專利名稱：雙鏡頭測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)，具體涉及雙鏡頭測量系統(tǒng)。
背景技術：
刀具是數(shù)控機床用來加工精密零件的工具，因此，只有刀具自身精度達到了要求，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越高的情況下，對所采用的刀具自身精度同樣提出更高要求。今年 來，我國精密測量儀器制造業(yè)雖然取得了一定發(fā)展，但是還存在許多問題。測量技術和儀器之間存在著一定差距。相關的應用于刀具形狀公差、位置公差、直徑的測量技術，大多由人工采用機械或是電子游標卡尺進行抽檢測量，這種人工測量方法的效率較低。目前還有一些二維刀具測量儀，以天津天門精機公司生產的對刀儀為例，它由傳感器系統(tǒng)、機械系統(tǒng)組成。傳感器包括一個C⑶相機、直線光柵尺；機械系統(tǒng)包括兩個線運動、一個回轉運動，都是手動調節(jié)。測量時，將刀具安裝在主軸上，通過人眼觀察投影屏或者CXD呈現(xiàn)的刀具圖像，手動調節(jié)使刀具處于最佳測量位置，光柵尺記錄下二維位置坐標U，y)，通過軟件分析、計算得到測量結果。它只能測量二線平面幾何參數(shù)，由于機械系統(tǒng)、傳感器和測量軟件功能的限制，測量功能和精度十分有限，僅能滿足加工中心上的刀具應用，無法滿足刀具設計、制造行業(yè)的需求。而現(xiàn)有的測量刀具的儀器，如我國的專利號為“201210337472.7”的“刀具自動檢測系統(tǒng)”這種刀具檢測系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了對刀具的三維測量，但是這種對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、軸向和徑向跳動等，還是無法檢測準確數(shù)據，對于刀具設計，刀具制造行業(yè)仍然無法滿足需求。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種雙鏡頭測量系統(tǒng)。為了解決背景技術所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術方案:包括底座、機架、工作臺移動機構、測量機構、立式鏡頭、臥式鏡頭、相機、圖像處理單元、線纜、顯示器和測量夾具；所述工作臺移動機構設于底座上，所述測量夾具設于工作臺移動機構上，所述測量機構設于工作臺移動機構上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭均位于機架上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭上均設有焦距變倍調節(jié)器，所述垂直光源設于立式鏡頭上；所述水平光源設于臥式鏡頭上；所述背光光源設于工作臺移動機構上；所述臥式鏡頭上方設有可以使臥式鏡頭沿立式鏡頭軸心旋轉的角度旋轉裝置；所述臥式鏡頭上還設有角度顯示器；所述立式鏡頭、臥式鏡頭通過相機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有光源調節(jié)器。進一步的，所述工作臺移動機構包括X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌；所述X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌上分別設有X軸調節(jié)器、Y軸調節(jié)器和Z軸調節(jié)器。
進一步的，所述測量機構包括測頭、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軸直線導軌、Y軸直線導軌和機架上。進一步的，所述工作臺移動機構上還設有可旋轉夾具。可旋轉夾具帶有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。進一步的，所述X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌重復定位精度小于
0.002mm。本發(fā)明的優(yōu)點是臥式鏡頭可以繞立式鏡頭旋轉，從2個方向定位工件，實現(xiàn)準確找正；工作臺移動機構配合立式鏡頭和臥式鏡頭可以實現(xiàn)五個軸的測量；本發(fā)明配置高精密同軸可旋轉夾具，對工件一次裝夾，避免了多次裝夾造成的重復定位誤差，極大的提高了測量精度與效率；本發(fā)明放大率高達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時的質量穩(wěn)定性和一致性。


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圖1是本發(fā)明結構示意圖。在圖中:1_機架；2_工作臺移動機構；3_立式鏡頭；4_臥式鏡頭；5-線纜；51_相機；6_顯示器；7_測量夾具；17_可旋轉夾具；21_底座；8-X軸調節(jié)器；9-Y軸調節(jié)器；10_Ζ軸調節(jié)器；11_圖像處理單元；16_光源調節(jié)器；31_焦距變倍調節(jié)器；41_焦距變倍調節(jié)器；42-角度旋轉裝置；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。
具體實施方式
: 參看圖1，本發(fā)明采用以下技術方案:包括底座21、機架1、工作臺移動機構2、測量機構、立式鏡頭3、臥式鏡頭4、相機51、圖像處理單元11、線纜5、顯示器6和測量夾具7 ;所述工作臺移動機構2設于底座21上，所述測量夾具7設于工作臺移動機構2上，所述立式鏡頭3、臥式鏡頭4均位于機架I上，所述立式鏡頭3、臥式鏡頭4上均設有焦距變倍調節(jié)器(31，41 )，所述垂直光源13設于立式鏡頭3上；所述水平光源14設于臥式鏡頭4上；所述背光光源15設于工作臺移動機構2上；所述臥式鏡頭4上方設有可以使臥式鏡頭4沿立式鏡頭3軸心旋轉的角度旋轉裝置42 ;所述臥式鏡頭4上還設有角度顯示器；所述立式鏡頭3、臥式鏡頭4通過相機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與電源之間設有光源調節(jié)器16。本發(fā)明的鏡頭可提供高達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，使得測量更加準確，可以測量直徑0.5_甚至更小的刀具。本發(fā)明的工作臺移動機構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可以將刀具真實圖像與此工件的CAD圖紙進行比較，并能測量差值，圖像處理單元11還具有仿形功能，即根據測量數(shù)據生成CAD圖紙；對于工件測量領域，雙鏡頭測量系統(tǒng)為最先進的測量儀器，使用者將更容易獲得最佳的測量結果。進一步的，所述工作臺移動機構2包括X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌；所述X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌上分別設有X軸調節(jié)器8、Υ軸調節(jié)器9和Z軸調節(jié)器10。
進一步的，所述測量機構包括測頭、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軸直線導軌、Y軸直線導軌和機架I上。進一步的，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HEIDENHAIN精密光柵尺，分辨率為0.00025mm。進一步的，所述工作臺移動機構2上還設有可旋轉夾具17，所述可旋轉夾具17為高精密同軸可旋轉夾具17，其同軸度誤差為0.001_，這樣可以對工件一次裝夾就完成測量；避免了多次裝夾造成的重復定位誤差，極大的提高了測量精度與效率，而且極具人性化?？尚D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。進一步的，所述臥式鏡頭4可繞立式鏡頭3旋轉，旋轉范圍為-30度 90度，實現(xiàn)了一次裝夾后完成測量三個維度的功能。與高精密同軸可旋轉夾具17配合完成從垂直、水平、前后、刀具旋轉和水平鏡頭水平旋轉，共5軸方向定位和測量工作。進一步的，所述X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌重復定位精度小于
0.002mm。本發(fā)明的可直接測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，軸向和徑向跳動等，不需計算即可得到需要的數(shù)據。傳統(tǒng)的高速鋼刀具、螺紋刀具的前角、后角都是由機床保證的，沒有有效的測量手段，因此刀具制造精度很不穩(wěn)定。利用該原理儀器可以快速、準確的測量出刀具(如整體硬質合金銑刀)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)控刀具大批量生產情況下的質量穩(wěn)定性和一致性。最后應當說明的是，以上內容僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的普通技術人員對本發(fā)明的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術方案的實質 和范圍。
權利要求
1.雙鏡頭測量系統(tǒng)，其特征在于，包括底座、機架、工作臺移動機構、測量機構、立式鏡頭、臥式鏡頭、圖像處理單元、相機、線纜、顯示器和測量夾具；所述工作臺移動機構設于底座上，所述測量夾具設于工作臺移動機構上，所述測量機構設于工作臺移動機構上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭均位于機架上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭上均設有光源以及焦距變倍調節(jié)器，所述垂直光源設于立式鏡頭上，所述水平光源設于臥式鏡頭上，所述背光光源設于工作臺移動機構上，所述臥式鏡頭上方設有可以使臥式鏡頭沿立式鏡頭軸心旋轉的角度旋轉裝置，所述臥式鏡頭上還設有角度顯示器，所述立式鏡頭、臥式鏡頭通過相機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有光源調節(jié)器。
2.根據權利要求1所述的雙鏡頭測量系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺移動機構包括X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌；所述X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸直線導軌上分別設有X軸調節(jié)器、Y軸調節(jié)器和Z軸調節(jié)器。
3.根據權利要求1所述的雙鏡頭測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量機構包括測頭、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軸直線導軌、Y軸直線導軌和機架上。
4.根據權利要求1所述的雙鏡頭測量系統(tǒng)，其特征在于，所述工作臺移動機構上還設有可旋轉夾具，可旋轉夾具帶有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.根據權利要求2所述的雙鏡頭測量系統(tǒng)，其特征在于，所述X軸直線導軌、Y軸直線導軌和Z軸 直線導軌重復定位精度小于0.002mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)，具體涉及雙鏡頭測量系統(tǒng)。包括底座、機架、工作臺移動機構、測量機構、立式鏡頭、臥式鏡頭、圖像處理單元、線纜、顯示器和測量夾具；所述工作臺移動機構設于機架底部，所述測量夾具設于工作臺移動機構上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭均位于機架上，所述立式鏡頭、臥式鏡頭上均設有焦距變倍調節(jié)器，所述臥式鏡頭上方設有可以使臥式鏡頭沿立式鏡頭軸心旋轉的角度旋轉裝置，所述臥式鏡頭上還設有角度顯示器，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，從2個方向定位工件，實現(xiàn)準確找正，放大率高，定位誤差低，可直接測量工件幾何參數(shù)。
文檔編號G01B11/00GK103217128SQ20131013991
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權日2013年4月22日
發(fā)明者鐘興輝, 王林博 申請人:鐘興輝, 王林博