一种超高速汽车玻璃尺寸和吻合度3D测量机的制作方法

本实用新型涉及工业成像领域，具体涉及一种超高速汽车玻璃尺寸和吻合度3d测量机。

背景技术：

由于汽车玻璃在生产工艺过程中，汽车玻璃可能存在玻璃边部尺寸不准、玻璃型面点变形等情况，需要在出厂之前进行检测由于工艺问题产生的缺陷。传统的汽车玻璃测量是利用检具和人眼观察的手段，这种方法存在成本高（每种类型的汽车玻璃使用一种检具，每类检具成本约10万到20万不等）、人眼观察速度慢、检测数据无法存储、难以反馈给用户等缺点；汽车玻璃边部尺寸和玻璃型面的测量面临节拍快、行程大、精度高的要求，传统的3d相机测量、影像测量、结构光测量精度都达不到要求。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种超高速汽车玻璃尺寸和吻合度3d测量机，采用共y轴的三组并行测量系统的高速机台技术，在3d空间共坐标的前提下，用点激光和线激光位移传感器的方法，在线测量玻璃尺寸和坐标，通过算法拟合方法形成3d玻璃。

技术方案：本实用新型所述一种超高速汽车玻璃尺寸和吻合度3d测量机，包括测量机台，设置于所述测量机台上的3d测量系统以及测量信息处理系统；

所述测量机台包括底座以及分别安装于所述底座两侧边上的测量支架，两所述测量支架上分别安装有直线电机，两所述直线电机组成双x轴模组，两所述直线电机之间架设有支撑架，所述支撑架在直线电机的作用下进行运动，所述双x轴模组的支撑架上安装有用于运动的3组y轴模组，3组所述y轴模组分别设置于支撑架的两端部和中部位置，3组所述y轴上分别架设有用于位移z轴模组，所述y轴模组的运动方向与双x轴模组的运动方向垂直，所述z轴模组的运动方向垂直于所述双x轴模组和y轴模组的运动方向，位于支撑架两端部的z轴模组的顶端分别安装有高精度旋转台，位于支撑架中部的z轴模组的顶端安装有水平高精度旋转台；

所述3d测量系统包括2d线激光器和点激光测量设备，所述高精度旋转台上安装有2d线激光器，所述水平高精度旋转台上安装有点激光测量设备；所述2d线激光器和点激光测量设备在双x轴、y轴和z轴、以及高精度旋转台和水平高精度旋转台的带动下xyz轴上运动和旋转；

所述测量信息处理系统位于所述底座内，并与所述2d线激光器和点激光测量设备电性连接。

优选地，所述测量机台的底座上还设置有机台外壳，所述机台外壳的顶部为测量口，所述测量口上安装有夹具母板，所述夹具母板内安装有用于夹持汽车玻璃的可更换夹具。

优选地，所述夹具母板的一侧边的两端分别与机台外壳铰接，与其平行的另一侧边上安装有夹具角度调节机构，所述夹具角度调节机构用于调节夹具母板的倾斜角度，所述夹具母板上设置有居中结构，其对汽车玻璃进行居中定位。

优选地，还包括基于高精度补偿的a/b角扫描2d激光测量系统和基于高精度补偿的a/b角扫描点激光测量系统；所述2d激光测量系统实时获取2d线激光器的测量数据，所述点激光测量系统实时获取点激光测量设备的测量数据。

优选地，所述测量信息处理系统包括工控机服务器、边缘测量软件和缺陷检测软件，所述工控机服务器获取2d激光测量系统和点激光测量系统的测量数据，通过工控机服务器连接的操作屏展示测量数据，并进行操作。

优选地，所述z轴模组包括两边部z轴和中间z轴，两所述边部z轴分别位于支撑架两端部的y轴上，所述中间z轴位于支撑架中部位置的y轴上，所述边部z轴和中间z轴均由直线电机和驱动器构成，所述驱动器驱动直线电机进行运动。

优选地，所述y轴模组中的每个y轴均由直线电机和驱动器构成，所述驱动器驱动直线电机进行运动。

优选地，所述高精度旋转台为360°旋转台。

有益效果：（1）本实用新型通过利用直线电机构建激光3d并行测量机，在测量机台的三个z轴顶部装高精度旋转台，在旋转台上安装点激光/线激光测量系统，进行在线高速测量尺寸/吻合度，本实用新型对测量汽车玻璃的边部尺寸、边部空间和中间控制点具有精确地测量精度，进行实时判断，并通过曲面拟合算法得出汽车玻璃的精确曲面；

（2）本实用新型通过设置共y轴的三组并行测量系统的高速机台技术，在3d空间共坐标的前提下，沿着汽车玻璃边部和中间控制点进行高速扫描，并利用点激光和线激光位移传感器的方法，在线测量玻璃尺寸和坐标，通过算法拟合方法形成3d玻璃；

（3）本实用新型通过在机台外壳上安装夹具母板和可更换夹具进行对汽车玻璃的夹持，通过在夹具母板上的居中结构对汽车玻璃进行居中定位，准确测量，夹具母板的另一侧边上安装有夹具角度调节机构进行调节夹具母板的倾斜角度达到将汽车玻璃调到检测角度的要求。

附图说明

图1为本实用新型所述3d测量机的结构示意图；

图2为本实用新型所述xyz轴的装配结构示意图；

图3为实施例中所述汽车玻璃测量流程示意图。

图中，1-夹具角度调节机构，2-夹具母板，3-可更换夹具，4-测量机台，5-机台外壳，6-高精度旋转台，7-边部z轴，8-测量支架，9-水平高精度旋转台，10-中间z轴，11-直线电机。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种超高速汽车玻璃尺寸和吻合度3d测量机，包括测量机台4，设置于测量机台4上的3d测量系统以及测量信息处理系统；

测量机台4包括底座以及分别安装于底座两侧边上的测量支架8，底座和测量支架8均采用大理石，每个测量支架8的底部两端分别安装有两支撑柱，支撑柱固定于底座上，两测量支架8上分别安装有直线电机11构建龙门式机台，如附图2所示，两直线电机11组成双x轴模组，两直线电机11之间架设有支撑架，支撑架在直线电机11的作用下进行运动，双x轴模组的支撑架上安装有用于运动的3组y轴模组，3组y轴模组分别设置于支撑架的两端部和中部位置，3组y轴上分别架设有用于位移z轴模组，y轴模组的运动方向与双x轴模组的运动方向垂直，z轴模组的运动方向垂直于双x轴模组和y轴模组的运动方向，z轴模组包括两边部z轴7和中间z轴10，两边部z轴7分别位于支撑架两端部的y轴上，中间z轴10位于支撑架中部位置的y轴上，边部z轴7和中间z轴10均由直线电机和驱动器构成，驱动器驱动直线电机进行运动；y轴模组中的每个y轴均由直线电机和驱动器构成，驱动器驱动直线电机进行运动；位于支撑架两端部的z轴模组的顶端分别安装有高精度旋转台6，高精度旋转台6为360°旋转台，高精度旋转台6包括2个旋转电机和驱动器，驱动器驱动两个旋转电机使高精度旋转台做360°的旋转，位于支撑架中部的z轴模组的顶端安装有水平高精度旋转台9，水平高精度旋转台9包括一个旋转电机和驱动器，做水平方向的旋转；

测量机台4的底座上还设置有机台外壳5，如附图1所示，机台外壳5的顶部为测量口，测量口上安装有夹具母板2，夹具母板2内安装有用于夹持汽车玻璃的可更换夹具3；夹具母板2的一侧边的两端分别与机台外壳5铰接，与其平行的另一侧边上安装有夹具角度调节机构1，夹具角度调节机构1用于调节夹具母板2的倾斜角度，夹具母板2上设置有居中结构，其对汽车玻璃进行居中定位。

3d测量系统包括2d线激光器和点激光测量设备，高精度旋转台6上安装有2d线激光器，水平高精度旋转台9上安装有点激光测量设备；2d线激光器和点激光测量设备在双x轴、y轴和z轴、以及高精度旋转台和水平高精度旋转台9的带动下xyz轴上运动和旋转；

测量信息处理系统位于底座内，并与2d线激光器和点激光测量设备电性连接；还包括基于高精度补偿的a/b角扫描2d激光测量系统和基于高精度补偿的a/b角扫描点激光测量系统；2d激光测量系统实时获取2d线激光器的测量数据，点激光测量系统实时获取点激光测量设备的测量数据。

测量信息处理系统包括工控机服务器、边缘测量软件和缺陷检测软件，工控机服务器获取2d激光测量系统和点激光测量系统的测量数据，通过工控机服务器连接的操作屏展示测量数据，并进行操作。

利用本实用新型进行汽车玻璃测量的流程如下，如附图3所示：

汽车玻璃沿着产线流动，流到3d测量机上，由限位柱停止玻璃流动。

1.机器人上料：由外部机器人将需检测的汽车后档玻璃抓取并放置3d测量机的可更换夹具3；

2.夹具定位：通过夹具角度调节机构1将带测量玻璃调到检测角度；由夹具母板上的居中结构对玻璃进行居中定位，达到检测要求；

3.线扫激光测量/点激光测量：使用控制卡二次开发接口，针对不同玻璃设计十二轴联动的测量运行路径，路径可采集玻璃尺寸、型面测量的全部支撑点位，采集路径运行过程线扫激光与点激光测量的位置数据，形成一次玻璃测量的点云数据；

4.点云数据处理/尺寸/型面判断：从点云数据中提取有效的尺寸、型面关键点数据，把这些数据与标准模板进行曲面拟合算法比较，通过吻合度、尺寸偏差尺度以及型面偏差尺度判断该玻璃为ok品或者ng品；

5.机器人下件；算法判断后给与下件机器人ok品或者ng品信号，机器人根据信号下件到对应下料装置上。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。