一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，包括支架，所述支架上集成有旋转装置、产品固定组件、定位装置、测量装置和控制系统；所述产品固定组件包括产品载具、产品限位块和固定装置；所述定位装置包括定位块和定位气缸，所述定位块包括凹陷块和凸起块，所述测量装置包括若干个2D测量机构和若干个3D测量机构。本发明专利技术能够在有限的厚度中通过支架集成旋转装置、产品固定组件、定位装置、2D测量机构和3D测量机构，减少了设备体积；通过调整测量装置能够实现多方位高精度测量；通过设置定位装置进行旋转定位，定位精度更高；通过设置产品限位块与固定装置对产品进行固定，能够适应不同形状和尺寸的产品，兼容性强。兼容性强。兼容性强。

A dimension measuring device integrating 2D camera and 3D laser

【技术实现步骤摘要】
一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置


[0001]本专利技术涉及机械制造
，具体涉及一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置。

技术介绍

[0002]目前，绝大多数的产品加工作业中，需要对加工后的产品进行检测，包括检测产品的形状、轮廓、尺寸等。目前，绝大多数产品的检测还是通过人工独立完成。但是，当产品的尺寸较小时，人工测量的误差较大、耗时较长、效率低下，很大程度上影响了产品的合格率。当产品数量较多时，人力资源需求多，人力资源成本大。因此，需要通过测量设备进行自动化测量，提高效率，降低人力资源成本。
[0003]但是，现有的测量装置如果将2D检测和3D检测集成在同一治具中，设备体积较大，且对产品尺寸测量都过于单一，产品不同的测量要素有时要放到不同的测量设备上进行测量，就需要配置不同的测量设备，成本较高，人力资源需求高。当需要测量的产品种类较多时，因为多数测量设备无法兼容多种产品，就需要配置对应的测量设备。因此，如何在一台设备上快速完成所有测量，并且能够兼容多种产品，提高测量精度至关重要。
[0004]中国专利CN107966109A公开了一种小零部件自动化检测设备，包括：相机、3D激光扫描仪、吹气喷头、玻璃转盘、振动盘、轨道、传感器和电箱，所述相机分别为相机一、相机二、相机三，传感器、相机一、相机二、相机三、3D激光扫描仪分别沿逆时针方向依次设置于玻璃转盘边缘上方，所述轨道分别连接振动盘和玻璃转盘，且与玻璃转盘连接处位于传感器的前方，所述吹气喷头共有两组，一组位于传感器前方，一组位于3D激光扫描仪后方。该申请机器结构简单，可靠性高，尺寸小，成本低；无夹具，通过气吹靠边及软件自动摆正定位，通用性好，更改程序即可兼容不同产品的测量；CT=1s/pcs，检测效率高。
[0005]然而，实际使用过程中发现该申请对产品尺寸测量存在以下几个问题：1）该申请通过气吹靠边及软件自动摆正定位，只可用于较小零部件的检测，对于较大的零部件或产品检测时，无法定位或定位精度不够，无法兼容多种产品；2）该申请需要在轨道和转盘上将产品在各个相机之间运输，依次进行外部轮廓尺寸测量、高度测量、内部轮廓尺寸测量和3D扫描，每次运输和测量之间均会存在定位误差从而影响测量误差，步骤越多，定位的误差越大，相应的测量误差也会较大；3）该申请虽然将2D测量与3D激光进行结合，但依旧对产品不同的测量要素分装置进行测量，设备体积较大；且测量的方向固定，数据容易产生偏差。
[0006]有鉴于此，开发一种定位和测量精度更高的集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，以进一步提高产品检测效率，缩小装置体积，降低成本，显然具有实际的现实意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，包括支架，所述支架上集成有旋转装置、产品固定组件、定位装置、测量装置和控制
系统；所述旋转装置设置在支架上方，所述旋转装置包括转盘、设置在转盘下方的轴环、设置在轴环外围的第一同步带轮、用于驱动所述旋转装置转动的驱动电机；所述产品固定组件设置在所述旋转装置上，所述产品固定组件包括产品载具、用于固定所述产品载具的产品限位块和用于固定所述产品载具的固定装置；所述定位装置用于固定所述旋转装置，所述定位装置包括定位块和定位气缸，所述定位气缸设置在所述支架上，所述定位块包括凹陷块和凸起块，所述凹陷块设置在所述转盘上，所述凸起块与所述定位气缸连接；所述测量装置包括若干个2D测量机构和若干个3D测量机构；所述2D测量机构设置在所述支架上靠近所述旋转装置的一侧，所述3D测量机构设置在所述支架上远离所述旋转装置的一侧。
[0009]优选地，所述凹陷块远离所述转盘的一端向内凹陷，形成凹陷区，所述凸起块靠近所述转盘的一端向外凸起，形成与凹陷区相对应的凸起区；所述凸起块与所述定位气缸之间固定连接。
[0010]上文中，所述凹陷块运动至凸起块处时，所述驱动电机停止运转，所述凹陷块与所述凸起块之间具有一定的空隙，所述定位气缸驱动所述凸起块向前运动缩小凹陷块与凸起块之间的距离，所述凹陷块无法转动。
[0011]上文中，所述凹陷块分布在所述转盘的外围，所述凹陷块的数量为n，n为大于1的正整数，n的具体数值根据产品所需测量的部件数量或所需测量的测量方位进行确定，根据所述凹陷块的数量将转盘运动的位置分为第一运动位置、第二运动位置、直至第n运动位置。
[0012]上文中，所述2D测量机构用于测量所述产品的整体尺寸，所述3D测量机构用于测量所述产品的轮廓、曲面度和所述产品上设置的小部件的尺寸，所述产品载具设置在所述转盘的中部，所述转盘旋转带动所述产品载具上的产品进行转动更换测量方位；当所述产品放置在所述产品载具上并通过产品固定组件进行固定之后，转盘转动至第一指定位置，并通过定位装置固定转盘，所述2D测量机构先进行测量，测量完毕后，3D测量机构进行测量，测量完毕后，定位装置松开转盘，所述转盘旋转带动所述产品载具上的产品进行转动至第二运动位置再次测量，直至n个运动位置均完成测量后，产品固定组件松开产品，可取出产品。
[0013]优选地，所述驱动电机设置在所述支架的下方，所述驱动电机为伺服电机。
[0014]优选地，所述支架上还设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过同步带进行连接；所述第一同步带轮和第二同步带轮之间设置有用于控制皮带张紧力的皮带张紧轮。
[0015]优选地，所述2D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，所述2D测量机构的数量为至少两个，相邻两个所述2D测量机构之间形成夹角；所述2D测量机构包括2D相机、镜头和相机光源，所述镜头设置在所述2D相机和所述相机光源之间。
[0016]上文中，相邻两个所述2D测量机构之间形成的夹角的角度相等，所述夹角的范围为30
°
~150
°
，所述夹角的角度可以根据所需测量的产品的部件的方位进行调整。
[0017]优选地，所述3D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，若干个所述3D测量机构上
下放置，所述3D测量机构包括3D激光和用于控制所述3D激光的精密调节台。
[0018]上文中，所述3D激光测量的方法包括：首先，通过向产品发射激光，通过精密调节台接收由产品反射的光线和所成的像，通过数据分析得出光强、距离、产品三维坐标等参数；其次，对数据分析结果进行调整优化，获得最佳参数，根据所得最佳参数调整3D测量机构之间的距离、3D测量机构与产品之间的位置，并通过精密调节台调整3D激光参数；然后，重新向产品发射激光，记录产品反射的光线和所成的像，完成对产品的测量；最后，通过数据分析提取图像中的像素点并进行计算、拟合并转化为三维坐标点，对三维坐标点进行重建和非线性优化得到更高精度的三维坐标点。
[0019]优选地，所述转盘与所述轴环之间可拆卸连接，所述转盘的厚度根据产品的尺寸进行调整，所述转盘中部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，包括支架，所述支架上集成有旋转装置、产品固定组件、定位装置、测量装置和控制系统；所述旋转装置设置在支架上方，所述旋转装置包括转盘、设置在转盘下方的轴环、设置在轴环外围的第一同步带轮、用于驱动所述旋转装置转动的驱动电机；所述产品固定组件设置在所述旋转装置上，所述产品固定组件包括产品载具、用于固定所述产品载具的产品限位块和用于固定所述产品载具的固定装置；所述定位装置用于固定所述旋转装置，所述定位装置包括定位块和定位气缸，所述定位气缸设置在所述支架上，所述定位块包括凸起块若干个凹陷块，所述凹陷块设置在所述转盘上，所述凸起块与所述定位气缸连接；所述测量装置包括若干个2D测量机构和若干个3D测量机构；所述2D测量机构设置在所述支架上靠近所述旋转装置的一侧，所述3D测量机构设置在所述支架上远离所述旋转装置的一侧。2.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述支架上还设置有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间通过同步带进行连接；所述第一同步带轮和第二同步带轮之间设置有用于控制皮带张紧力的皮带张紧轮。3.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述2D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，所述2D测量机构的数量为至少两个，相邻两个所述2D测量机构之间形成夹角；所述2D测量机构包括2D相机、镜头和相机光源，所述镜头设置在所述2D相机和所述相机光源之间。4.如权利要求1所述的一种集成2D相机与3D激光的尺寸测量装置，其特征在于，所述3D测量机构与所述支架之间可拆卸连接，若干个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦应化，姚亮亮，杜义祥，蒋元志，
申请(专利权)人：苏州鼎纳自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：