倒角尺寸光学测量设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及光学测量【技术领域】，具体涉及一种自动化、非接触式的倒角尺寸光学测量设备，包括机架、上位测量装置、下位测量装置、定位装置以及工控系统；机架上端设有工作台；上位测量装置设置于工作台的上方；下位测量装置设置于工作台的下方；定位装置设置于工作台上；工控系统设置于机架内。本实用新型克服了现有倒角尺寸检测方式的缺陷，具有精度高、人为干扰因素小、成本低和效率高的特点。
【专利说明】倒角尺寸光学测量设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学测量【技术领域】，具体涉及一种自动化、非接触式的倒角尺寸光学测量设备。
【背景技术】
[0002]在手机等电子产品及其配件的生产过程中，需要对工件的倒角尺寸进行检测。传统的人工检测方式，只能通过肉眼观察和规尺测量，对工作人员的素质要求比较高，用工成本高，但是效率很低，人为造成的误差比较大，精确度低，甚至在测量过程中与工件接触，可能会对工件造成刮伤、变形或扭曲，导致工件报废。这远远无法满足发展迅速的电子行业对于高标准的质量控制和低廉的生产成本的强烈需求。
实用新型内容
[0003]本实用新型实施例的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种自动化、非接触式的倒角尺寸光学测量设备。
[0004]一种倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:
[0005]包括机架，所述机架上端设有工作台；
[0006]上位测量装置，设置于所述工作台上方，用于测量待测工件上表面的倒角；
[0007]下位测量装置，设置于所述工作台下方，用于测量待测工件下表面的倒角；
[0008]定位装置，设置于所述工作台上，用于固定待测工件；
[0009]工控系统，设置于所述机架内，用于控制所述上位测量装置、下位测量装置和定位装置，以及计算分析所述上位测量装置和下位测量装置反馈的数据。
[0010]进一步说明，所述上位测量装置，包括第一摄像组件、第一调节组件和第一驱动组件；所述第一摄像组件固定于所述第一调节组件上；所述第一调节组件与所述第一驱动组件固定连接。
[0011]进一步说明，所述工作台上设有龙门结构架，所述龙门结构架包括两根支柱和横梁，所述支柱固定于工作台的左右两侧，所述横梁架设于两根支柱的上端；所述第一驱动组件安装在横梁上；所述横梁套设有方形架，所述方形架与第一驱动组件固定连接；所述第一调节组件安装在方形架上。
[0012]进一步说明，所述下位测量装置，包括第二摄像组件、第二调节组件和第二驱动组件；所述第二摄像组件固定于所述第二调节组件上；所述第二调节组件与所述第二驱动组件固定连接。
[0013]进一步说明，所述机架内设置有支撑板，所述第二驱动组件安装在所述支撑板上；所述工作台开设有通孔，所述第二摄像组件穿设于其内。
[0014]进一步说明，所述第一调节组件和第二调节组件结构相同，包括基座、旋钮、相机安装板和底板；所述基座与所述底板活动连接；所述旋钮设置于所述基座的一侧；所述相机安装板正面的上下两侧分别开设有两排一一对应的通孔，其被穿过上侧通孔的螺钉固定在所述基座的正面。
[0015]进一步说明，所述第一摄像组件和第二摄像组件结构相同，包括微调板、CXD相机、镜头、环形光源和光源安装板；所述环形光源固定在光源安装板上；所述环形光源是中心形成通孔的环状结构，所述光源安装板上也开设有一个通孔与之相对应；所述光源安装板固定在所述相机安装板的下端；所述微调板上设有一对长孔，所述长孔与所述相机安装板下侧的通孔相对应，所述微调板被相继穿过长孔和通孔的螺钉固定在所述相机安装板上；所述CCD相机固定在所述微调板上；所述镜头与所述CCD相机固定连接，并且朝向所述环形光源的通孔。
[0016]进一步说明，所述定位装置包括上料板、折射框和第三驱动组件；所述折射框固定在所述上料板的一端；所述折射框内侧与所述上料板围成承载区；所述上料板位于承载区内的相对两侧设有定位柱；承载区内，所述上料板沿着所述折射框的边缘有一圈不连续的镂空部分；所述上料板远离折射框的一端与所述第三驱动组件固定连接；所述第三驱动组件安装在所述工作台上。
[0017]进一步说明，所述第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件均为电动轴。
[0018]进一步说明，所述定位装置有两个，每个定位装置配套有一组上位测量装置和下位测量装置。
[0019]本实用新型实施例带来的有益效果是:倒角尺寸光学测量设备由工控系统控制，通过上位测量装置获取工件上表面倒角的数据，下位测量装置获取工件下表面倒角的数据，整个过程不会与工件发生接触，杜绝工件被刮伤、受力变形或扭曲的可能；上位测量装置和下位测量装置所获得的图像数据由工控系统计算得出位置度数值，精确度高，几乎没有误差；上位测量装置和下位测量装置的检测工作同时进行，其所获得的数据也同时在工控系统进行计算，大大提高了设备的工作效率；除了需要工作人员将工件放在定位装置上以外，整个检测过程由设备自动进行，最大程度排除了人为的干扰因素，同时对工作人员的素质要求不高，降低了用工成本；设备安装有两个定位装置，每个定位装置配套有一组上位测量装置和下位测量装置，这种双工位方式可以同时上料和进行检测，显著提高工作效率；上位测量装置和下位测量装置都可以根据待测工件的形状大小，灵活调节各自相对工件的位置，有利于获取最佳的成像质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0021]图2是图1所示实施例的上位测量装置和下位测量装置的结构示意图；
[0022]图3是图1所示实施例的调节组件和摄像组件的结构示意图；
[0023]图4是图1所示实施例的定位装置的结构示意图；
[0024]图5是本实用新型另一个实施例的立体图；
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0026]如图1所示，一种倒角尺寸光学测量设备，
[0027]包括机架I，机架I上端设有工作台11 ;
[0028]上位测量装置2，设置于工作台11上方，用于测量待测工件上表面的倒角；
[0029]下位测量装置3，设置于工作台11下方，用于测量待测工件下表面的倒角；
[0030]定位装置4，设置于工作台11上，用于固定待测工件；
[0031 ] 工控系统(图中未示)，设置于机架I内，用于控制上位测量装置2、下位测量装置3和定位装置4，以及计算分析上位测量装置2和下位测量装置3反馈的数据。
[0032]工作人员将待测工件放在定位装置4上并固定好；工控系统发送信号给上位测量装置2和下位测量装置3，两者同时对待测工件进行检测，并将获取的数据反馈给工控系统；工控系统对接收到的数据进行分析，确定工件的倒角尺寸。整个检测过程，设备不会与工件发生接触，杜绝工件被刮伤、受力变形或扭曲的可能。
[0033]如图2所示，上位测量装置2，包括第一摄像组件21、第一调节组件22和第一驱动组件23 ;第一摄像组件21固定于第一调节组件22上；第一调节组件22与第一驱动组件23固定连接。
[0034]具体而言，工作台11上设有龙门结构架12，龙门结构架12包括支柱121、122和横梁123，支柱121和122固定于工作台11的左右两侧，横梁123架设于支柱121和122的上端；第一驱动组件23安装在横梁123上；横梁123套设有方形架13，方形架13与第一驱动组件23固定连接；第一调节组件22安装在方形架13上。对于本实用新型而言，龙门结构架可以用悬臂结构架替代。悬臂结构架包括支架和悬臂，支架固定于工作台11的一侧，悬臂固定在支架的上端，两者呈“7”字形，第一驱动组件23安装在悬臂上。
[0035]在本实施例中，第一驱动组件23为电动轴，安装在横梁123上，能够带动第一摄像组件21和第一调节组件22沿着X轴方向来回移动。
[0036]如图2所示，下位测量装置3，包括第二摄像组件31、第二调节组件32和第二驱动组件33 ;第二摄像组件31固定于第二调节组件32上；第二调节组件32与第二驱动组件33固定连接。
[0037]机架I内设置有支撑板14，第二驱动组件33安装在支撑板14上；工作台11开设有通孔，第二摄像组件31穿设于其内。
[0038]在本实施例中，第二驱动组件33包括电动轴A (331)和电动轴B (332);电动轴A(331)安装在支撑板14上；电动轴B (332)固定在电动轴A (331)的上表面，两者呈十字交叉状。第二驱动组件33能够带动第二摄像组件31和第二调节组件32在工作台11的通孔的范围内，沿着X轴和Y轴自由移动。
[0039]第一调节组件22和第二调节组件32结构相同，此处以第一调节组件22为例进行说明。如图3所示，第一调节组件22包括基座221、旋钮222、相机安装板223和底板224 ；基座221与底板224活动连接；旋钮222设置于基座221的一侧；相机安装板223正面的上下两侧分别开设有两排一一对应的通孔，其被穿过上侧通孔的螺钉固定在基座221的正面。需要进行位置微调时，转动旋钮222，使得基座221及与其固定连接的相机安装板223可以在底板224上进行上下直线运动。
[0040]第一摄像组件21和第二摄像组件31结构相同，此处以第一摄像组件21为例进行说明。如图3所示，第一摄像组件21包括微调板211、C⑶相机212、镜头213、环形光源214和光源安装板215 ;环形光源214固定在光源安装板215上；环形光源214是中心形成通孔的环状结构，光源安装板215上也开设有一个通孔与之相对应；光源安装板215固定在相机安装板222的下端；微调板211上设有一对长孔，长孔与相机安装板222上的通孔相对应，微调板211被相继穿过长孔和通孔的螺钉固定在相机安装板222上；CCD相机212固定在微调板211上；镜头213与CXD相机212固定连接，并且朝向环形光源214的通孔。
[0041]本实用新型提供的设备可以根据待测工件的形状大小，灵活调节第一摄像组件和第二摄像组件的位置，有利于获取最佳的成像质量。具体而言，需要调节CCD相机与环形光源之间的距离时，通过松开微调板上的螺钉，调整其在相机安装板上的位置即可；需要调节环形光源与待测工件之间的距离时，通过松开相机安装板上的螺钉，调整其在基座上的位置即可；需要进行细微调节时，通过转动旋钮调整基座的位置实现。
[0042]如图4所示，定位装置4包括上料板41、折射框42和第三驱动组件(图中未标)；折射框42固定在上料板41的一端；折射框42内侧与上料板41围成承载区43 ;上料板41位于承载区43内的相对两侧设有定位柱44和45 ;承载区43内，上料板41沿着折射框42边缘有一圈不连续的镂空部分46 ;上料板41远离折射框42的一端与第三驱动组件固定连接；第三驱动组件安装在工作台11上。在本实施例中，第三驱动组件为电动轴，能够带动上料板41沿着Y轴方向来回移动。折射框42由反光材料制成，当环形光源照射在待测工件表面时，通过折射框的反射，补偿待测工件四周边缘的光线，提高成像的质量。
[0043]工作人员将待测工件放置在承载区内，通过定位柱44和45固定好；工控系统发送信号给第三驱动组件，让其带动上料板41及其承载的待测工件由前往后移动到工作台11的中央；上位测量装置2在待测工件的上表面自动取点检测；下位测量装置3透过上料板41上的镂空部分46，对待测工件的下表面自动取点检测；检测完毕，第三驱动组件带动上料板41及工件由后往前回到原处，等待工作人员取下工件和重新上料。可见，除了需要工作人员将待测工件放在定位装置4上以外，整个检测过程由设备自动进行，最大程度排除了人为的干扰因素，同时对工作人员的素质要求不高，降低了用工成本。
[0044]作为本实施例的替代方案，定位装置4可以不包括第三驱动组件，直接固定在工作台11上，并且在上位测量装置2和下位测量装置3之间。工作时，工控系统驱使上位测量装置2和下位测量装置3分别在定位装置4的上方和下方进行检测。
[0045]在本实施例中，倒角尺寸光学测量设备有两个定位装置组成双工位，每个定位装置配套有一组上位测量装置和下位测量装置，这种双工位方式可以同时上料和进行检测，显著提高工作效率。
[0046]如图5所示，倒角尺寸光学测量设备还包括上罩5，上罩5设置于工作台11上，上位测量装置3位于上罩5内部；上罩5的面板上安装有显示器6。上罩5用于防尘，保护上位测量装置3。显示器6用于显示工控系统经过处理得到的工件倒角尺寸结果。
[0047]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种倒角尺寸光学测量设备，其特征在于: 包括机架，所述机架上端设有工作台； 上位测量装置，设置于所述工作台上方，用于测量待测工件上表面的倒角； 下位测量装置，设置于所述工作台下方，用于测量待测工件下表面的倒角； 定位装置，设置于所述工作台上，用于固定待测工件； 工控系统，设置于所述机架内，用于控制所述上位测量装置、下位测量装置和定位装置，以及计算分析所述上位测量装置和下位测量装置反馈的数据。
2.根据权利要求1所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述上位测量装置，包括第一摄像组件、第一调节组件和第一驱动组件；所述第一摄像组件固定于所述第一调节组件上；所述第一调节组件与所述第一驱动组件固定连接。
3.根据权利要求2所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述工作台上设有龙门结构架，所述龙门结构架包括两根支柱和横梁，所述支柱固定于工作台的左右两侧，所述横梁架设于两根支柱的上端；所述第一驱动组件安装在横梁上；所述横梁套设有方形架，所述方形架与第一驱动组件固定连接；所述第一调节组件安装在方形架上。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述下位测量装置，包括第二摄像组件、第二调节组件和第二驱动组件；所述第二摄像组件固定于所述第二调节组件上；所述第二调节组件与所述第二驱动组件固定连接。
5.根据权利要求4所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述机架内设置有支撑板，所述第二驱动组件安装在所述支撑板上；所述工作台开设有通孔，所述第二摄像组件穿设于其内。
6.根据权利要求5所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述第一调节组件和第二调节组件结构相同，包括基座、旋钮、相机安装板和底板；所述基座与所述底板活动连接；所述旋钮设置于所述基座的一侧；所述相机安装板正面的上下两侧分别开设有两排一一对应的通孔，其被穿过上侧通孔的螺钉固定在所述基座的正面。
7.根据权利要求6所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述第一摄像组件和第二摄像组件结构相同，包括微调板、C⑶相机、镜头、环形光源和光源安装板；所述环形光源固定在光源安装板上；所述环形光源是中心形成通孔的环状结构，所述光源安装板上也开设有一个通孔与之相对应；所述光源安装板固定在所述相机安装板的下端；所述微调板上设有一对长孔，所述长孔与所述相机安装板下侧的通孔相对应，所述微调板被相继穿过长孔和通孔的螺钉固定在所述相机安装板上；所述CCD相机固定在所述微调板上；所述镜头与所述CXD相机固定连接，并且朝向所述环形光源的通孔。
8.根据权利要求4所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述定位装置包括上料板、折射框和第三驱动组件；所述折射框固定在所述上料板的一端；所述折射框内侧与所述上料板围成承载区；所述上料板位于承载区内的相对两侧设有定位柱；承载区内，所述上料板沿着所述折射框的边缘有一圈不连续的镂空部分；所述上料板远离折射框的一端与所述第三驱动组件固定连接；所述第三驱动组件安装在所述工作台上。
9.根据权利要求8所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件均为电动轴。
10.根据权利要求1或8所述的倒角尺寸光学测量设备，其特征在于:所述定位装置有·两个，每个定位装置配套有一组上位测量装置和下位测量装置。
【文档编号】G01B11/00GK203704861SQ201320870277
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】刘建华, 杜荣钦, 胡田军, 仝敬烁, 尹建刚, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司