[发明专利]一种静电附着标准球的三维几何视觉测量机及测量方法

摘要

本发明属于机械几何测量领域，涉及一种静电附着标准球的三维几何视觉测量机及测量方法。所述的装置包括升降机构、工作转台、相机阵装置和伞状容器；工作转台为十字架结构，十字架结构的四端分别依次设有装卸工位、着球工位、测量工位和脱球工位，且四个工位距离十字架结构中心均为R；装卸工位、着球工位、测量工位和脱球工位上分别固定升降机构；在装卸工位进行工件的装卸，着球工位实现工件上附着标准小球，测量工位由相机阵视觉测量附着在工件上的标准小球，脱球工位实现将工件上的标准小球进行回收；本发明采用了平面连杆机构，实现最高扫描速度达10m/s；在基准建立上，采用粗测量激光传感器，实现无人参与的自动高速基准建立。

主权项

1.一种静电附着标准球的三维几何视觉测量机，其特征在于，包括升降机构、工作转台(25)、相机阵装置和伞状容器(7)；工作转台(25)为十字架结构，十字架结构的四端分别依次设有装卸工位(1)、着球工位(2)、测量工位(3)和脱球工位(4)，且四个工位距离十字架结构中心均为R；装卸工位(1)、着球工位(2)、测量工位(3)和脱球工位(4)上分别固定升降机构；装卸工位(1)实现工件(8)的装卸，着球工位(2)实现工件(8)上附着标准小球，测量工位(3)由相机阵视觉测量附着在工件(8)上的标准小球，脱球工位(4)实现将工件(8)上的标准小球进行回收；所述的升降机构包括升降传动齿(16)、丝杠螺母(17)、丝杠(18)、夹具(29)、滑座(44)和导杆(45)；所述滑座(44)为中心设有孔的圆柱结构，滑座(44)通过导杆(45)与工作转台(25)滑动连接，滑座(44)沿导杆(45)上下滑动；滑座(44)中心孔通过轴承与丝杠(18)连接；丝杠(18)上端外套丝杠螺母(17)，丝杠螺母(17)外部与升降传动齿轮(16)固连，丝杠(18)下端穿过滑座(44)，并固定夹具(29)，夹具(29)下端固定有工件(8)；四个升降传动齿轮(16)分别通过升降轴座(15)固定在工作转台(25)上表面的四个工位处，升降传动齿轮(16)的下端通过齿轮轴轴承(14)穿过工作转台(25)，实现丝杠(18)穿过工作转台(25)向下探入准备小球(5)中；工作转台(25)上表面中心通过升降电机座支撑(24)固定升降电机座(22)，升降电机座(22)与工作转台(25)平行，升降电机座(22)上表面以中心对称固定着球位升降电机(20)和脱球位升降电机(26)，着球位升降电机(20)和脱球位升降电机(26)分别与着球工位(2)和脱球工位(4)对应，工作转台(25)下表面中心通过转台端面轴承(10)和转台轴承(23)固定在立柱(28)上端，立柱(28)下端固定在机座(34)上；转台电机(9)固定在立柱(28)侧壁，转台电机(9)的输出轴通过电机齿轮(11)与转台传动齿轮(21)连接，带动工作转台(25)按工作节拍自动转换工位；工作转台(25)和转台传动齿轮(21)固联，通过转台端面轴承(10)和转台轴承(23)安装在立柱(28)上方，立柱(28)下端固定在机座(34)上；转台电机(9)固定在立柱(28)侧壁，转台电机(9)的输出轴通过电机齿轮(11)与转台传动齿轮(21)连接，带动工作转台(25)按工作节拍自动转换工位；着球位升降电机(20)的输出轴通过升降电机齿轮(19)与升降机构的升降传动齿轮(16)啮合，带动与传动齿轮(16)连接的丝杠螺母(17)旋转，进而带动丝杠(18)驱动滑座(44)沿导杆(45)上下移动，实现工件(8)沉入伞状容器(7)进行着球；同样在脱球工位(4)，脱球升降电机(26)带动脱球工位(4)的工件(8)上下移动，除球刷(30)对工件(8)进行物理脱球；伞状容器(7)固定在机座(34)上，伞状容器(7)中心轴线与着球工位(2)的丝杠(18)轴线重合；伞状容器(7)用于收纳标准小球(5)；束架(6)为圆环状结构，套装在伞状容器(7)外部，束架(6)与导柱气缸(33)的输出端连接，导柱气缸(33)固定在立柱(28)上，带动束架(6)竖直方向移动；束架(6)的上下移动，使伞状容器(7)开合，进而使伞状容器(7)中的标准小球(5)向上收缩覆盖工件(8)，避免工件(8)和标准小球(5)的碰撞；脱球位台架(31)为框架结构，固定在机座(34)上，脱球位台架(31)的中心轴线与脱球工位(4)的丝杠(18)轴线重合；脱球位台架(31)内部上端设有除球刷(30)，用于脱球工位(4)的工件(8)上下移动时，将工件(8)上的标准小球物理除球；脱球位台架(31)内部下端与收料斜板(32)的一端固定，收料斜板(32)的另一端位于伞状容器(7)内，用于将脱球工位(4)脱落的标准小球(5)收集到伞状容器(7)中；相机阵装置固定在机座(34)上，其中心轴线与测量工位(3)的丝杠(18)轴线重合；相机阵装置包括相机台架(36)、后俯视相机(37)、前俯视相机(38)、第一主视相机(39)、第二主视相机(40)、前仰视相机(41)、后仰视相机(42)、测试工位台架(43)和第三主视相机(46)；测试工位台架(43)为圆形结构，相机台架(36)为V字形结构，V字形的内角为100～150°；两根相机台架(36)下端沿测试工位台架(43)直径对称垂直固定；两根相机台架(36)上端分别固定有后俯视相机(37)和前俯视相机(38)，保证后俯视相机(37)和前俯视相机(38)能对准工件(8)；测试工位台架(43)上对称固定有前仰视相机(41)和后仰视相机(42)，且两台相机位于相机台架(36)内侧，保证前仰视相机(41)和后仰视相机(42)能对准工件(8)；三根相机台架(36)下端以测试工位台架(43)圆心为中心平均固定，三根相机台架(36)内侧同一高度处分别固定有第一主视相机(39)、第二主视相机(40)和第三主视相机(46)，保证三台相机对准工件(8)。