[发明专利]非接触式面测量三坐标装置

说明书

本发明公开了一种非接触式面测量三坐标装置，包括底板、沿纵向滑动安装于底板上的龙门架、沿横向滑动安装于龙门架横梁上的滑块、固定于滑块的CCD相机镜头及投影机镜头和用于驱动龙门架及滑块滑动的驱动系统；所述驱动系统包括电机、用于驱动龙门架滑动的纵向传动机构和用于驱动滑块的横向传动机构，所述电机的转轴与所述纵向传动机构驱动连接，所述横向传动机构用于使滑块与龙门架联动；驱动结构简单，装置成本低，控制精度高，利于提高测量效率，适用于非接触式面测量；直接在线测量，并且通过数字光栅使得测量速度快、操作方便；三维点云通过坐标变换直接获得，不需要数据拼接，具有高的测量精度；易于信息集成和管理，可实现智能检测。

技术领域

本发明涉及空间三坐标精密测量技术领域，具体涉及一种非接触式面测量三坐标装置。

背景技术

目前常用的三坐标测量方法中，有接触式测量方法和非接触式测量方法，其中非接触式测量方法中又有影像测量方法和激光测量方法；传统接触式测量无法检测物体的死角，并且当待测物体为柔性时，测量误差不可忽视，随之降低测量精度，而且，接触式测量为点测量，要通过测量较多的点位来与原始模型进行比较分析，过程繁琐，速度慢，现有的非接触式测量技术测量往往不能一次性完成复杂零件的测量和模型建立。现有的激光三角法测量的精度容易收到光学元件本身的精度、环境温度、激光束的光强和直径大小以及被测物表面特征的影响，并且不能同时进行多点测量。非接触式面测量三坐标装置方法主要是指基于光学原理，采用面测量的测量方法。通常非接触式面测量通过三坐标装置控制CCD相机镜头及投影机镜头处于多个平面坐标采集点进行数据采集，进而进行数据处理，而现有的三坐标装置在X轴和Y轴方向通过设置不同的电机和传动机构进行驱动，为保证位置控制精度高，使得电机和传动机构的控制精度非常高，传动结构复杂，装置成本高，并且多独立驱动机构易造成整体的控制精度相对较差，同时，不同方向的驱动一般不同步，使得在数据采集使速度较慢，工作效率较低。

因此，为解决以上问题，需要一种非接触式面测量三坐标装置，驱动结构简单，装置成本低，控制精度高，利于提高测量效率，适用于非接触式面测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供非接触式面测量三坐标装置，驱动结构简单，装置成本低，控制精度高，利于提高测量效率，适用于非接触式面测量。

本发明的非接触式面测量三坐标装置，包括底板、沿纵向滑动安装于底板上的龙门架、沿横向滑动安装于龙门架横梁上的滑块、固定于滑块的CCD相机镜头及投影机镜头和用于驱动龙门架及滑块滑动的驱动系统；所述驱动系统包括电机、用于驱动龙门架滑动的纵向传动机构和用于驱动滑块的横向传动机构，所述电机的转轴与所述纵向传动机构驱动连接，所述横向传动机构用于使滑块与龙门架联动。

进一步，所述底板上表面沿纵向设置有导向槽，所述导向槽为两个并沿横向并列分布，所述纵向驱动机构包括分设于不同导向槽的传动带、用于驱动传动带的驱动辊和用于驱动不同导向槽内驱动辊的驱动轴，所述驱动轴横向穿过两导向槽并伸出底板形成动力输入段，所述动力输入段通过一组减速齿轮与电机转轴驱动连接；所述传动带的表面固定设置有柔性磁带，所述龙门架的两支腿底部固定设置有磁性垫并分别适性嵌入导向槽内与柔性磁带吸附固定。

进一步，所述龙门架的横梁中间沿纵向凸出形成弯折段，所述横向传动机构包括转动设置于龙门架一支腿内的竖向传动杆、两端分别转动安装于弯折段形成的凹槽侧壁的横向驱动丝杠、用于驱动竖向传动杆转动的转动驱动组件和用于驱动滑块横向移动的横向驱动组件；所述转动驱动组件包括沿周向固定外套于竖向传动杆的驱动齿轮和沿纵向固定设置于底板的齿条，所述驱动齿轮与齿条啮合并将龙门架的平动转化为竖向传动杆的转动，所述竖向传动杆上端通过万向节与横向驱动丝杠传动配合；所述横向驱动组件包括固定于滑块的拨叉、螺纹外套于横向驱动丝杠并横向推动拨叉的推块、外套于横向驱动丝杠对拨叉施加与推块相反力的预紧弹簧和用于防止推块转动的限位杆。