非接触式三维自动化扫描测试系统技术方案

非接触式三维自动化扫描测试系统，包括变位机、龙门支架、机器人、测量工件及数据处理控制系统，所述变位机包括两个支撑支架及旋转夹持装装置，所述龙门支架包括两条X轴行走机构用移动导轨、两条Y轴移动支柱及一条Z轴移动横梁，在所述Y轴移动支柱顶部设置有Z轴移动横梁，所述Z轴移动横梁上设置有移动导轨及机器人安装支架，所述机器人安装支架上设置有法兰座，所述机器人固定安装在法兰座上，所述机器人端部设置有3D扫描测量仪，所述3D扫描测量仪包括相机及投影仪，所述数据处理控制系统包括机器人控制柜、电气控制柜及PLC操控系统，所述机器人控制柜与机器人电性连接。本发明专利技术的技术方案可增大行程控制范围，将提高测量精度及检测效率，将测量数据及时进行收集处理显示，能满足不同工件的各种角度、精度、速度等结合起来，实现应用广泛的在线应用。

Non-contact 3-D Automated Scanning and Testing System

The non-contact three-dimensional automatic scanning and testing system includes a positioner, a gantry bracket, a robot, a measuring workpiece and a data processing control system. The positioner comprises two support brackets and a rotating clamping device. The gantry bracket comprises two X-axis moving guideways, two Y-axis moving props and a Z-axis moving prop. A Z-axis movable cross beam is arranged on the top of the Y-axis movable support, a movable guide rail and a robot mounting bracket are arranged on the Z-axis movable cross beam, a flange seat is arranged on the robot mounting bracket, the robot is fixed on the flange seat, and a 3D scanning measuring instrument is arranged at the end of the robot. The 3D scanner includes a camera and a projector. The data processing control system includes a robot control cabinet, an electrical control cabinet and a PLC control system. The robot control cabinet is electrically connected with the robot. The technical scheme of the invention can increase the range of travel control, improve the measurement accuracy and detection efficiency, collect, process and display the measurement data in time, meet the requirements of various angles, accuracy and speed of different workpieces, and realize wide online application.

【技术实现步骤摘要】
非接触式三维自动化扫描测试系统
本专利技术主要涉及三维测量系统领域，具体涉及非接触式三维自动化扫描测试系统。
技术介绍
机器视觉检测设备的应用答复改善和提高生产加工方面的柔性及自动化程度，广泛的应用在工业、军事、航天等行业，成为代替人工测量传统检测方式实现测量的自动化、高精度、高效率的测量，随着及其视觉技术及图像技术的飞速发展，许多产品也应运而生，相比与传统的测量手段，视觉测量设备具有非接触、精度高及快速方便的优点。现在大部分厂家的视觉测量设备是通过三脚架进行固定，这种方式在移动和测量速度都比较慢，大部分只能用在实验室里而不能用于工厂在线测量技术。在工厂生产中有需要精密测量选用的设备是大多是三坐标测量仪或者使用视觉测量设备，但现有的测量设备在使用的时候经常会存在如下缺点：1、设备无一例外受框架、行程的限制，无法对尺寸大小差距大的工件进行测量；2、现有技术中测量设备仅能对大工件进行单一角度尺寸进行测量，而无法实现对工件的多角度多平面进行测量；3、无法对测量的设备进行数据处理在线测量；4、设备运行测量效率低，无法进行快速测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺陷，提供非接触式三维自动化扫描测试系统，减少行程限制对测量的影响，扩大测量行程范围，可方便调节测量工件的角度，实现多角度测量，提高测量精度及检测效率，将测量数据及时进行收集处理显示，实现时实测量的目的。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：非接触式三维自动化扫描测试系统，包括变位机、龙门支架、机器人、测量工件及数据处理控制系统，所述变位机包括两个支撑支架及旋转夹持装装置，所述支撑支架内部设置有电机及齿轮，所述支撑支架端部设有旋转夹持装置，所述夹持装置之间可夹持测量工件，所述电机连接齿轮，所述齿轮可驱动旋转夹持装置带动测量工件旋转一定角度，所述支撑支架之间设置有加强横梁，所述龙门支架包括两条X轴行走机构用移动导轨、一条Y轴移动支柱及一条Z轴移动横梁，在所述Y轴移动支柱顶部设置有Z轴移动横梁，所述Z轴移动横梁上设置有移动导轨及机器人安装支架，所述机器人安装支架上设置有法兰座，所述机器人固定安装在法兰座上，所述机器人端部设置有3D扫描测量仪，所述3D扫描测量仪包括相机及投影仪，所述数据处理控制系统包括机器人控制柜、电气控制柜及数据处理显示操作面板，所述机器人控制柜与机器人电性连接。优选的，所述龙门支架的Y轴移动支柱与可在X轴行走机构用移动导轨连接处设置有数控滑移连接座。优选的，所述机器人安装支架上设置与移动轨道相配合的数控滑移连接座，优选的，所述数控滑移连接座均与电气控制柜电性连接。优选的，所述相机设置有高分辨率蓝光光栅。优选的，所述机器人为6轴机器人。优选的，所述电气控制柜内设置有PLC操控系统。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1．本专利技术的技术方案中设置有龙门支架，将带动机器人及3D扫描头对测量工件进行检测，扩大测量范围，使测量时不受框架及行程控制，测量更加灵活。2．本专利技术的技术方案中增加变位机，使测量工件可实现旋转，进行多角度的测量，提高测量精度，提高测量效率。3．本专利技术中采用PLC操控系统对各个结构进行宏观操控，并将数据信息进行收集及处理，整个测量过程只需人工控制操控系统，减少人为参与测量的主观性，提高测量的科学性。附图说明图1为本专利技术中的非接触式三维自动化扫描测试系统的整体结构示意图。其中，1为变位机，2为龙门支架，3为机器人，4为测量工件，5为数据处理控制系统，6为数控滑移连接座，11为旋转夹持装置，12为支撑支架，13为加强横梁，21为X轴行走机构用移动导轨，22为Y轴移动支柱，23为Z轴移动横梁，24为移动导轨，25为机器人安装支架，31为法兰座，32为3D扫描测量仪，51为机器人控制柜，52为电气控制柜，53为数据处理显示操作面板。具体实施方式下面将结合本专利技术的结构示意图，对本专利技术的具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅为本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。非接触式三维自动化扫描测试系统，包括变位机1、龙门支架2、机器人3、测量工件4及数据处理控制系统5，所述变位机1包括两个支撑支架12及旋转夹持装装置11，所述支撑支架12内部设置有电机及齿轮，所述支撑支架12端部设有旋转夹持装置11，所述旋转夹持装置11之间可夹持测量工件4，所述电机连接齿轮，所述齿轮可驱动旋转夹持装置11带动测量工件4旋转一定角度，所述支撑支架12之间设置有加强横梁13，所述变位机1的结构还可参照中国专利《一种变位机1》（CN104942618B）中专利技术技术方案，结合申请文件附图，具体内容包括第一协调翻转轴、第二协调翻转轴、从动轴及机架，其中第一协调翻转轴转动安装在机架上，所述第二协调翻转从从动轴的一端垂直连接在所述第一协调翻转轴的一侧，所述第二协调翻转轴的对称平行，并所述第二协调翻转轴和从动轴可沿第一协调翻转轴的轴线方向移动；工件的两端分别安装在第二协调翻转轴和所述从动轴上，所述第一协调翻转轴可绕其轴线进行±180°旋转，所述第二协调轴和所述从动轴带动工件可随第一协调翻转轴一起转动。该专利技术的技术方案可将工件具有特定形状、尺寸参数，更换工件仿形定位部分，以适应不同工件的轮廓，能够充分保证工件装夹定位重复定位精度。并对工件夹紧部分做稍微的微调，就能实现任何形状、尺寸的工件自动化控制下的加工。所述龙门支架2包括两条X轴行走机构用移动导轨21、两条Y轴移动支柱22及一条Z轴移动横梁23，所述龙门支架2的Y轴移动支柱22与可在X轴行走机构用移动导轨21连接处设置有数控滑移连接座6，在所述Y轴移动支柱22顶部设置有Z轴移动横梁23，所述Z轴移动横梁23上设置有移动导轨24及机器人安装支架25，所述机器人安装支架25上设置与移动轨道相配合的数控滑移连接座6，所述机器人安装支架25上设置有法兰座31，所述机器人3固定安装在法兰座31上，所述机器人3为6轴机器人3，所述机器人3端部设置有3D扫描测量仪32，所述3D扫描测量仪32包括相机及投影仪，投影仪处于两个相机之间，所述相机设置有高分辨率蓝光光栅，所述3D扫描测量仪32上设置有红外定位传感器，所述数据处理控制系统5包括机器人控制柜51、电气控制柜52及在电气控制柜，所述电气控制柜内设置有PLC操控系统，所述机器人控制柜51及电气控制柜52将信息传送到数据处理显示操作面板53可将信息进行整合，供操作人员进行操控，所述机器人控制柜51与机器人3电性连接。所述数控滑移连接座6与电气控制柜52电性连接。所述龙门支架2的设定减少了测量过程中因测量工件4尺寸过大导致的行程受限的问题，带动机器人3在三轴方向上移动，使得测量过程更灵活，所述变位机1将根据测量需求调整测量的角度，可更好得到测量工件4各个角度的测量值，无需人工参与调整角度，进一步提高测量的效率，减少在人工搬运旋转测量工件4时造成的意外伤害，所述龙门支架2可在PLC操控系统的操控过程中准确定位，带动机器人3及时调整测量角度，所述机器人3采用的6轴机器人3，增加测量的灵活性，机器人控制柜51连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非接触式三维自动化扫描测试系统，包括变位机、龙门支架、机器人、测量工件及数据处理控制系统，其特征在于：所述变位机包括两个支撑支架及旋转夹持装装置，所述支撑支架内部设置有电机及齿轮，所述支撑支架端部设有旋转夹持装置，所述夹持装置之间可夹持测量工件，所述电机连接齿轮，所述齿轮可驱动旋转夹持装置带动测量工件旋转一定角度，所述支撑支架之间设置有加强横梁，所述龙门支架包括两条X轴行走机构用移动导轨、两条Y轴移动支柱及一条Z轴移动横梁，在所述Y轴移动支柱顶部设置有Z轴移动横梁，所述Z轴移动横梁上设置有移动导轨及机器人安装支架，所述机器人安装支架上设置有法兰座，所述机器人固定安装在法兰座上，所述机器人端部设置有3D扫描测量仪，所述3D扫描测量仪包括相机及投影仪，所述数据处理控制系统包括机器人控制柜、电气控制柜及PLC操控系统，所述机器人控制柜与机器人电性连接。

【技术特征摘要】
1.非接触式三维自动化扫描测试系统，包括变位机、龙门支架、机器人、测量工件及数据处理控制系统，其特征在于：所述变位机包括两个支撑支架及旋转夹持装装置，所述支撑支架内部设置有电机及齿轮，所述支撑支架端部设有旋转夹持装置，所述夹持装置之间可夹持测量工件，所述电机连接齿轮，所述齿轮可驱动旋转夹持装置带动测量工件旋转一定角度，所述支撑支架之间设置有加强横梁，所述龙门支架包括两条X轴行走机构用移动导轨、两条Y轴移动支柱及一条Z轴移动横梁，在所述Y轴移动支柱顶部设置有Z轴移动横梁，所述Z轴移动横梁上设置有移动导轨及机器人安装支架，所述机器人安装支架上设置有法兰座，所述机器人固定安装在法兰座上，所述机器人端部设置有3D扫描测量仪，所述3D扫描测量仪包括相机及投影仪，所述数据处理控制系统包括机器人控制柜、电气控制柜及PLC操控系统，所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建新，汪志灵，陈闯闯，
申请(专利权)人：苏州艾弗伦智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32