CN1932436A - 移动龙门式光学坐标测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种移动龙门式光学坐标测量仪，主要由底座、移动式龙门、测台、光源、影像接收器组成，其特点是：所述的底座上左右各安装一纵向导轨，每根纵向导轨上安装两个滑块，两根纵向导轨上的滑块通过一块横向平板连接，移动龙门安装在横向平板上，横向平板底部中间位置连接电机驱动丝杆；透射光源通过连动机构安装在横向平板上，有一Z轴平板安装在移动龙门的横梁上，并与连动机构连接，影像接收器与Z轴平板中的垂直升降装置连接，且与透射光源始终在同一垂直位置；测台高于横向平板水平穿过移动式龙门，并安装在底座上。保证影像接收器与被测件在三维方向上的相对运动平稳、无扭转。仪器体积小、测量精度高、使用维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及光学坐标测量仪器，是生产过程中工件的检验设备，属于检测仪器技术领域，具体说是一种移动龙门式光学坐标测量仪。
背景技术
坐标测量仪主要用来测量被测物体的外形尺寸，尤其适用于测量不规则物体的外形尺寸，通常分二维、三维坐标测量仪，又分接触式和非接触式两类，本发明所说的光学坐标测量仪属于三维坐标、非接触式。光学坐标测量仪是最近15年以来发展最快的坐标测量技术之一，随着数码摄像技术和计算机软件技术的高速发展，光学坐标测量仪的测量精度也越来越高。由于其相对于常规的坐标测量仪有着操作简单、测量快速的优点，越来越多地在生产实践中得到应用，并逐步取替了常规的坐标测量仪。
光学坐标测量仪的基本原理是：投射光源位于被测物体下方，将被测物体的影像投射到影像接收器的感应面上，影像接收器再将接收到的影像转变为数字形式的图像，通过计算机软件对数字图像轮廓的识别和计算来求得被测物体的实际尺寸。因此光学坐标测量技术是光学测量技术与计算机图像处理技术紧密结合的产物。其技术关键是必须保证被测物体的影像正确无误(无畸变)地投影至影像接收器上，因此，必须保证测头或被测件在X、Y和Z方向上平稳运动，同时，透射光源必须使用远焦光路光源，且光源必须与放大物镜处于同一光轴中。为了实现这一目的，目前通常使用的方法有以下三种：
第一种是采用悬臂结构，在该结构中，仪器的Z轴安装在不动的悬臂上。而测台在水平面内作X，Y方向上的运动，以保证透射光源与放大物镜的运动的同步性。但这类悬臂结构往往比较单薄，测台运动时悬臂常常产生颤动，从而影响光源的同轴度，最终导致错误的测量结果。在大型光学测量仪中，这类现象尤其突出。
第二种结构为固定龙门式结构，在该结构中，装有X轴向的横梁通过两端支柱固定于底座上，保持静止不动状态。而测台作Y方向上的运动。Z轴沿横梁的导轨作X方向上的运动。
以上两种结构由于测台运动的范围必须要双倍于测量范围的行程，因此使机型偏大，重量偏大。
第三种结构属于移动式龙门结构，常用于接触式三坐标测量仪，可达到减少体积及重量的目的。在该结构中，两龙门立柱及横梁均位于测台面之上，其中，一端立柱安装在导轨上，用驱动电机直接驱动，而另一立柱及横梁则被动地被该立柱拖动。因此，除了常规的***偏差之外，仪器还增加了一个绕驱动立柱的X-Y平面上的扭转偏差。由于横梁加Z轴的自重所引起的惯性力的作用，整个机架又产生了一个绕驱动立柱导轨的一个Y-Z平面上的扭转偏差。由于在横梁上不断活动的Z轴的位置不断改变，使整个机架的重心位置不断地改变，因此，这两个扭转偏差带有随机性，非常不容易修正，使这种移动龙门式坐标测量仪精度低。此外，这种结构由于无法固定透射光源，不适用于光学坐标测量仪。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足而提供一种移动龙门式光学坐标测量仪，保证影像接收器与被测件在X、Y和Z方向上的相对运动平稳、无扭转，且光源与影像接收器的放大物镜处于同一光轴中。另外，移动部件行程小，使仪器体积小、测量精度高、使用维护方便。
本发明的目的是通过以下技术措施实现的：
一种移动龙门式光学坐标测量仪，主要由底座、移动式龙门、测台、光源、影像接收器组成，其特征在于：所述的底座上左右各安装一纵向导轨，每根纵向导轨上安装两个滑块，两根纵向导轨上的滑块通过一块横向平板连接，移动龙门的横梁通过立柱均安装在上述横向平板上，横向平板底部中间位置连接与纵向导轨平行的电机驱动丝杆；透射光源通过连动机构安装在横向平板上，有一Z轴平板安装在移动龙门的横梁上，并与连动机构连接，影像接收器与Z轴平板中的垂直升降装置连接，影像接收器的放大物镜与透射光源始终处在同一垂直光轴；测台高于横向平板水平穿过移动式龙门，并安装在底座上。
所述的连动机构由横向导轨、横向导轨滑块、钢丝绳、滑轮组组成，横向导轨沿X轴向安装在横向平板上，横向导轨滑块安装在横向导轨上，透射光源固定在横向导轨滑块，滑轮组中的两个滑轮A、B分别安装在横向平板的左右两侧，其余的滑轮C、D、E安装在龙门横梁的左侧，滑轮F、G安装在龙门横梁的右侧，钢丝绳的一端固定在横向导轨滑块上，另一端依次绕过滑轮A、C、F、D、E、G、B也固定在横向导轨滑块上，在滑轮F、D之间的钢丝绳上连接Z轴平板，Z轴平板与龙门横梁横向导轨连接。
所述的测台由平面台板和两个条形连接板组成，两个条形连接板分别安装在底座的前后两侧，且两个条形连接板上沿高于透射光源，平面台板由透明平板和边框组成，平面台板的边框安装在两个条形连接板上。
所述的横向导轨是线性导轨或气浮导轨或滑动、滚动导槽结构；所述的纵向导轨是金属线性导轨或气浮导轨。
所述的每一纵向导轨上的两滑块相距500mm以上。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明的测台固定在底座上，将透射光源、影像接收器和移动龙门设置为一体，由于两根纵向导轨上的四块滑块固定在同一块横向平板上，横向平板底部中间位置连接与纵向导轨平行的电机驱动丝杆，在移动时，对两根纵向导轨提供对称相等的驱动力。因此，有效地保证了影像接收器与被测件在X、Y和Z方向上的相对运动平稳，限制了X-Y平面上的扭转偏差。
2、本发明的透射光源通过连动机构安装在横向平板上，有一Z轴平板安装在移动龙门的横梁的横向导轨上，并与连动机构连接，影像接收器与Z轴平板中的垂直升降装置连接，使影像接收器的放大物镜与透射光源始终处在同一垂直光轴中，保持同步移动。同时，移动部件行程小，使仪器体积小、测量精度高、使用维护方便。
附图说明
图1为本发明一种移动龙门式光学坐标测量仪—实施例的立体结构图；
图2为本发明一种移动龙门式光学坐标测量仪连动机构的立体结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种移动龙门式光学坐标测量仪，主要由底座12、移动式龙门、测台10、11、光源9、影像接收器19组成，底座12上左右各安装一纵向导轨1、2，每根纵向导轨1、2上各安装两个相距500mm以上的滑块3、4，两根纵向导轨1、2的4个滑块3、4通过同一块横向平板5连接，移动龙门的横梁6通过立柱7均安装在横向平板5上，横向平板5的底部中线位置连接与纵向导轨平行的电机驱动丝杆8，这样对两根纵向导轨1、2提供对称相等的驱动力，有效地限制了龙门移动时X-Y平面上的扭转偏差。
横向平板5上沿X轴向还安装着横向导轨13，横向导轨13上安装有横向导轨滑块14，透射光源9固定在横向导轨滑块14上；横向导轨滑块14与连动机构15连接，影像接收器与Z轴平板17中的垂直升降装置连接，Z轴平板17安装在移动龙门的横梁6上并与横向平板5上的透射光源9在同一垂直位置。
参见图2，连动机构15是一组滑轮结构，滑轮组18中的两个A、B分别安装在平板5的左右两侧，其余的滑轮C、D、E安装在龙门横梁6的左侧，滑轮F、G安装在龙门横梁6的右侧，钢丝绳16的一端固定在横向导轨滑块14上，另一端依次绕过滑轮A、C、F、D、E、G、B也固定在横向导轨滑块14上，其中，钢丝绳16在滑轮F、D之间固定在Z轴平板17上，Z轴平板与龙门横梁横向导轨连接。这样当Z轴沿X轴向移动时，在连动机构15的带动下，透射光源9和影像接收器19同步移动，始终处于同一垂直光轴；该连动机构15也可使用电机通过丝杆直接驱动而成。但此时驱动透射光源的电机必须同X轴的驱动电机进行同步控制，否则，将不能达到透射光源9与影像接收器19的放大物镜始终保持同光轴地运动。
测台由平面台板10和两个条形连接板11组成，两个条形连接板11位于平面台板10下的前后两边，安装时，测台穿过龙门在横向平板5的上方，通过两个条形连接板11分别固定在底座12的前后两侧，其高度高于透射光源9。这样，测台10、11与龙门相对独立，无直接的机械接触。平面台板10由透明平板和边框组成，用于光学无接触坐标测量仪。当平面台板为实体平板时，该结构可用于接触式坐标测量仪。
横向导轨13是线性导轨或气浮导轨、滑动、滚动导槽等结构。纵向导轨1、2是金属线性导轨或气浮导轨。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1、一种移动龙门式光学坐标测量仪，主要由底座(12)、移动式龙门、测台、光源(9)、影像接收器(19)组成，其特征在于：所述的底座上左右各安装一纵向导轨，每根纵向导轨上安装两个滑块(3、4)，两根纵向导轨(1、2)上的滑块(3、4)通过一块横向平板(5)连接，移动龙门的横梁(6)通过立柱(7)均安装在上述横向平板(5)上，横向平板(5)底部中间位置连接与纵向导轨(1、2)平行的电机驱动丝杆(8)；透射光源(9)通过连动机构(15)安装在横向平板(5)上，有一Z轴平板(17)安装在移动龙门的横梁(6)上，并与连动机构(15)连接，影像接收器(19)与Z轴平板(17)中的垂直升降装置连接，影像接收器(19)的放大物镜与透射光源(9)的光轴始终处在同一垂直线；测台高于横向平板(5)水平穿过移动式龙门，并安装在底座(12)上。
2、按照权利要求1所述的移动龙门式光学坐标测量仪，其特征在于：所述的连动机构(15)由横向导轨(13)、横向导轨滑块(14)、钢丝绳(16)、滑轮组(18)组成，横向导轨(13)沿X轴向安装在横向平板(5)上，横向导轨滑块(14)安装在横向导轨(13)上，透射光源(9)固定在横向导轨滑块(14)上，滑轮组(18)中的两个滑轮A、B分别安装在横向平板(5)的左右两侧，其余的滑轮C、D、E安装在龙门横梁(6)的左侧，滑轮F、G安装在龙门横梁(6)的右侧，钢丝绳(16)的一端固定在横向导轨滑块(14)上，另一端依次绕过滑轮A、C、F、D、E、G、B也固定在横向导轨滑块(14)上，在滑轮F、D之间的钢丝绳上连接Z轴平板(17)，Z轴平板(17)与龙门横梁(6)横向导轨连接。
3、按照权利要求1或2所述的移动龙门式光学坐标测量仪，其特征在于：所述的测台由平面台板(10)和两个条形连接板(11)组成，两个条形连接板(11)分别安装在底座(12)的前后两侧，且两个条形连接板(11)上沿高于透射光源(9)，平面台板由透明平板和边框组成，平面台板的边框安装在两个条形连接板(11)上。
4、按照权利要求1或2所述的移动龙门式光学坐标测量仪，其特征在于：所述的横向导轨(13)是线性导轨或气浮导轨或滑动、滚动导槽结构；所述的纵向导轨(1、2)是金属线性导轨或气浮导轨。
5、按照权利要求3所述的移动龙门式光学坐标测量仪，其特征在于：所述的横向导轨(13)是线性导轨或气浮导轨或滑动、滚动导槽结构；所述的纵向导轨(1、2)是金属线性导轨或气浮导轨。
6、按照权利要求1或2所述的一种移动龙门式光学坐标测量仪，其特征在于：所述的每一纵向导轨(1、2)上的两滑块(3、4)相距500mm以上。
7、按照权利要求5所述的一种移动龙门式光学坐标测量仪，其特征在于：所述的每一纵向导轨(1、2)上的两滑块(3、4)相距500mm以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DR. ZHAO + DR. SCHNEIDER MEASURING TECHNOLOGY (QIN Free format text: FORMER OWNER: ZHAO ZHENGKANG Effective date: 20120903 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120903 Address after: 266109 Shandong Province, Qingdao city Chengyang District Spring City Road No. 619 Patentee after: Dr. Zhao Schneider Measurement Technology (Qingdao) Co., Ltd. Address before: 266109 Shandong Province, Qingdao city Chengyang District Spring City Road No. 219 Patentee before: Zhao Zhengkang |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181210 Address after: 266109 No. 619 Chuncheng Road, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province Patentee after: Zhao Zhengchuan Address before: 266109 No. 619 Chuncheng Road, Chengyang District, Qingdao City, Shandong Province Patentee before: Dr. Zhao Schneider Measurement Technology (Qingdao) Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080813 Termination date: 20200930 |
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