專利名稱：雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)，具體涉及雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
刀具是數(shù)控機(jī)床用來(lái)加工精密零件的工具，因此，只有刀具自身精度達(dá)到了要求，才能加工出合格的精密零件。在精密零件加工精度要求越來(lái)越高的情況下，對(duì)所采用的刀具自身精度同樣提出更高要求。今年 來(lái)，我國(guó)精密測(cè)量?jī)x器制造業(yè)雖然取得了一定發(fā)展，但是還存在許多問(wèn)題。測(cè)量技術(shù)和儀器之間存在著一定差距。相關(guān)的應(yīng)用于刀具形狀公差、位置公差、直徑的測(cè)量技術(shù)，大多由人工采用機(jī)械或是電子游標(biāo)卡尺進(jìn)行抽檢測(cè)量，這種人工測(cè)量方法的效率較低。目前還有一些二維刀具測(cè)量?jī)x，以天津天門(mén)精機(jī)公司生產(chǎn)的對(duì)刀儀為例，它由傳感器系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)組成。傳感器包括一個(gè)C⑶相機(jī)、直線光柵尺；機(jī)械系統(tǒng)包括兩個(gè)線運(yùn)動(dòng)、一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，都是手動(dòng)調(diào)節(jié)。測(cè)量時(shí)，將刀具安裝在主軸上，通過(guò)人眼觀察投影屏或者CXD呈現(xiàn)的刀具圖像，手動(dòng)調(diào)節(jié)使刀具處于最佳測(cè)量位置，光柵尺記錄下二維位置坐標(biāo)U，y)，通過(guò)軟件分析、計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果。它只能測(cè)量二線平面幾何參數(shù)，由于機(jī)械系統(tǒng)、傳感器和測(cè)量軟件功能的限制，測(cè)量功能和精度十分有限，僅能滿足加工中心上的刀具應(yīng)用，無(wú)法滿足刀具設(shè)計(jì)、制造行業(yè)的需求。而現(xiàn)有的測(cè)量刀具的儀器，如我國(guó)的專利號(hào)為“201210337472.7”的“刀具自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)”這種刀具檢測(cè)系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)刀具的三維測(cè)量，但是這種對(duì)于像刀具的某些特殊的角度:前角、后角、螺旋角、主偏角、副偏角、齒距、芯厚、橫刃、齒隙角、軸向和徑向跳動(dòng)等，還是無(wú)法檢測(cè)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)于刀具設(shè)計(jì)，刀具制造行業(yè)仍然無(wú)法滿足需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)。為了解決背景技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:包括底座、機(jī)架、工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)、立式鏡頭、臥式鏡頭、相機(jī)、圖像處理單元、線纜、顯示器和測(cè)量夾具；所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于底座上，所述測(cè)量夾具設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭均位于機(jī)架上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭上均設(shè)有焦距變倍調(diào)節(jié)器，所述垂直光源設(shè)于立式鏡頭上；所述水平光源設(shè)于臥式鏡頭上；所述背光光源設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上；所述臥式鏡頭上方設(shè)有可以使臥式鏡頭沿立式鏡頭軸心旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)裝置；所述臥式鏡頭上還設(shè)有角度顯示器；所述立式鏡頭、臥式鏡頭通過(guò)相機(jī)和線纜與圖像處理單元連接；所述垂直光源、水平光源、背光光源與電源之間設(shè)有光源調(diào)節(jié)器。進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌；所述X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌上分別設(shè)有X軸調(diào)節(jié)器、Y軸調(diào)節(jié)器和Z軸調(diào)節(jié)器。
進(jìn)一步的，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)頭、X軸位置傳感器、Y軸位置傳感器、Z軸位置傳感器和讀數(shù)頭；所述X軸位置傳感器、Y軸位置傳感器、Z軸位置傳感器分別位于X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和機(jī)架上。進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上還設(shè)有可旋轉(zhuǎn)夾具?？尚D(zhuǎn)夾具帶有X軸方向限位裝置，工件安裝在夾具上后可以從垂直方向壓緊。進(jìn)一步的，所述X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌重復(fù)定位精度小于
0.002mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是臥式鏡頭可以繞立式鏡頭旋轉(zhuǎn)，從2個(gè)方向定位工件，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確找正；工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)配合立式鏡頭和臥式鏡頭可以實(shí)現(xiàn)五個(gè)軸的測(cè)量；本發(fā)明配置高精密同軸可旋轉(zhuǎn)夾具，對(duì)工件一次裝夾，避免了多次裝夾造成的重復(fù)定位誤差，極大的提高了測(cè)量精度與效率；本發(fā)明放大率高達(dá)240倍，可以清晰的分辨刀具或者精密零件的輪廓；并且可直接測(cè)量刀具幾何參數(shù)，可大大提高刀具或者精密零件大批量生產(chǎn)時(shí)的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。


:
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中:1_機(jī)架；2_工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)；3_立式鏡頭；4_臥式鏡頭；5-線纜；51_相機(jī)；6_顯示器；7_測(cè)量夾具；17_可旋轉(zhuǎn)夾具；21_底座；8-X軸調(diào)節(jié)器；9-Y軸調(diào)節(jié)器；10_Ζ軸調(diào)節(jié)器；11_圖像處理單元；16_光源調(diào)節(jié)器；31_焦距變倍調(diào)節(jié)器；41_焦距變倍調(diào)節(jié)器；42-角度旋轉(zhuǎn)裝置；13-垂直光源；14-水平光源；15-背光光源；18-Υ軸位置傳感器；19_Χ軸位置傳感器；20-Ζ軸位置傳感器。
具體實(shí)施方式
: 參看圖1，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:包括底座21、機(jī)架1、工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2、測(cè)量機(jī)構(gòu)、立式鏡頭3、臥式鏡頭4、相機(jī)51、圖像處理單元11、線纜5、顯示器6和測(cè)量夾具7 ;所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2設(shè)于底座21上，所述測(cè)量夾具7設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2上，所述立式鏡頭3、臥式鏡頭4均位于機(jī)架I上，所述立式鏡頭3、臥式鏡頭4上均設(shè)有焦距變倍調(diào)節(jié)器(31，41 )，所述垂直光源13設(shè)于立式鏡頭3上；所述水平光源14設(shè)于臥式鏡頭4上；所述背光光源15設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2上；所述臥式鏡頭4上方設(shè)有可以使臥式鏡頭4沿立式鏡頭3軸心旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)裝置42 ;所述臥式鏡頭4上還設(shè)有角度顯示器；所述立式鏡頭3、臥式鏡頭4通過(guò)相機(jī)51和線纜5與圖像處理單元11連接；所述圖像處理單元11與顯示器6連接，所述垂直光源13、水平光源14、背光光源15與電源之間設(shè)有光源調(diào)節(jié)器16。本發(fā)明的鏡頭可提供高達(dá)240倍放大率，如此高倍率的鏡頭可以更清晰的分辨刀具邊緣輪廓，使得測(cè)量更加準(zhǔn)確，可以測(cè)量直徑0.5_甚至更小的刀具。本發(fā)明的工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2采用穩(wěn)定的鑄鐵，表面鍍鎳，底座21采用天然花崗巖。本發(fā)明的圖像處理單元11可以將刀具真實(shí)圖像與此工件的CAD圖紙進(jìn)行比較，并能測(cè)量差值，圖像處理單元11還具有仿形功能，即根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)生成CAD圖紙；對(duì)于工件測(cè)量領(lǐng)域，雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)為最先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器，使用者將更容易獲得最佳的測(cè)量結(jié)果。進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌；所述X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌上分別設(shè)有X軸調(diào)節(jié)器8、Υ軸調(diào)節(jié)器9和Z軸調(diào)節(jié)器10。
進(jìn)一步的，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)頭、X軸位置傳感器18、Y軸位置傳感器19、Ζ軸位置傳感器20和讀數(shù)頭；所述X軸位置傳感器18、Υ軸位置傳感器19、Ζ軸位置傳感器20分別位于X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和機(jī)架I上。進(jìn)一步的，所述X軸位置傳感器18、Υ軸位置傳感器19、Ζ軸位置傳感器20采用德國(guó)HEIDENHAIN精密光柵尺，分辨率為0.00025mm。進(jìn)一步的，所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2上還設(shè)有可旋轉(zhuǎn)夾具17，所述可旋轉(zhuǎn)夾具17為高精密同軸可旋轉(zhuǎn)夾具17，其同軸度誤差為0.001_，這樣可以對(duì)工件一次裝夾就完成測(cè)量；避免了多次裝夾造成的重復(fù)定位誤差，極大的提高了測(cè)量精度與效率，而且極具人性化?？尚D(zhuǎn)夾具帶有X軸方向限位裝置，工件安裝在夾具上后可以從垂直方向壓緊。進(jìn)一步的，所述臥式鏡頭4可繞立式鏡頭3旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)范圍為-30度 90度，實(shí)現(xiàn)了一次裝夾后完成測(cè)量三個(gè)維度的功能。與高精密同軸可旋轉(zhuǎn)夾具17配合完成從垂直、水平、前后、刀具旋轉(zhuǎn)和水平鏡頭水平旋轉(zhuǎn)，共5軸方向定位和測(cè)量工作。進(jìn)一步的，所述X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌重復(fù)定位精度小于
0.002mm。本發(fā)明的可直接測(cè)量刀具的某些特殊的角度如前角、后角、螺旋角、主偏角、副偏角、齒距，芯厚，橫刃，齒隙角，軸向和徑向跳動(dòng)等，不需計(jì)算即可得到需要的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的高速鋼刀具、螺紋刀具的前角、后角都是由機(jī)床保證的，沒(méi)有有效的測(cè)量手段，因此刀具制造精度很不穩(wěn)定。利用該原理儀器可以快速、準(zhǔn)確的測(cè)量出刀具(如整體硬質(zhì)合金銑刀)周齒的前用、后角、奇數(shù)齒芯厚等幾何參數(shù)，本發(fā)明大大提高了工廠數(shù)控刀具大批量生產(chǎn)情況下的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上內(nèi)容僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的簡(jiǎn)單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì) 和范圍。
權(quán)利要求
1.雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括底座、機(jī)架、工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)、立式鏡頭、臥式鏡頭、圖像處理單元、相機(jī)、線纜、顯示器和測(cè)量夾具；所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于底座上，所述測(cè)量夾具設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭均位于機(jī)架上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭上均設(shè)有光源以及焦距變倍調(diào)節(jié)器，所述垂直光源設(shè)于立式鏡頭上，所述水平光源設(shè)于臥式鏡頭上，所述背光光源設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述臥式鏡頭上方設(shè)有可以使臥式鏡頭沿立式鏡頭軸心旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)裝置，所述臥式鏡頭上還設(shè)有角度顯示器，所述立式鏡頭、臥式鏡頭通過(guò)相機(jī)和線纜與圖像處理單元連接，所述圖像處理單元與顯示器連接且支持使用CAD或者其他繪圖軟件繪制的圖紙；所述垂直光源、水平光源、背光光源與電源之間設(shè)有光源調(diào)節(jié)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌；所述X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸直線導(dǎo)軌上分別設(shè)有X軸調(diào)節(jié)器、Y軸調(diào)節(jié)器和Z軸調(diào)節(jié)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)包括測(cè)頭、X軸位置傳感器、Y軸位置傳感器、Z軸位置傳感器和讀數(shù)頭；所述X軸位置傳感器、Y軸位置傳感器、Z軸位置傳感器分別位于X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和機(jī)架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上還設(shè)有可旋轉(zhuǎn)夾具，可旋轉(zhuǎn)夾具帶有X軸方向限位裝置，使工件安裝在夾具上后可以從垂直方向壓緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述X軸直線導(dǎo)軌、Y軸直線導(dǎo)軌和Z軸 直線導(dǎo)軌重復(fù)定位精度小于0.002mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)，具體涉及雙鏡頭測(cè)量系統(tǒng)。包括底座、機(jī)架、工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)、立式鏡頭、臥式鏡頭、圖像處理單元、線纜、顯示器和測(cè)量夾具；所述工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于機(jī)架底部，所述測(cè)量夾具設(shè)于工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭均位于機(jī)架上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭上均設(shè)有焦距變倍調(diào)節(jié)器，所述臥式鏡頭上方設(shè)有可以使臥式鏡頭沿立式鏡頭軸心旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)裝置，所述臥式鏡頭上還設(shè)有角度顯示器，所述圖像處理單元與顯示器連接且支持使用CAD或者其他繪圖軟件繪制的圖紙；本發(fā)明臥式鏡頭可以繞立式鏡頭旋轉(zhuǎn)，從2個(gè)方向定位工件，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確找正，放大率高，定位誤差低，可直接測(cè)量工件幾何參數(shù)。
文檔編號(hào)G01B11/00GK103217128SQ20131013991
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者鐘興輝, 王林博 申請(qǐng)人:鐘興輝, 王林博