测量仪测量死角多的问题，提高了测量精度。数据采集处理系统70包括容栅传感器71和数据处理装置72，容栅传感器71分为直线型容栅传感器711和圆型容栅传感器712，其中直线型容栅传感器711分别设置在X轴测量臂20、Y轴测量臂30以及Z轴测量臂40上，圆型容栅传感器712设置在工作台50上，容栅传感器71可以随时记录X轴测量臂20、Y轴测量臂30、Z轴测量臂40以及工作台50的坐标值并传输给数据处理装置72，容栅传感器71的成本比光栅传感器的成本低，降低了三维测量仪的制造成本。所述数据处理装置72包括模拟控制模块721、滤波矫正模块722、存储模块723以及单片机模块724，在本实施例中，模拟控制模块721与直线型容栅传感器711和圆型容栅传感器712连接，模拟控制模块721是用于联通或者断开所述直线型容栅传感器711和圆型容栅传感器712的模拟控制开关，模拟控制开关能够测量四路容栅传感器71数据信号，包括所述的三路直线型容栅传感器711和一路圆型容栅传感器712 ;滤波矫正模块722与模拟控制开关连接，其用于滤除数据链路中的高频信号干扰；存储模块723与滤波矫正单元连接，其是用于存储数据的24位移位寄存器；单片机模块724分别与存储模块723和计算机80连接，单片机模块724通过选择开关，使得24位移位寄存器工作在移位状态或和单片机模块724同步串行通讯状态，单片机模块724取得数据后，与计算机80通过串行通讯接口 92传送数据给计算机80，串行通讯接口 92驱动芯片由MAX232 (单电源电平转换芯片)来实现，计算机80取得数据后，将其存为Pts文件等格式，可以通过三维设计软件(如pro/e，UG)打开，单片机模块724设有USB接口 91，通过USB接口 91从计算机80取得5v电源，通过DC-DC电源变压器芯片转换获得I. 5v电源，给容栅传感器71供电。本实用新型实施例通过采用在所述底座10上设置可相对底座10旋转的工作台50，为固定放置在工作台50上的被测零件附加了一个转动自由度，形成四个自由度测量，避免了三维测量仪的测量死角多的问题，提高了测量精度，同时采用容栅传感器71代替光 栅传感器，降低了生产成本。以上所述是本实用新型的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种三维测量仪，其特征在于，包括 底座(10)； X轴测量臂(20)，其滑动设置在所述底座(10)上，垂直所述X轴测量臂(20)向上设有竖杆(21)，在所述竖杆(21)平行Y轴方向上设有横杆(22); Y轴测量臂(30)，其滑动设置在所述横杆(22)上； Z轴测量臂(40)，其竖直向下滑动设置在Y轴测量臂(30)上，所述Z轴测量臂(40)下端设有探测装置(60)； 工作台(50)，其通过转轴设置在所述底座(10)中部上并可绕转轴旋转； 驱动装置，用于驱动所述X轴测量臂(20)、Y轴测量臂(30)以及Z轴测量臂(40)分别沿X轴、Y轴以及Z轴方向做往复运动和驱动工作台(50)旋转运动； 数据采集处理系统(70)，包括设置在X轴测量臂(20)、Y轴测量臂(30)、Z轴测量臂(40)的直线型容栅传感器(711)以及设置在工作台(50)上的圆型容栅传感器(712)，与容栅传感器(71)连接以将数据传输给计算机的数据处理装置(72)。
2.如权利要求I所述的三维测量仪，其特征在于，所述数据处理装置(72)包括 模拟控制模块(721)，其与所述直线型容栅传感器(711)和圆型容栅传感器(712)连接，用于联通或者断开所述容栅传感器(71)； 滤波矫正模块(722)，其与模拟控制模块(721)连接，用于滤除高频信号干扰； 存储模块(723)，其与滤波矫正模块(722)连接，用于存储数据； 单片机模块(724)，其分别与存储模块(723)和计算机(80)连接。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种三维测量仪，包括底座、X轴测量臂滑、Y轴测量臂以及Z轴测量臂，所述Z轴测量臂下端设有探测装置，通过转轴设置在所述底座中部上并可绕转轴旋转的工作台，用于驱动所述X轴测量臂、Y轴测量臂以及Z轴测量臂分别沿X轴、Y轴以及Z轴方向做往复运动和驱动工作台旋转运动的驱动装置以及数据采集处理系统。本实用新型实施例通过采用在所述底座上设置可相对底座旋转的工作台，为固定放置在工作台上的被测零件附加了一个转动自由度，形成四个自由度测量，避免了三维测量仪的测量死角多的问题,提高了测量精度，同时采用容栅传感器代替光栅传感器，降低了生产成本。
文档编号G01B7/28GK202793309SQ20122040313
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者毛培 申请人:深圳市祢得智能设备有限公司