六轴数控激光快捷三维测量仪制造技术

本发明专利技术公开了六轴数控激光快捷三维测量仪，包括一测量机机械系统，所述测量机机械系统包括一测量工作台，一基座和一立柱龙门架，其特征在于，所述测量机机械系统进一步包括：一导轨系统，包括互为正交的X向导轨系统、Y向导轨系统和Z向导轨系统，所述三个导轨系统都能直线运动，其中，所述X向导轨系统装在所述测量工作台上，所述Y向导轨系统设置在一移动桥架横梁，所述Z向导轨系统装在一中央滑架内；两组可旋转的精密定位夹具装置，设置在所述测量工作台上，包括能在所述X、Y向构成平面旋转的360度旋转夹具，以及安置在所述Z向上，能在所述Y、Z向构成平面或所述Z、X向构成平面旋转的90度旋转夹具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量仪，尤其是六轴数控激光快捷三维测量仪。
技术介绍
精密工件、零件、模具及各种产品制造等行业里已经离不开检测。大到像汽车、轮船、飞机、厂房结构、部件或整体，小至线路板、电子零组件也都处处用到检测仪。天然或工业制造成品无论金属、非金属、塑料橡胶、硅胶、木制品、玻璃制品、石材制品、器具、纸类、皮革品，甚至细微到薄膜、棉纱等有形物件，只要想知道它的大小、粗细、长短、厚薄、形状等就得靠各种不同的量具、规具、测具、放大镜、投影仪、电子显示器等测量工具，检测仪器去求答案。中国目前已是全球公认的制造大国，所生产制造出来的成品、半成品，包括衣、食、住、行各种产品，从设计、加工、组装，包装到维修都要检验都必须具备测量的流程与工艺。各种产品其制造成本要求越来越低，品质更精密，生产更快速，噪音更少，能源更节省，造型更美观与人性化，更耐用，维护更加容易。每一项要求都需要最佳的设计与更佳的加工流程与组装工艺，而这些也就依赖更多的精密测量仪器来检测，以提高及加强上述的所有需要的
目前，一般的物件测量所使用的工具、仪器除了量具(尺、卡尺)、量规(步距规)、千分表等测量器具外，尚有利用投影的影像测量仪，数控测量显微镜，可以测量物件的二维数据(二次元)。三维(三次元)型面测量则用探针接触式三维测量仪、手提式激光扫描测量仪、反射镜的激光(跟踪)干涉测量仪等仪器设备。二维，三维测量是在传统点对点的直线距离测量，也是所谓的一次元测量基础上发展出来的。二维测量，物件借灯光投影与放大镜的作用，可以显现物件的表面轮廓与设定的二维坐标比对，所测的数字不够准确。二维测量仪的优势为要求精度不高的前提下可以快速的测出结果，此种测量仪简单易学，使用于较小、低精度的物件、工件测量上。其造价跟三维的测量仪比便宜很多，中国国内有很多的生产厂，所以市场上有较高的使用率。正因为二维测量仪测不到要求较高的物件精准度，也没办法测量物件的真正三维数据，所以三维测量技术与测量仪用于精密制造行业是发展的方向与趋势。目前所用的三坐标测量机都是由三个正交的直线运动轴构成的，用测量头(圆球、圆珠或探针)去碰触被测物件的表面，通过灵敏的接触感应器将碰触的信号传到相对应的显示器或电脑上。这类的三坐标测量机用于比较规则的三维曲面是比较方便，但要精确测量复杂三维曲面则比较困难，不仅测量移动速度受到限值，而且测量精度难于保证，特别是某些侧面存在凹陷的复杂三维曲面，甚至无法进行。应用接触式三坐标测量机测量时，需靠较熟练的技术人员，将探针或探球尽量地在被测的物件表面多取得数据(每个点的三坐标位置)，每次测点前还须将探针或探球与设定的原点取得相对应的资料并纪录，以做为软件计算的依据。因为不管探针或探球每次与被测物表面碰触点皆会有圆球曲面，探针角度的原因，力量大小的因素，加上操作人员熟练专业与否，往往每次测量或每人测量的结果都会有误差，而且必须搜集到较大的数据量，数据越多越准确，也需要较强，计算更准确的软件来支撑。而此种测量仪对食品、充气物橡胶硅胶类软性材料不能测量。虽有上述的一些问题，但困难没有克服以前，此种测量仪不失为当今较理想的三维测量仪器，也是广泛被接受的三维测量仪。手提式激光扫描测量，与激光干涉测量大多使用在大型的物件测量，手提式虽然测量速度快，但精度不高，常在汽车外型，大构件的造型测量中被采用。被测量的物件体积愈大，测量时所需要的空间也愈大，操作人员则需上下、左右、前后地走动摄取数据。激光干涉(跟踪)测量则用在工具机的精度测量上，可以测量较高的重复定位精度，也可以测到动态的物件移动位置，但不适宜测量每个点的三维坐标位置，也不适宜用于精密零件、工件、模具等三维测量。目前应用的三维激光测量机，也是非接触式的快速扫描测量，因采用激光测量头，要精确测量复杂三维曲面也比较困难，不仅测量精度难于保证，对于某些侧面存在凹陷的复杂三维曲面，甚至无法进行。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种六轴数控激光快捷三维测量仪，对复杂三维物体进行精确测量时，体现测量精度高，操作快速、方便、节省时间、减少出率、提高重复测量数据的一致性，且可比对等优点。本专利技术的另一个专利技术目的在于，可应用于其他三维测量仪所不能测量的物件上，类似可胀缩的充气物，表面软化的食品，半流体，精密的塑料、橡胶、硅胶、纸品、皮革、棉纱等等成品、半成品。本专利技术的另一个专利技术目的在于，应用于形状复杂的物件之三维精确测量，如尖锐角外形，薄片、深、狭、窄内孔、盲孔，细缝，多角星形孔，深浅不一凹孔，凹陷复杂的三维曲面等；各种尺寸形状的汽车、坦克、火车、轮船、飞机之螺杆、曲轴、传动轴、叶片等。形状越是复杂，越需要短时间内取得更多数据量的，也更要应用到此六轴数控快速精密激光扫描仪。为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开了 I、六轴数控激光快捷三维测量仪，包括一测量机机械系统，所述测量机机械系统包括一测量工作台，一基座和一立柱龙门架，其特征在于，所述测量机机械系统进一步包括一导轨系统，包括互为正交的X向导轨系统、Y向导轨系统和Z向导轨系统，所述三个导轨系统都能直线运动，其中，所述X向导轨系统装在所述测量工作台上，所述Y向导轨系统设置在一移动桥架横梁，所述Z向导轨系统装在一中央滑架内；两组可旋转的精密定位夹具装置，设置在所述测量工作台上，包括能在所述X、Y向构成平面旋转的360度旋转夹具，以及安置在所述Z向上，能在所述Y、Z向构成平面或所述Ζ、X向构成平面旋转的90度旋转夹具。比较好的是，所述测量仪基座、所述立柱龙门架及所述测量工作台采用天然花岗岩材料。比较好的是，所述测量仪进一步包括一激光传输测量系统，由激光器、光纤传输及激光测量头组成。本专利技术针对轮船、飞机的尾舵、螺旋桨、叶片及航空工业所需的零配件生产、装配、维修而研发。精密、贵重金属的物件，每件制造时都得百分之百的测量，喷气机引擎蜗形叶片的维修也同样的有很重的测量工作量，有此利器，对设计、生产、维修各种工艺与流程可以大大提高效率。应用在上述各种工作领域的在线检测是专利技术的最终目的。附图说明下面，参照附图，对于熟悉本
的人员而言，从对本专利技术的详细描述中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。图I是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的六轴数控激光快捷三维测量仪工作原理框图。附图标记说明如下 I、支架；2、基座；3、光栅尺；4、测量工作台；5、立柱；6、横梁；7、X轴导轨；8、中央滑架；9、Z轴导轨；10、90°旋转夹具；11;激光测量头；12、360°旋转夹具；13、显示屏；14、电脑控制中心；15、激光器具体实施例方式请参见图I所示的六轴数控激光快捷三维测量仪，包括四个系统，分别如下I)测量机机械系统由花岗岩为主体的X、Y、Z三轴联动基座2及测量工作台4组成，其中，三个正交的直线运动轴构成γ向导轨系统装在测量工作台4下面，引导测量工作台4前后移动；立柱5上的横梁6安装有X轴导轨系统7，使激光测量头11左右移动；Ζ轴导轨系统9则装在中央滑架8上，引导安装有激光测量头11的90°旋转夹具10上下移动；两组可旋转的精密定位夹具装置，即一组360°旋转夹具12放置在测量工作台4上，能带动被测物件在XY平面内旋转360° ;另一组90°旋转夹具10安置在Z轴中央滑架8上，能带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超翔，杨振步，
申请(专利权)人：上海大量电子设备有限公司，上海大量光电科技有限公司，上海渠普塑胶五金有限公司，
类型：发明
国别省市：