一种自定位自动对焦的CCD圆柱外轮廓检测装置的制作方法

本发明涉及检测装置技术领域，具体地，涉及一种可对被测圆柱进行自定位检测的自定位自动对焦的ccd圆柱外轮廓检测装置。

背景技术：

对生产的圆管前部进行侧轮廓检测，是工业生产极为重要的一步，是检测产品是否合格的重要手段。目前，为检测所生产的圆管前部的侧轮廓，通常采用手持工具进行测量，这种测量方法效率不高，且精度也难以保证，无法满足现代工业生产的需求。

为了提高测量效率并获得更高的精度，本领域亟需设计一个能自动测量圆管前部侧轮廓的装置，使得该装置可自动根据圆管的姿态进行调整并测量，进而提高测量精度及测量效率。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是，提供一种自定位自动对焦的ccd圆柱外轮廓检测装置，该装置可以根据被测圆管的姿态自行调节测量装置与平行板光源的姿态并进行测量，测量效率较传统手动测量有很大的提高，测量精度也更为可靠，且本装置可以在较大范围内正常工作。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种自定位自动对焦的ccd圆柱外轮廓检测装置，它包括定位板，所述定位板一侧安装有ccd支架、平行板光源及自动对焦机构。

所述ccd支架上下表面均安装有ccd组件，所述ccd组件包括ccd滑块、ccd导轨及ccd部件，且ccd组件完全对称设置；所述ccd导轨固定于所述ccd支架的上下表面，所述ccd支架安装于所述ccd导轨上，所述ccd部件又安装于所述ccd滑块表面。

所述平行板光源垂直于定位板，并与所述ccd支架平行安装。

所述自动对焦机构包括电动缸、光栅尺安装板、光栅尺、微动开关及丝杠机构；所述电动缸及所述光栅尺均安装在所述光栅尺安装板上；所述光栅尺的光栅读数头通过连杆与所述电动缸连接，所述微动开关安装在连杆上；所述丝杠机构安装于所述ccd支架的中部，所述丝杠机构的丝杠螺母与所述ccd导轨连接，所述丝杠机构的电机的安装板与所述ccd支架固连。通过光栅尺测得ccd部件与被测圆柱之间的距离，丝杠机构通过plc控制器控制电机，经丝杠机构对ccd部件进行自动对焦。

作为优选，还包括定位支架、定位板导轨、定位板滑块和推进气缸组，其中，所述定位板的上部设有第一球铰，第一球铰的另一侧与定位板滑块连接，定位板滑块可在定位板导轨上滑动，所述定位板导轨固连在定位板支架上；所述推进气缸组安装于定位板的另一侧，在推进气缸组的推动下，第一球铰使得定位板的姿态可以根据被测圆柱端面的姿态进行调整。

作为优选，所述推进气缸组包括：与定位板平行设置的推进气缸支架以及设置于推进气缸支架与定位板之间的3个相隔120°角且互相平行设置的推进气缸；所述推进气缸包括推进气缸管和推进气缸杆；所述推进气缸杆与所述定位板间通过第二球铰连接；所述推进气缸管与推进气缸支架之间通过第三球铰连接；推进气缸使得定位板向被测圆柱的端面移动，推进气缸刚开始同步，定位板碰到被测圆柱后出现不同步，直到定位板与圆柱端面贴合，即定位板的姿态可以根据被测圆柱端面的姿态改变。

作为优选，所述推进气缸支架上设置有加强筋用于加强。

作为优选，所述定位板导轨的前后两侧均安装有限位块，可对所述定位板滑块的移动进行限位。

作为优选，所述ccd支架与所述定位板之间通过螺栓连接。

作为优选，所述平行板光源与所述定位板之间通过角铁连接。

作为优选，所述定位板导轨通过螺栓固连在定位板支架上。

作为优选，还包括基座，所述定位板支架和推进气缸支架分别固连在基座上。

作为优选，还包括plc控制器，所述plc控制器分别与电动缸、丝杠机构以及光栅尺控制连接。

作为优选，所述plc控制器还与推进气缸控制连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明是一种可以对被测圆柱自定位的自动对焦ccd检测装置，工作时，被测圆柱首先送入ccd部件与平行板光源之间的某个位置；送料完成后，plc控制器得到信号，使电磁阀开始作用，控制推进气缸推动定位板；在定位板从初始位置靠紧被测圆柱前端面的过程中，被测圆柱不动，此时在电磁阀作用下推进气缸，定位板会自动调节位置，最终和被测圆柱前端面紧密贴合，这时电磁阀维持对推进气缸的推力，也就是对圆柱端面定位的过程。定位完成后，电动缸推动连杆带动光栅尺的光栅读数头，直到微动开关给出信号电动缸停止推动，此时光栅尺测量出被测圆柱距离ccd部件的镜头之间的垂直距离；再由plc控制器控制丝杠机构自动调节ccd部件位置，也即自动对焦；对焦完成后ccd部件拍摄被测圆柱轮廓，拍摄完成后，ccd部件给予plc控制器信号，plc控制器控制电动缸先回退一定距离，之后推进气缸回退一定距离，被测圆柱旋转一定角度，推进气缸和电动缸再次先后完成定位及对焦，ccd部件拍摄，直到拍完每根圆柱预计拍摄的照片。之后送入下一根圆柱，如此循环。本发明结构简单，能自动定位被测圆柱及对ccd部件自动调焦，通过对不同直径设置不同的参数可实现对不同直径圆柱外轮廓的测量，提高了测量效率和测量精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的另一结构示意图；

图4为本发明的右视图；

图中：1为基座；2为定位板支架；3为推进气缸支架；4为定位板；5为平行板光源；6为推进气缸；7为推进气缸管；8为推进气缸杆；9为角铁；10为ccd支架；11为ccd滑块；12为ccd导轨；13为ccd部件；14为丝杠机构的电机；15为联轴器；16为丝杠固定端；17为丝杠支撑端；18为丝杠螺杆；19为丝杠螺母；20为丝杠；21为丝杠螺母安装板；22为自动对焦机构；23为测距机构安装板；24为电动缸；25为光栅尺；26为标尺光栅；27为光栅读数头；28为微动开关；29为光栅读数头安装板；30为定位板导轨；31为定位板滑块；32为第一球铰连杆；33为第二球铰；34为第三球铰；35为第一球铰。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例提供了一种自定位自动对焦的ccd圆柱外轮廓检测装置，它包括定位板，所述定位板一侧安装有ccd支架、平行板光源及自动对焦机构。

所述ccd支架上下表面均安装有ccd滑块、ccd导轨及ccd部件(ccd组件)；所述ccd支架与所述定位板之间通过螺栓连接；所述ccd导轨固定于所述ccd支架的上下表面，所述ccd滑块安装于所述ccd导轨上，所述ccd部件安装于ccd滑块表面；。

所述平行板光源垂直于定位板，并与所述ccd支架平行安装；所述平行板光源与所述定位板之间通过角铁连接。

所述自动对焦机构包括电动缸、光栅尺安装板、光栅尺、微动开关及丝杠机构；所述电动缸及所述光栅尺均安装在所述光栅尺安装板上；所述光栅尺的光栅读数头通过连杆与所述电动缸连接，所述微动开关安装在连杆上；所述丝杠机构安装于所述ccd支架中部，所述丝杠机构的丝杠螺母与所述ccd导轨连接，所述丝杠机构的电机的安装板与所述ccd支架固连。通过光栅尺测量ccd部件与被测圆柱之间的距离，从而进行自动对焦。

所述定位板上部有第一球铰，第一球铰另一侧与定位板滑块连接，定位板滑块可在定位板导轨上滑动，定位板导轨通过螺栓固连在定位板支架上；所述定位板支架固连在基座上。在推进气缸推动下，第一球铰使得定位板的姿态可以根据被测圆柱端面的姿态进行调整。

所述定位板的另一侧安装有3个相隔120°角且互相平行的推进气缸；所述推进气缸包括推进气缸管和推进气缸杆；所述推进气缸杆与所述定位板之间通过第二球铰连接；所述推进气缸管与推进气缸支架之间通过第三球铰连接；所述推进气缸支架固定在基座上。推进气缸使得定位板向被测圆柱的端面移动，即定位板的姿态可以根据被测圆柱端面改变。

所述定位板导轨的前后两侧均安装有限位块，可对所述定位板滑块的移动进行限位。

下面结合附图对本实施进一步详细描述。

详见图1～图4所示，一种自定位自动对焦的ccd圆柱外轮廓检测装置，它包括基座1、定位板支架2、推进气缸支架3、定位板4、平行板光源5、推进气缸6、角铁9、ccd支架10、ccd滑块11、定位板滑块31、ccd导轨12、定位板导轨30、ccd部件13、丝杠机构的电机14、联轴器15、丝杠固定端16、丝杠支撑端17、丝杠20、电动缸24、光栅尺25、微动开关28、连杆32、球铰33～35。所述定位板一侧安装有ccd支架、平行板光源及自动对焦机构。所述ccd支架上下表面均安装有ccd滑块、ccd导轨及ccd部件(ccd组件)；所述ccd支架与所述定位板之间通过螺栓连接；所述ccd导轨固定于所述ccd支架的表面，所述ccd滑块设置于ccd导轨上，所述ccd部件又安装于所述ccd滑块表面。所述平行板光源垂直于定位板，并与所述ccd支架平行安装；所述平行板光源与所述定位板之间通过角铁连接。所述自动对焦机构包括电动缸、光栅尺安装板、光栅尺、微动开关及丝杠机构；所述电动缸及所述光栅尺均安装在所述光栅尺安装板上；所述光栅尺的光栅读数头通过连杆与所述电动缸连接，所述微动开关安装在连杆上；所述丝杠机构安装于所述ccd支架中部，包括丝杠螺母、丝杠螺杆、丝杠固定端、丝杠支撑端、电机及联轴器，其中，所述电机与联轴器相连接，联轴器与丝杠固定端相连接，所述丝杠固定端与丝杠螺杆的一端相连接，所述丝杠支撑端设置于丝杠螺杆的另一端，所述丝杠螺母安装于丝杠螺杆上；所述丝杠螺母与所述ccd导轨连接，所述电机的安装板与所述ccd支架固连。通过光栅尺测量ccd与被测物的距离，从而进行自动对焦。

所述定位板的上部设有第一球铰，第一球铰另一侧与定位板滑块连接，定位板滑块可在定位板导轨上滑动，定位板导轨通过螺栓固连在定位板支架上；所述定位板支架固连在基座上。在推进气缸组(包括推进气缸和推进气缸支架)推动下，第一球铰使得定位板的姿态可以根据被测圆柱端面的姿态进行调整。

所述定位板的另一侧安装有3个相隔120°角且互相平行的推进气缸；所述推进气缸包括推进气缸管和推进气缸杆；所述推进气缸杆与所述定位板间通过第二球铰连接；所述推进气缸管与推进气缸支架之间通过第三球铰连接；推进气缸使得定位板向被测圆柱的端面移动，推进气缸刚开始同步，定位板碰到圆柱后出现不同步，直到定位板与圆柱端面贴合，即定位板的姿态可以根据被测圆柱端面改变。

所述导轨的前后两侧均安装有限位块，可对所述定位板滑块的移动进行限位。

本实施例提供的一种自定位自动对焦的ccd圆柱外轮廓检测装置，利用推进气缸驱动及球铰，可以在空间三个方向上推动定位板，自动调节被测圆柱端面与定位板之间的相对位置。被测圆柱首先送入ccd部件与平行板光源之间的某个位置；送料完成后，被测圆柱不动，推进气缸推动定位板；在定位板从初始位置靠紧被测圆柱前端面的过程中，定位板自动调节位置与被测圆柱前端面紧密贴合；对被测圆柱端面定位完成后，光栅尺测量出被测圆柱距离ccd部件镜头之间的垂直距离，再由plc控制器控制丝杠机构自动调节ccd部件位置，也就是自动调焦的过程；定位及调焦完成后，ccd部件拍摄被测圆柱轮廓；拍摄完成后，plc控制器先后控制光栅尺及推进气缸回退，被测圆柱旋转一定角度，如此循环。

本实施例结构简单，能自动定位被测圆柱及对ccd自动调焦，通过对不同直径设置不同的参数可实现对不同直径圆柱外轮廓的测量，提高了测量效率和测量精度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。