本實(shí)用新型涉及自由曲面產(chǎn)品測量領(lǐng)域，特別涉及一種用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)及圖像采集裝置。

背景技術(shù)：

自由曲面產(chǎn)品已被廣泛地應(yīng)用于家電、汽車、玩具、輕工、醫(yī)療、航空、航天、藝術(shù)品等行業(yè)，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。自由曲面產(chǎn)品由于表面輪廓的復(fù)雜性往往較難自動并高精度的測量,特別是自由曲面自身或相互裝配之間所產(chǎn)生的縫間隙三維幾何尺寸難以高質(zhì)量檢測。傳統(tǒng)的接觸式測量難以滿足當(dāng)下中高端自由產(chǎn)品的高精度、高效率、潔凈化、軟操化、不受材質(zhì)限制的發(fā)展趨勢。在自由曲面產(chǎn)品的生產(chǎn)線或者裝配線上，自由曲面內(nèi)縫隙尺寸的自動檢測將大大的節(jié)約檢測時間，有效地提高檢測正確率，減少對專業(yè)技術(shù)人員的需求，有利于生產(chǎn)的安全，這從整體上提高生產(chǎn)效率并減少了生產(chǎn)成本，這對自由曲面生產(chǎn)企業(yè)的市場競爭力提升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，迫切需要一種用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種能夠?qū)ψ杂汕娈a(chǎn)品的縫隙進(jìn)行采集測量的用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)及圖像采集裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)問題是：提供一種用于采集待測量自由曲面產(chǎn)品的縫隙的圖像采集裝置，包括用于安裝待測自由曲面產(chǎn)品的安裝部、位于所述安裝部上方且與一上位機(jī)信號連接的圖像采集單元以及用于使所述圖像采集單元在X軸、Y軸以及Z軸方向移動的移動單元。

進(jìn)一步的，所述安裝部包括一安裝臺以及設(shè)于安裝臺上的用于固定自由曲面產(chǎn)品且能夠根據(jù)所述自由曲面產(chǎn)品的形狀大小調(diào)整固定空間的固定結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述安裝臺上具有與所述X軸方向平行的滑動導(dǎo)軌；所述固定結(jié)構(gòu)包括與所述滑動導(dǎo)軌滑動配合并能夠固定于所述滑動導(dǎo)軌上的兩固定組件。

進(jìn)一步的，所述滑動導(dǎo)軌包括從與X軸平行的方向貫穿所述安裝臺的滑槽、分別設(shè)于所述滑槽的兩側(cè)壁上的橫擋板，兩橫擋板之間具有能夠供所述固定組件滑動的間隙；

所述固定組件包括與所述滑動導(dǎo)軌滑動配合的滑動部及設(shè)于所述滑動部上的固定部；所述滑動部包括一設(shè)于所述滑槽內(nèi)位于橫擋板之下的空間的固定塊、立設(shè)于所述固定塊上且穿過所述間隙的外螺紋桿、穿設(shè)于所述外螺紋桿位于滑槽之上段的滑塊以及與所述外螺紋桿螺紋配合且位于所述滑塊之上的鎖緊螺母。

進(jìn)一步的，所述固定部包括設(shè)于所述滑塊上朝向所述自由曲面產(chǎn)品的一側(cè)的水平固定架以及立設(shè)于所述滑塊上的垂直固定架。

進(jìn)一步的，所述移動單元設(shè)于所述安裝部的一側(cè)，包括X向底座、立設(shè)于X向底座上能夠根據(jù)一第一電機(jī)的驅(qū)動在X向移動的Z向軸桿、水平設(shè)于所述Z向軸桿上且能夠根據(jù)一第二電機(jī)的驅(qū)動在Z向移動的Y向軸桿以及用于驅(qū)動Y向軸桿在Y向進(jìn)行移動的第三電機(jī)，所述圖像采集單元設(shè)于所述Y向軸桿上相應(yīng)于所述安裝部的一端，該圖像采集單元能夠根據(jù)一第四電機(jī)的驅(qū)動沿待測自由曲面產(chǎn)品縫隙的長度方向轉(zhuǎn)動，所述第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)及第四電機(jī)均與所述上位機(jī)信號連接。

進(jìn)一步的，所述圖像采集單元通過一安裝結(jié)構(gòu)安裝在所述Y向軸桿上相應(yīng)于所述安裝部的一端部；該安裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述端部的安裝腔、設(shè)于所述安裝腔下端的固定桿，所述第四電機(jī)用于驅(qū)動所述固定桿的下端沿待測自由曲面產(chǎn)品縫隙的長度轉(zhuǎn)動，所述圖像采集單元設(shè)于所述固定桿的下端。

進(jìn)一步的，所述安裝結(jié)構(gòu)還包括設(shè)于所述固定桿下端的保護(hù)架，所述圖像采集單元設(shè)于所述保護(hù)架上。

進(jìn)一步的，所述圖像采集單元包括能夠垂直射向待測自由曲面產(chǎn)品的縫隙的線激光源以及相機(jī)，所述相機(jī)鏡頭的中心線正對著線激光光束的中心以保證相機(jī)的視場能夠覆蓋光束區(qū)域。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)問題是：提供一種用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)，包括所述的圖像采集裝置以及與所述圖像采集裝置信號連接的上位機(jī)。

本實(shí)用新型的用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)，其圖像采集裝置的移動單元能夠根據(jù)上位機(jī)的觸發(fā)而移動圖像采集單元的位置以使其對準(zhǔn)待測量自由曲面產(chǎn)品，從而能夠更精確的采集待測量自由曲面產(chǎn)品的圖像，以供上位機(jī)后續(xù)的對待測量自由曲面產(chǎn)品的縫隙進(jìn)行測量，安裝部通過可調(diào)節(jié)固定空間的固定結(jié)構(gòu)對待測量自由曲面產(chǎn)品進(jìn)行固定，可適用于不同形狀大小的自由曲面產(chǎn)品，通用性得到極大地提高，為待測量自由曲面產(chǎn)品的縫隙測量提供更好的測量基礎(chǔ)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參見圖1及圖2，本實(shí)施例的用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)包括用于采集待測量自由曲面產(chǎn)品的圖像采集裝置1以及與所述圖像采集裝置1信號連接的上位機(jī)2。

所述圖像采集裝置1包括包括用于安裝待測自由曲面產(chǎn)品的安裝部10、位于所述安裝部10上方且與一上位機(jī)2信號連接的圖像采集單元12以及用于使所述圖像采集單元12在X軸、Y軸以及Z軸方向移動的移動單元14。其中：

所述移動單元14設(shè)于所述安裝部10的一側(cè)，包括X向底座141、立設(shè)于X向底座141上能夠根據(jù)一第一電機(jī)（圖未示出）的驅(qū)動在X向移動的Z向軸桿143、水平設(shè)于所述Z向軸桿143上且能夠根據(jù)一第二電機(jī)（圖未示出）的驅(qū)動在Z向移動的Y向軸桿145以及用于驅(qū)動Y向軸桿143在Y向進(jìn)行移動的第三電機(jī)（圖未示出），所述圖像采集單元12設(shè)于所述Y向軸桿145上相應(yīng)于所述安裝部10的一端，該圖像采集單元12能夠根據(jù)一第四電機(jī)（圖未示出）的驅(qū)動沿待測自由曲面產(chǎn)品縫隙的長度方向（即C向）轉(zhuǎn)動，所述第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)及第四電機(jī)均與所述上位機(jī)2信號連接。所述上位機(jī)2采用脈沖觸發(fā)方式控制運(yùn)動。

所述圖像采集單元12通過一安裝結(jié)構(gòu)安裝在所述Y向軸桿145上相應(yīng)于所述安裝部10的一端部；該安裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述端部的安裝腔161、設(shè)于所述安裝腔161下端的固定桿163以及設(shè)于所述固定桿163下端的保護(hù)架165，所述圖像采集單元12設(shè)于所述保護(hù)架165上。所述第四電機(jī)用于驅(qū)動所述固定桿163的下端沿待測自由曲面產(chǎn)品縫隙的長度轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角度通過一角度編碼器進(jìn)行反饋。所述圖像采集單元12設(shè)于所述固定桿163的下端。作為一種可選的實(shí)施方式，所述第四電機(jī)可以設(shè)于所述安裝腔161內(nèi)，在所述安裝腔161的底壁上開設(shè)一與所述Y向軸桿145同向（或長度方向與縫隙長度方向同向）的條形孔，所述固定桿163上端與位于安裝腔161內(nèi)的第四電機(jī)連接，下端穿過所述條形孔向下延伸，如此，當(dāng)?shù)谒碾姍C(jī)驅(qū)動所述固定桿163的下端沿所述縫隙長度方向（與Y軸同向）轉(zhuǎn)動時，所述固定桿163可以在長形孔的長度方向運(yùn)動。

所述圖像采集單元12包括能夠垂直射向待測自由曲面產(chǎn)品的縫隙的線激光源121以及相機(jī)123，所述線激光源121包括激光器與圓柱透鏡，能夠發(fā)出穩(wěn)定的紅色線激光束。所述相機(jī)123安裝Ernostar鏡頭組，用于增強(qiáng)被測表面散射光的效果；所述線激光源121發(fā)射線激光條束垂直照射到縫隙內(nèi)部；并與相機(jī)123形成固定三角角度安置在保護(hù)架165上，以保證相機(jī)123的視場能夠覆蓋光束區(qū)域，相機(jī)123鏡頭的中心線正對著線激光光束的中心；所述線激光源121通過上位機(jī)2觸發(fā)發(fā)出激光光束，所述相機(jī)123與上位機(jī)2信號連接，用于將采集到的圖像發(fā)送至上位機(jī)2。

所述安裝部10包括一安裝臺101以及設(shè)于安裝臺101上的用于固定自由曲面產(chǎn)品且能夠根據(jù)所述自由曲面產(chǎn)品的形狀大小調(diào)整固定空間的固定結(jié)構(gòu)。其中：

所述安裝臺101上具有與所述X軸方向平行的滑動導(dǎo)軌；所述滑動導(dǎo)軌包括從與X軸平行的方向貫穿所述安裝臺101的滑槽101a、分別設(shè)于所述滑槽101a的兩側(cè)壁上的橫擋板101b，兩橫擋板101b之間具有能夠供所述固定組件滑動的間隙。

所述固定結(jié)構(gòu)包括與所述滑動導(dǎo)軌滑動配合并能夠固定于所述滑動導(dǎo)軌上的兩固定組件。所述固定組件包括與所述滑動導(dǎo)軌滑動配合的滑動部及設(shè)于所述滑動部上的固定部。所述滑動部包括一設(shè)于所述滑槽101a內(nèi)位于橫擋板101b之下的空間的固定塊102a、立設(shè)于所述固定塊102a上且穿過所述間隙的外螺紋桿102b、穿設(shè)于所述外螺紋桿102b位于滑槽101a之上段的滑塊102c以及與所述外螺紋桿102b螺紋配合且位于所述滑塊102c之上的鎖緊螺母102d。所述固定部包括設(shè)于所述滑塊102c上朝向所述自由曲面產(chǎn)品的一側(cè)的水平固定架102e以及立設(shè)于所述滑塊102c上的垂直固定架102f。所述垂直固定架102f為高度可調(diào)節(jié)的垂直固定架102f。

本具體實(shí)施例中，還包括一總安裝座18，所述X向底座141設(shè)于所述總安裝座18的一側(cè)并與其等長，所述安裝臺101固定于所述總安裝座18上。

所述安裝臺101由兩塊安裝板拼合而成，每一安裝板的長度方向與所述X向底座141的長度方向同向，兩塊安裝板相對的長側(cè)面上分別設(shè)置所述橫擋板101b，將兩塊安裝板拼合在一起時，將兩塊安裝板固定在所述總安裝臺101上并使它們之間具有上述間隙，以形成所述的滑動導(dǎo)軌。

所述水平固定架102e以及垂直固定架102f均為V形固定架，水平固定架102e的V形端頭用于架設(shè)待測自由曲面產(chǎn)品的下端部，其中一固定組件的垂直固定架102f的V形端用于架設(shè)待測自由曲面產(chǎn)品的上端部。

本實(shí)施例中，所述安裝臺101還具有防震結(jié)構(gòu)。

在測量自由曲面產(chǎn)品時，首先安裝待測量自由曲面產(chǎn)品：將待測量自由曲面產(chǎn)品置于安裝臺101上，調(diào)節(jié)兩固定組件的位置以使它們的水平固定架102e對待測量自由曲面產(chǎn)品的下端進(jìn)行支撐固定，再使其中一固定組件（靠近待測量自由曲面產(chǎn)品上端彎曲的一固定組件）的垂直固定架102f對待測量自由曲面產(chǎn)品的上端進(jìn)行支撐固定；其次調(diào)節(jié)圖像采集單元12的位置以使其位于待測量自由曲面產(chǎn)品的縫隙的上方，通過上位機(jī)2的觸發(fā)第一電機(jī)、第二電機(jī)及第三電機(jī)使圖像采集單元12在X向、Y向和Z向移動以調(diào)節(jié)圖像采集單元12的位置，最后，圖像采集單元12根據(jù)上位機(jī)2觸發(fā)自動采集圖像。

本實(shí)用新型的用于自由曲面產(chǎn)品縫隙測量的測量系統(tǒng)，其圖像采集裝置1的移動單元14能夠根據(jù)上位機(jī)2的觸發(fā)而移動圖像采集單元12的位置以使其對準(zhǔn)待測量自由曲面產(chǎn)品，從而能夠更精確的采集待測量自由曲面產(chǎn)品的圖像，以供上位機(jī)2后續(xù)的對待測量自由曲面產(chǎn)品的縫隙進(jìn)行測量，安裝部10通過可調(diào)節(jié)固定空間的固定結(jié)構(gòu)對待測量自由曲面產(chǎn)品進(jìn)行固定，可適用于不同形狀大小的自由曲面產(chǎn)品，通用性得到極大地提高，為待測量自由曲面產(chǎn)品的縫隙測量提供更好的測量基礎(chǔ)。

以上僅為本實(shí)用新型的實(shí)施方式，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。