一种产品外观的检测设备的制作方法

本实用新型涉及一种工业化产品检测设备，尤其涉及一种针对产品外观实现除支撑面以外全方位检测的设备。

背景技术：

在机械、电子产品的生产过程中，在完成产品组装后，需要对产品的外观进行检测。检测内容通常包括：产品外观轮廓、平面度、装配连接处的装配间隙和错边量、以及外观划痕等参数。为确保产品质量，检测精度通常需要达到μm级的精度要求。

常规的人力检测易于产生疲劳，并因此产生误捡、漏检等不良情况，显然无法满足现代化工业生产的产品品质要求。而由于产品的外形具有多样性，并非仅限于规则的立体形状，因此对普通机电装配成型的检测设备提出了检测点位跟踪上的巨大难题。而不同的产品需要配备专用的检测机具设备进行自动化检测，以满足工业化批量生产、检测的需求，也造成了相关检测设备大量重复设计、制造的成本负累。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的旨在提供一种产品外观的检测设备，以满足对各种装配成型的产品进行全方位、高精度、完整外观检测的问题。

本实用新型实现上述目的的技术解决方案为：一种产品外观的检测设备，其特征在于：由底台组件、侧检组件和顶检组件相接构成，设底台组件中底座的表面对应立体坐标系的xy平面，所述底座表面自下而上按序接设有独立受控动作的y轴滑动模组、dd马达和回转工作台，所述回转工作台可替式承载待测产品且在y轴向线性、平行于z轴的中心线旋转随动；

所述侧检组件具有垂直于底座装接的后侧板，且后侧板上一体装接有x轴滑动模组、z轴滑动模组、连接座以及连接座左右两侧分设的y1轴模组和y2轴模组，其中y1轴模组的滑块上接设有第一ccd相机和第一激光探头，y2轴模组的滑块上接设有第二激光探头，所述第一ccd相机和两个激光探头随动于连接座在xz平面内位移，且相对待测产品的距离可调；

所述顶检组件具有垂直于底座且底座两侧隔空相对装接的支撑侧板和跨接于支撑侧板上的顶板，所述顶板上一体装接有x1轴滑动模组和z1轴滑动模组，且z1轴滑动模组的滑块上接设有第二ccd相机和第三激光探头，在x1z1平面内受驱随动位移，相对待测产品的距离可调；

所述dd马达、各轴模组的驱动线缆及各ccd相机、激光探头的信号线缆均总线接入设备主控单元。

上述产品外观的检测设备，进一步地，所述底座的下方四角接设有减震支撑，且减震支撑固定于设备安装面或地面、并调平底座。

上述产品外观的检测设备，进一步地，底台组件中在所述y轴滑动模组旁侧的底座上设有用于电气、气动布线的第一拖链。

上述产品外观的检测设备，进一步地，侧检组件中在所述x轴滑动模组旁侧的后侧板顶部设有用于电气、气动布线的第二拖链，在z轴滑动模组旁侧设有用于电气、气动布线的第三拖链。

上述产品外观的检测设备，更进一步地，所述后侧板于x轴滑动模组同侧且靠近底座处设有水平的辅助导轨，所述z轴滑动模组的一端与x轴滑动模组的滑块相接，另一端与辅助导轨的滑块相接。

上述产品外观的检测设备，进一步地，所述后侧板与支撑侧板成开口矩形状布置，并与底座及顶板固接成刚性强化框架。

上述产品外观的检测设备，进一步地，所述回转工作台表面装接有一种以上可替换式载具。

较之于现有传统检测设备，应用本实用新型该检测设备，具有实质性特点和进步性：该设备具有刚性好、减震稳定性好等优点，通过待测产品和检测部件两方面独立受控运动相结合，实现了产品外观的完整检测，且提高了各轴运动的精度和稳定性，并且通过专用载具的换装兼容不同产品的检测，检测设备可扩展性好。

附图说明

图1是本实用新型检测设备的总装结构示意图。

图2是图1所示检测设备去除顶检组件后的结构示意图。

图3是图2另一视角的结构示意图。

图4是图1所示检测设备中顶检组件的分离结构示意图。

图5是图1所示检测设备中框架结构的俯视示意图。

图6是本实用新型检测方法的运动轨迹规划方法的示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握，从而对本实用新型的保护范围做出更为清晰的界定。

本实用新型涉及一种具有普适性的产品外观检测设备，具有刚性好、精度高、稳定性好等优点，同时可扩展性好，针对不同外形特征的产品设计专用载具即可实现专用检测机设备的二次开发。

首先从该检测设备的结构组成及功能特性来看，如图1至图5所示的检测设备各部分不同角度的结构示意图可见，该产品外观的检测设备主要由底台组件1、侧检组件2和顶检组件3相接构成，通过模块化的制造组装，可以保障各部分构件的加工及控制精度，也为设备使用后期的维护、升级提供了便利性。为更好地理解其用于产品外观检测的功能实现，以下从各部分构件的细节特征进一步展示。

作为整个设备的底部支撑，如图2和图3所示的上述底台组件1具有一个空间平面状的底座1a。设底座1a的表面对应立体坐标系的xy平面。则该底台组件1的结构组成为：底座1a表面自下而上按序接设有独立受控动作的y轴滑动模组1b、dd马达1c和回转工作台1d，该回转工作台1d可替式承载待测产品5且在y轴向线性、平行于z轴的中心线旋转随动。其中该dd马达1c、y轴滑动模组1b的驱动线缆总线接入设备主控单元。为便于电气、气动布线，该底台组件1中在y轴滑动模组1b旁侧的底座1a上设有用于布线的第一拖链11b，以避免因y轴滑动模组的滑块往复运动造成线缆扯损。从该部分结构可以理解，回转工作台作为承载待测产品的托盘容器，一方面能够在y轴滑动模组的带动下线性位移、在检测初始工位和上料工位之间切换；另一方面能够在dd马达的带动下绕平行于z轴的中心线旋转、调整待测产品的朝向，即产品待测点位在xy平面内的定位。为满足对产品外观全方位的检测，该设备运动体系能够避免增大检测部件端的空间可动范围，且降低检测部件端的结构复杂度和控制难度。

从产品外观检测全方位覆盖的要求，将检测部件主体分为侧方位检测和顶部检测两方面。顾名思义，侧检组件即为实现产品外观周边侧面检视的结构设计。具体地，如图2和图3所示，该侧检组件2具有垂直于底座1a装接的后侧板2a，且后侧板2a上一体装接有x轴滑动模组2b、z轴滑动模组2c、连接座2d以及连接座左右两侧分设的y1轴模组2e和y2轴模组2g，其中y1轴模组2e的滑块上接设有第一ccd相机和第一激光探头2f，y2轴模组的滑块上接设有第二激光探头（未标识）。更细节地，z轴滑动模组2c装接于x轴滑动模组的滑块之上随动，而连接座2d则装接于z轴滑动模组2c的滑块之上。由此，该连接座具备了在xz平面内的高精度定位能力，而第一ccd相机和两个激光探头一并随动于连接座在xz平面内位移。而y1轴模组、y2轴模组则提供了平行于y轴的水平位移定位能力，则满足ccd相机和激光探头根据外观检测的精度要求相对待测产品的距离微调。

与前述y轴滑动模组相似，侧检组件中x轴滑动模组2b旁侧的后侧板2a顶部设有用于电气、气动布线的第二拖链21b；在z轴滑动模组2c旁侧设有用于电气、气动布线的第三拖链21c，以避免因x轴滑动模组、z轴滑动模组的滑块往复运动造成线缆扯损。

同理地，顶检组件即为即为还是先产品外观顶部表面检视的结构设计。具体地，如图4所示，该顶检组件3具有垂直于底座1a且于底座两侧隔空相对装接的支撑侧板3a和跨接于支撑侧板上的顶板3b，该顶板3b上一体装接有x1轴滑动模组3c和z1轴滑动模组3d，且z1轴滑动模组的滑块上接设有第二ccd相机3e和第三激光探头3f。更细节地，z1轴滑动模组3d装接于x1轴滑动模组3c的滑块之上、受驱沿x1轴线性位移，由此该顶检组件相关的ccd相机和激光探头受控在x1z1平面内受驱随动位移，相对待测产品的距离可调，满足测试精度。同理，x轴滑动模组3c也设有具有相应保护功能的拖链，而z1轴滑动模组的运动幅度较小，故此处省略配置拖链。

必要地，上述dd马达、各轴模组的驱动线缆及各ccd相机、激光探头的信号线缆均总线接入设备主控单元，而各轴模组均为线性伺服电机驱动的滑轨滑块组件，滑块的位移精度受主控单元的驱动达到μm级别。

作为该检测设备结构上隐含的一个特点，如图1和图5所示，上述后侧板2a与支撑侧板3a成开口矩形状布置，并与底座1a及顶板3b固接成刚性强化框架。设备刚性好、加工精度高、测量稳定性也显著提升。

在上述检测设备的主要核心特征基础上，本实用新型还可进一步完善、优化。

一种实施例如图1所示，该底座1a的下方四角接设有减震支撑4，且减震支撑4固定于设备安装面或地面、并调平底座1a。主要用于隔绝地面或设备的震动，防止震动对产品外观测量精度造成影响。

另一种实施例如图2和图3所示，该后侧板2a于x轴滑动模组2b同侧且靠近底座处设有水平的辅助导轨2h，而z轴滑动模组2c的一端与x轴滑动模组2b的滑块相接，另一端与辅助导轨2h的滑块相接。由此z轴滑动模组2c得以高精度导向位移，避免因z轴滑动模组自重及下端悬垂的惯性而发生x轴向平移时发生倾斜。

再一种实施例如图1所示，该回转工作台1d表面装接有一种以上可替换式载具1e。由此满足只需一台检测设备即可装载不同外形的产品并进行相同覆盖程度的外观检测，获取设备应用可扩展性的同时，更有利于设备功能的二次开发。

换一个角度，从本检测设备的控制方法及具体实施过程来理解，其主要包括如下若干步骤。s1、在设备运行前，dd马达及各轴模组复位并保持初始位。s2、设备启动后，首先由y轴滑动模组带动dd马达及回转工作台移动至上料位，由作业人员将待测产品放置于回转工作台上并由载具装夹固定。s3、检查无误后，作业人员操控触发设备启动，y轴滑动模组带动载有待测产品的回转工作台移动至检测初始工位。s4、先由第一ccd相机抓拍产品顶部特征点，而后由第二ccd相机抓拍产品侧面特征点，核准产品摆放到位与否，主控单元将根据抓拍的特征点计算产品中心坐标位置和产品方位信息等参数。s5、根据产品中心点坐标、产品方位信息及预设检验点位，规划待测产品的运动轨迹及各轴模组的运动轨迹，对应得到主控单元的运动控制方案。

以侧检组件的对应的点位测量过程为例，如图6所示，先用待测点位理论位置计算出回转θ角度，及点位至回转中心的回转半径r，再根据θ值及r值计算出点位的x轴坐标值、y轴坐标值。将θ值作为输入控制dd马达旋转来调整产品方位；将y轴坐标值作为输入控制y轴滑动模组的滑块位置来调整产品y轴向位置。将x轴坐标值作为输入控制x轴滑动模组的滑块位置来调整第一ccd相机、第二ccd相机和各个激光探头的左右位置，将待测点的高度z值作为输入控制z轴滑动模组的滑块位置来调整第三ccd相机和激光探头的高低位置。概括来说，待测产品通过dd马达和y轴滑动模组调整朝向和位置，使检测点位在xy平面内定位，且各ccd相机和激光探头通过各自相对应的x轴滑动模组、z轴滑动模组、y1轴模组、y2轴模组、x1轴滑动模组和z1轴滑动模组调整定位，使侧向检测部件在xz平面内运动定位、在y1轴向和y2轴向间距可调，并使顶向检测部件在x1z1平面内运动定位。

综上关于本实用新型产品外观的检测设备的详细介绍及图示实施例的详述可见，本方案具备多方面显著的优点，概括如下。

1、采用待测点位在xy平面内运动，ccd相机和激光探头在xz平面内运动，通过两种运动的组合来实现了对产品除支撑面外的其余五个面完整的测量，将运动轴的数量降到最低，简化各运动轴结构，提高各轴运动的精度和稳定性。

2、设备支撑结构采用各部分拼接的刚性强化框架，配合减震支撑，非但设备整体刚性强度好，还能隔绝外部震动对测量精度的影响，保障了检测稳定性和精度。

3、通过替换回转工作台上的专用载具，可以满足对不同产品的测量，设备的可扩展性好。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。