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平面度光學(xué)測量設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光學(xué)測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自動化、非接觸式的平面度光學(xué)測量設(shè)備，包括機(jī)架，第一驅(qū)動裝置、測量裝置、定位裝置以及工控系統(tǒng)；機(jī)架上端設(shè)有工作臺；第一驅(qū)動裝置設(shè)置于工作臺上；測量裝置與第一驅(qū)動裝置固定連接；定位裝置設(shè)置于工作臺上；工控系統(tǒng)設(shè)置于機(jī)架內(nèi)。本實用新型克服了現(xiàn)有平面度檢測方式的缺陷，具有精度高、人為干擾因素小、成本低和效率高的特點。
【專利說明】平面度光學(xué)測量設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學(xué)測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自動化、非接觸式的平面度光學(xué)測量設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在手機(jī)等電子產(chǎn)品及其配件的生產(chǎn)過程中，需要對工件的平面度進(jìn)行檢測。傳統(tǒng)的人工檢測方式，只能通過肉眼觀察和規(guī)尺測量，對工作人員的素質(zhì)要求比較高，用工成本高，但是效率很低，人為造成的誤差比較大，精確度低，甚至在測量過程中與工件接觸，可能會對工件造成刮傷、變形或扭曲，導(dǎo)致工件報廢。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足發(fā)展迅速的電子行業(yè)對于高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制和低廉的生產(chǎn)成本的強(qiáng)烈需求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型實施例的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動化、非接觸式的平面度光學(xué)測量設(shè)備。
[0004]一種平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:
[0005]包括機(jī)架，所述機(jī)架上端設(shè)有工作臺；
[0006]第一驅(qū)動裝置，設(shè)置于所述工作臺上；
[0007]測量裝置，與所述第一驅(qū)動裝置固定連接，用于獲取待測工件的數(shù)據(jù)；
[0008]定位裝置，設(shè)置于所述工作臺上，用于固定待測工件；
[0009]工控系統(tǒng)，設(shè)置于所述機(jī)架內(nèi)，用于控制所述第一驅(qū)動裝置和測量裝置，以及計算分析所述測量裝置反饋的數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步說明，所述第一驅(qū)動裝置包括電動軸A、滑動組件和電動軸B;所述電動軸A和滑動組件并排安裝在所述工作臺上；所述電動軸A和滑動組件的表面設(shè)置有龍門結(jié)構(gòu)架；所述龍門結(jié)構(gòu)架包括兩根支柱和橫梁，所述支柱分別與電動軸A和滑動組件連接，所述橫梁架設(shè)于兩根支柱的上端；所述電動軸B固定在所述橫梁上，并且與所述電動軸A和滑動組件相互垂直；所述電動軸B設(shè)置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
[0011]進(jìn)一步說明，所述第一驅(qū)動裝置包括電動軸A1和電動軸B1 ;所述電動軸A1安裝在所述工作臺上；所述電動軸A1的表面設(shè)置有懸臂結(jié)構(gòu)架；所述懸臂結(jié)構(gòu)架包括支架和懸臂，所述支架與電動軸A1連接，所述懸臂固定于所述支架的上端，兩者呈“7”字形；所述電動軸B1固定在所述懸臂上，并且與所述電動軸A1相互垂直；所述電動軸B1設(shè)置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
[0012]進(jìn)一步說明，所述工作臺上安裝有龍門結(jié)構(gòu)架或懸臂結(jié)構(gòu)架；所述第一驅(qū)動裝置固定在所述龍門結(jié)構(gòu)架或懸臂結(jié)構(gòu)架上；所述第一驅(qū)動裝置為電動軸，所述電動軸設(shè)置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
[0013]進(jìn)一步說明，所述測量裝置，包括激光測距儀、微調(diào)板和連接板；所述連接板固定在所述滑板上；所述連接板的正面開設(shè)有兩排一一對應(yīng)的通孔；所述微調(diào)板上開設(shè)有一對長孔，所述長孔與所述連接板上的通孔相對應(yīng)，所述微調(diào)板被相繼穿過長孔和通孔的螺釘固定在所述連接板上；所述激光測距儀固定在所述微調(diào)板上。
[0014]進(jìn)一步說明，所述定位裝置為多根定位柱。
[0015]進(jìn)一步說明，所述定位裝置還包括支座和多根支撐柱；所述支撐柱設(shè)置在所述支座的表面，形成支撐區(qū)域；所述定位柱設(shè)置在所述支座的表面，并且位于所述支撐區(qū)域之外；所述定位柱高于所述支撐柱。
[0016]進(jìn)一步說明，所述定位裝置還包括第二驅(qū)動裝置；所述第二驅(qū)動裝置安裝在所述工作臺上；所述支座與所述第二驅(qū)動裝置固定連接。
[0017]進(jìn)一步說明，所述第二驅(qū)動裝置為電動軸，也可以是伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)平臺；所述支座設(shè)置在所述電動軸或者旋轉(zhuǎn)平臺的表面。
[0018]進(jìn)一步說明，所述平面度光學(xué)測量設(shè)備還包括上罩，所述上罩設(shè)置于所述工作臺上，所述第一驅(qū)動裝置、測量裝置和定位裝置均位于所述上罩內(nèi)部；所述上罩的面板上安裝有顯示器。
[0019]本實用新型實施例帶來的有益效果是:平面度光學(xué)測量設(shè)備由工控系統(tǒng)控制，通過第一驅(qū)動裝置帶動測量裝置采集待測工件表面的數(shù)據(jù)，整個過程不會與工件發(fā)生接觸，杜絕工件被刮傷、受力變形或扭曲的可能；測量裝置所獲得的數(shù)據(jù)由工控系統(tǒng)計算得出平面度數(shù)值，精確度高，幾乎沒有誤差；除了需要工作人員將待測工件放在定位裝置上以外，整個檢測過程由設(shè)備自動進(jìn)行，最大程度排除了人為的干擾因素，同時對工作人員的素質(zhì)要求不高，降低了用工成本；測量裝置可以根據(jù)待測工件的形狀大小，靈活調(diào)節(jié)其相對待測工件的位置，保證待測工件位于有效的測量范圍內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1所示實施例的主視圖；
[0022]圖3是圖1所示實施例的定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實用新型另一個實施例的立體圖；
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]如圖1所示，一種平面度光學(xué)測量設(shè)備，
[0026]包括機(jī)架I，機(jī)架I上端設(shè)有工作臺11 ;
[0027]第一驅(qū)動裝置2，設(shè)置于工作臺11上；
[0028]測量裝置3，與第一驅(qū)動裝置2固定連接，用于獲取待測工件的數(shù)據(jù)；
[0029]定位裝置4，設(shè)置于工作臺11上，用于固定待測工件；
[0030]工控系統(tǒng)(圖中未示)，設(shè)置于機(jī)架I內(nèi)，用于控制第一驅(qū)動裝置2和測量裝置3，以及計算分析測量裝置3反饋的數(shù)據(jù)。
[0031]工作人員將待測工件放在定位裝置4上并固定好；工控系統(tǒng)發(fā)送信號給第一驅(qū)動裝置2，命令其帶動測量裝置3移動到定位裝置4附近；測量裝置3先測量待測工件表面的長和寬，并由工控系統(tǒng)根據(jù)測量區(qū)域面積的大小確定樣點的數(shù)量η以及標(biāo)準(zhǔn)參考面；測量裝置3在第一驅(qū)動裝置2的驅(qū)使下自動采集樣點的高度值ZpZ2……Zn ;測量裝置3將獲得的數(shù)據(jù)反饋給工控系統(tǒng)，工控系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到樣點與標(biāo)準(zhǔn)參考面之間的偏差值Λ ΖρΛ Z2……Λ Zn，并通過求取這些偏差值的平均數(shù)，最終確定待測工件的平面度。整個檢測過程，設(shè)備不會與工件發(fā)生接觸，杜絕工件被刮傷、受力變形或扭曲的可能。
[0032]如圖2所示，在本實施例中，第一驅(qū)動裝置2包括電動軸A (21)、滑動組件(22)和電動軸B (23)。電動軸A (21)和滑動組件(22)并排安裝在工作臺11上；電動軸A (21)和滑動組件(22)的表面設(shè)置有龍門結(jié)構(gòu)架；龍門結(jié)構(gòu)架包括支柱201和202以及橫梁203，支柱201和202分別與電動軸A (21)和滑動組件(22)連接，橫梁203架設(shè)于支柱201和202的上端；電動軸B (23)固定在橫梁203上，并且與電動軸A (21)和滑動組件(22)相互垂直；電動軸B (23)設(shè)置有滑板24，滑板24與測量裝置3固定連接。其中，電動軸A (21)為主動，滑動組件(22)為從動，龍門結(jié)構(gòu)架以及電動軸B (23)在電動軸A (21)的驅(qū)動下能夠沿著Y軸方向自由移動；測量裝置3在電動軸B (23)的驅(qū)動下，能夠沿著X軸方向自由移動。
[0033]作為替代方案，第一驅(qū)動裝置2包括電動軸A1和電動軸B1 ；電動軸A1安裝在工作臺11上；電動軸A1的表面設(shè)置有懸臂結(jié)構(gòu)架；懸臂結(jié)構(gòu)架包括支架和懸臂，支架與電動軸A1連接，懸臂固定于支架的上端，兩者呈“V，字形；電動軸B1固定在懸臂上，并且與電動軸A1相互垂直；電動軸BI設(shè)置有滑板，滑板與測量裝置3固定連接。其中，懸臂結(jié)構(gòu)架及電動軸B1在電動軸A1的驅(qū)動下，能夠沿著Y軸方向自由移動；測量裝置3在電動軸B1的驅(qū)動下，能夠沿著X軸方向自由移動。
[0034]作為替代方案，工作臺11上安裝有龍門結(jié)構(gòu)架或懸臂結(jié)構(gòu)架；第一驅(qū)動裝置2固定在龍門結(jié)構(gòu)架或懸臂結(jié)構(gòu)架上；第一驅(qū)動裝置2優(yōu)選為電動軸，電動軸設(shè)置有滑板，滑板與測量裝置3固定連接。其中，測量裝置3在電動軸的驅(qū)動下，能夠在工作臺11上做直線運(yùn)動。
[0035]如圖2所示，測量裝置3，包括激光測距儀31、微調(diào)板32和連接板33 ;連接板33固定在滑板24上；連接板33的正面開設(shè)有兩排一一對應(yīng)的通孔；微調(diào)板32上開設(shè)有一對長孔，長孔與連接板33上的通孔相對應(yīng)，微調(diào)板32被相繼穿過長孔和通孔的螺釘固定在連接板33上；激光測距儀31固定在微調(diào)板32上。
[0036]對于本實用新型而言，激光測距儀適用的是點激光或者線激光，也可以用3D相機(jī)代替激光測距儀。
[0037]在另一個實施例中，測量裝置3還包括防塵罩(圖中未示)，其固定在滑板24上；激光測距儀31位于防塵罩內(nèi)部，使其得到更好的保護(hù)。
[0038]本實用新型提供的設(shè)備可以根據(jù)待測工件的形狀大小，靈活調(diào)節(jié)測量裝置3的位置，保證待測工件位于有效的測量范圍內(nèi)。具體而言，松開微調(diào)板上的螺釘，調(diào)整其在連接板上的位置，重新再固定即可。
[0039]定位裝置4為多根定位柱41。具體而言，定位柱41優(yōu)選有三根，設(shè)置在工作臺11上，其中沿著Y軸方向有兩根，沿著X軸方向有一根，實現(xiàn)對待測工件的長和寬的定位。檢測時，只需將待測工件平放在工作臺11上，并且讓其長和寬緊靠定位柱41，即可判定工件放置到位。
[0040]如圖3所示，在另一個實施例中，除了定位柱41，定位裝置4還包括支座42和多根支撐柱43 ;支撐柱43設(shè)置在支座42的表面，形成支撐區(qū)域；定位柱41設(shè)置在支座42的表面，并且位于支撐區(qū)域之外；定位柱41高于支撐柱43。其中，定位柱41優(yōu)選有三根，支撐柱優(yōu)選有四根。定位裝置4固定在工作臺11上。
[0041]檢測前，工作人員先將待測工件放置在支座42上，由支撐柱43平托，工件四周邊緣緊靠定位柱41進(jìn)行定位；位置調(diào)整好后，工控系統(tǒng)發(fā)送信號給第一驅(qū)動裝置2和測量裝置3移動到定位裝置4的上方，開始進(jìn)行檢測；確定平面度后，工作人員直接取下工件，重新上料即可。可見，除了需要工作人員將待測工件放置在定位裝置上以外，整個檢測過程由設(shè)備自動進(jìn)行，最大程度排除了人為的干擾因素，同時對工作人員的素質(zhì)要求不高，降低了用工成本。
[0042]作為替代方案，除了定位柱41、支座42和支撐柱43，定位裝置4還包括第二驅(qū)動裝置(圖中未示);第二驅(qū)動裝置安裝在工作臺11上；支座42與第二驅(qū)動裝置固定連接。具體而言，第二驅(qū)動裝置優(yōu)選為電動軸；支座42設(shè)置在電動軸的表面。支座42在電動軸的驅(qū)動下，能夠在工作臺11上做直線運(yùn)動。第二驅(qū)動裝置也可以是伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)平臺；支座42設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺的表面。支座42在旋轉(zhuǎn)平臺的帶動下能夠在工作臺11上實現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)。
[0043]如圖4所示，平面度光學(xué)測量設(shè)備還包括上罩5，上罩5設(shè)置于工作臺11上，第一驅(qū)動裝置2、測量裝置3和定位裝置4均位于上罩5內(nèi)部；上罩5的面板上安裝有顯示器6。上罩5用于防塵，保護(hù)設(shè)置于工作臺11上的各個裝置。顯示器6用于顯示工控系統(tǒng)經(jīng)過處理得到的工件平面度結(jié)果。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于: 包括機(jī)架，所述機(jī)架上端設(shè)有工作臺； 第一驅(qū)動裝置，設(shè)置于所述工作臺上； 測量裝置，與所述第一驅(qū)動裝置固定連接，用于獲取待測工件的數(shù)據(jù)； 定位裝置，設(shè)置于所述工作臺上，用于固定待測工件； 工控系統(tǒng)，設(shè)置于所述機(jī)架內(nèi)，用于控制所述第一驅(qū)動裝置和測量裝置，以及計算分析所述測量裝置反饋的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述第一驅(qū)動裝置包括電動軸A、滑動組件和電動軸B ;所述電動軸A和滑動組件并排安裝在所述工作臺上；所述電動軸A和滑動組件的表面設(shè)置有龍門結(jié)構(gòu)架；所述龍門結(jié)構(gòu)架包括兩根支柱和橫梁，所述支柱分別與電動軸A和滑動組件連接，所述橫梁架設(shè)于兩根支柱的上端；所述電動軸B固定在所述橫梁上，并且與所述電動軸A和滑動組件相互垂直；所述電動軸B設(shè)置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述第一驅(qū)動裝置包括電動軸A1和電動軸B1 ;所述電動軸A1安裝在所述工作臺上；所述電動軸A1的表面設(shè)置有懸臂結(jié)構(gòu)架；所述懸臂結(jié)構(gòu)架包括支架和懸臂，所述支架與電動軸A1連接，所述懸臂固定于所述支架的上端，兩者呈“7”字形；所述電動軸B1固定在所述懸臂上，并且與所述電動軸A1相互垂直；所述電動軸B1設(shè)置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述工作臺上安裝有龍門結(jié)構(gòu)架或懸臂結(jié)構(gòu)架；所述第一驅(qū)動裝置固定在所述龍門結(jié)構(gòu)架或懸臂結(jié)構(gòu)架上；所述第一驅(qū)動裝置為電動軸，所述電動軸設(shè)置有滑板，所述滑板與所述測量裝置固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述測量裝置，包括激光測距儀、微調(diào)板和連接板；所述連接板固定在所述滑板上；所述連接板的正面開設(shè)有兩排一一對應(yīng)的通孔；所述微調(diào)板上開設(shè)有一對長孔，所述長孔與所述連接板上的通孔相對應(yīng)，所述微調(diào)板被相繼穿過長孔和通孔的螺釘固定在所述連接板上；所述激光測距儀固定在所述微調(diào)板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述定位裝置為多根定位柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述定位裝置還包括支座和多根支撐柱；所述支撐柱設(shè)置在所述支座的表面，形成支撐區(qū)域；所述定位柱設(shè)置在所述支座的表面，并且位于所述支撐區(qū)域之外；所述定位柱高于所述支撐柱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述定位裝置還包括第二驅(qū)動裝置；所述第二驅(qū)動裝置安裝在所述工作臺上；所述支座與所述第二驅(qū)動裝置固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:所述第二驅(qū)動裝置為電動軸，也可以是伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)平臺；所述支座設(shè)置在所述電動軸或者旋轉(zhuǎn)平臺的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度光學(xué)測量設(shè)備，其特征在于:還包括上罩，所述上罩設(shè)置于所述工作臺上，所述第一驅(qū)動裝置、測量裝置和定位裝置均位于所述上罩內(nèi)部；所述上罩的面板 上安裝有顯示器。
【文檔編號】G01B11/30GK203704886SQ201320875722
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】劉建華, 彭瑋, 吳鑫毅, 艾曉國, 仝敬爍, 尹建剛, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司