CN106895782A - 一种3d曲面玻璃的快速测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其提供一种通用的、最大可测折弯90°的、多功能的3D曲面玻璃测量装置，以适应3D曲面玻璃大批量生产的、快速轮廓测量需求。其包括底座，所述底座上布置有治具，所述治具用于定位待检测的3D曲面玻璃，所述治具支承于Y轴导轨，所述治具外接有Y轴驱动装置，所述底座上还设置有一龙门架，所述龙门架的X轴、Z轴的综合输出端固装有回转工作台的安装座，所述回转工作台的B轴输出端连接非接触位移传感器的基座，所述非接触位移传感器的感应端位于所述基座的外端布置，所述感应端相对于所述B轴进行回转动作，所述治具的上方还设置有镜头、相机，所述镜头、相机支承于所述支架。

Description

一种3D曲面玻璃的快速测量装置

技术领域

本发明涉及玻璃测量的技术领域，具体为一种3D曲面玻璃的快速测量装置。

背景技术

3D曲面玻璃是当前智能手机的发展趋势，市场需求量日益升高。曲面轮廓、玻璃厚度、平面度是曲面玻璃的重要精度指标，在生产制程中需求重点管控。对曲面玻璃的测量，当前主要装置是使用三坐标测量机，其测量效率低，只能用于抽检，不满足曲面玻璃大批量生产的全检需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其提供一种通用的、最大可测折弯90°的、多功能的3D曲面玻璃测量装置，以适应3D曲面玻璃大批量生产的、快速轮廓测量需求。

一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：其包括底座，所述底座上布置有治具，所述治具用于定位待检测的3D曲面玻璃，所述治具支承于Y轴导轨，所述治具外接有Y轴驱动装置，所述底座上还设置有一龙门架，所述龙门架的X轴、Z轴的综合输出端固装有回转工作台的安装座，所述回转工作台的B轴输出端连接非接触位移传感器的基座，所述非接触位移传感器的感应端位于所述基座的外端布置，所述感应端相对于所述B轴进行回转动作，所述治具的上方还设置有镜头、相机，所述镜头、相机支承于所述支架，X轴、Y轴、Z轴为互相垂直的三个运动轴，B轴平行于所述Y轴布置、为回转轴。

其进一步特征在于：

非接触位移传感器包括但不限于光谱共焦传感器、三角激光测距传感器、激光飞行时间测距传感器中的任意一种；

所述Y轴导轨垂直于所述龙门架的水平横梁布置，所述水平横梁的长度方向上设置有X轴导轨，Z轴底板嵌装于所述X轴导轨，所述水平横梁上固装有所述X轴伺服电机，所述X轴伺服电机的输出端连接有X轴丝杆，所述X轴丝杆螺纹连接Z轴丝杆螺母，所述Z轴丝杆螺母固装于所述Z轴底板，所述Z轴底板上设置有Z轴伺服电机，所述Z轴伺服电机的输出端连接Z轴丝杆，所述Z轴丝杆螺纹连接Z轴滑台内的Z轴丝杆螺母，所述Z轴滑台的一侧嵌装于Z轴导轨，所述Z轴导轨固装于所述Z轴底板的长度方向，所述Z轴滑台即为所述X轴、Z轴的综合输出端；

所述支架包括支承板，所述支承板上固装有相机安装台，所述相机安装台上布置有所述镜头、相机；

优选地，所述支承板的一侧固装于所述Z轴滑台的下端对应侧，所述支承板的前端面固装有所述相机安装台，所述相机安装台上安装有所述相机，所述相机的镜头朝向治具布置，所述相机和非接触位移传感器之间互不干涉；

优选地，所述支承板平行于所述水平横梁布置，所述水平支承板的两端固装于所述水平横梁的前端面，所述支承板的上端面固装有所述相机安装台，所述镜头、相机自下而上固装于所述相机安装台，所述相机安装台、支承板对应于镜头的位置开有避让孔，确保镜头无遮挡朝向治具进行拍照；

所述Y轴驱动装置包括Y轴伺服电机、Y轴丝杆，所述Y轴伺服电机固装于所述底座，所述Y轴伺服电机的输出端固装有所述Y轴丝杆，所述Y轴丝杆螺纹连接Y轴丝杆螺母，所述Y轴丝杆螺母固装于所述治具的下部安装台，所述治具固装于所述下部安装台，所述下部安装台的两侧分别嵌装于上凸的Y轴导轨；

X轴、Y轴、Z轴的驱动方向上分别设置有对应的X轴拖链、Y轴拖链、Z轴拖链，方便布线。

采用本发明的结构后，利用非接触式非接触位移传感器进行测量、利用影像定位系统进行被测件的定位，非接触位移传感器的驱动系统包括XYZ三个正交轴和一个回转轴B轴，其使得测量效率高，适用于3D曲面玻璃的大批量生产过程中的全检，其提供一种通用的、最大可测折弯90°的、多功能的3D曲面玻璃测量装置，以适应3D曲面玻璃大批量生产的、快速轮廓测量需求。

附图说明

图1为本发明具体实施例一的立体图结构示意图；

图2为本发明具体实施例二的立体图结构示意图(省略底座的下部支腿)；

图中序号所对应的名称如下：

底座1、治具2、3D曲面玻璃3、Y轴导轨4、龙门架5、回转工作台6、安装座6-1、B轴6-2、非接触位移传感器7、基座7-1、感应端7-2、镜头8、相机9、支架10、水平横梁12、X轴导轨13、Z轴底板14、X轴伺服电机15、X轴丝杆16、Z轴伺服电机17、Z轴丝杆18、Z轴滑台19、Z轴导轨20、支承板21、相机安装台22、Y轴伺服电机23、Y轴丝杆24、下部安装台25、X轴拖链26、Y轴拖链27、Z轴拖链28。

具体实施方式

一种3D曲面玻璃的快速测量装置，见图1：其包括底座1，底座1上布置有治具2，治具2用于定位待检测的3D曲面玻璃3，治具2支承于Y轴导轨4，治具2外接有Y轴驱动装置，底座1上还设置有一龙门架5，龙门架5的X轴、Z轴的综合输出端固装有回转工作台6的安装座6-1，回转工作台6的B轴6-2的输出端连接非接触位移传感器7的基座7-1，非接触位移传感器7的感应端7-2位于基座7-1的外端布置，感应端7-2相对于B轴6-2进行回转动作，治具2的上方还设置有镜头8、相机9，镜头8、相机9支承于支架10，X轴、Y轴、Z轴为互相垂直的三个运动轴，B轴平行于Y轴布置、为回转轴。

非接触位移传感器7包括但不限于光谱共焦传感器、三角激光测距传感器、激光飞行时间测距传感器中的任意一种；

Y轴导轨4垂直于龙门架5的水平横梁12布置，水平横梁12的长度方向上设置有X轴导轨13，Z轴底板14嵌装于X轴导轨13，水平横梁12上固装有X轴伺服电机15，X轴伺服电机15的输出端连接有X轴丝杆16，X轴丝杆16螺纹连接Z轴丝杆螺母，Z轴丝杆螺母固装于Z轴底板14，Z轴底板14上设置有Z轴伺服电机17，Z轴伺服电机17的输出端连接Z轴丝杆18，Z轴丝杆18螺纹连接Z轴滑台19内的Z轴丝杆螺母，Z轴滑台19的内侧嵌装于Z轴导轨20，Z轴导轨20固装于Z轴底板14的长度方向，Z轴滑台19即为X轴、Z轴的综合输出端；

Y轴驱动装置包括Y轴伺服电机23、Y轴丝杆24，Y轴伺服电机23固装于底座1，Y轴伺服电机23的输出端固装有Y轴丝杆24，Y轴丝杆24螺纹连接Y轴丝杆螺母，Y轴丝杆螺母固装于治具2的下部安装台25，治具2固装于下部安装台25，下部安装台25的两侧分别嵌装于上凸的Y轴导轨4；

X轴、Y轴、Z轴的驱动方向上分别设置有对应的X轴拖链26、Y轴拖链27、Z轴拖链28，方便布线；

支架10包括支承板21，支承板21上固装有相机安装台22，相机安装台22上布置有镜头8、相机9；

具体实施例一、见图1：支承板21的一侧固装于Z轴滑台19的下端对应侧，支承板21的前端面固装有相机安装台22，相机安装台22上安装有相机9，相机9的镜头8朝向治具2布置，相机9和非接触位移传感器7之间互不干涉。

具体实施例二、见图2：支承板21平行于水平横梁12布置，支承板21的两端固装于水平横梁12的前端面，支承板21的上端面固装有相机安装台22，镜头8、相机9自下而上固装于相机安装台22，相机安装台22、支承板21对应于镜头8的位置开有避让孔，确保镜头8无遮挡朝向治具2进行拍照。

其工作原理如下：预先在测量软件中导入设计模型，进而根据模型设计出合理的测量路径，之后将待测玻璃放置于对应的治具上定位，通过治具上方的影像定位系统(相机+镜头)拍照获取待测玻璃在XY方向上的位置和姿态，用于进行XY方向上的定位，影像定位系统可集成于X轴上布置或Z轴上布置，只要能够拍照获取待测玻璃在XY方向上的位置和姿态即可，之后通过非接触位移传感器对被测件的Z向进行初始定位，非接触位移传感器安装于可相对于B轴绕转的回转工作台，其中B轴为平行于Y轴布置的回转轴，按照设计的测量路径通过非接触位移传感器对被测件的整个表面进行扫描，将扫描获得的参数和标准参数进行比对，输出测量结果；

为准确获知被测3D曲面玻璃在测量坐标系中的位置与姿态，辅以影像定位系统，影像定位系统与测量系统通过融合标定建立相对坐标关系；

非接触位移传感器相对于待测玻璃的测量路径和姿态由3D曲面玻璃的设计模型生成；

治具沿着Y轴单一方向水平向移动时，其中B轴为平行于Y轴布置的回转轴，治具进行Y轴向动作，非接触位移传感器进行Z轴、X轴直线动作和B轴的转动动作，其使得在X、Y、Z、B四轴驱动下，实现对3D曲面玻璃的外轮廓扫描测量，其测量效率高，适用于3D曲面玻璃的大批量生产过程中的全检；

影像定位系统包括镜头、相机、支架，影像定位系统通过捕获治具上3D曲面玻璃被测件的图像，判断被测件的实际位置，指引非接触位移传感器对3D曲面玻璃的轮廓进行全面测量。

其有益效果如下：

1.使用非接触位移传感器进行非接触测量，由于没有接触力，不会引起被测件的变形，测量精度更高；

2.使用非接触位移传感器对3D曲面玻璃进行连续扫描测量，比三坐标测量机效率更高；

3.利用影像定位被测件的位置和姿态，比三坐标测量机或单纯使用位移传感器进行定位，效率更高；

4.适用于两面弯、四面弯手机玻璃，弯曲程度可达90°，通用性好。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：其包括底座，所述底座上布置有治具，所述治具用于定位待检测的3D曲面玻璃，所述治具支承于Y轴导轨，所述治具外接有Y轴驱动装置，所述底座上还设置有一龙门架，所述龙门架的X轴、Z轴的综合输出端固装有回转工作台的安装座，所述回转工作台的B轴输出端连接非接触位移传感器的基座，所述非接触位移传感器的感应端位于所述基座的外端布置，所述感应端相对于所述B轴进行回转动作，所述治具的上方还设置有镜头、相机，所述镜头、相机支承于所述支架，X轴、Y轴、Z轴为互相垂直的三个运动轴，B轴平行于所述Y轴布置、为回转轴。

2.如权利要求1所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：非接触位移传感器包括但不限于光谱共焦传感器、三角激光测距传感器、激光飞行时间测距传感器中的任意一种。

3.如权利要求1所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：所述Y轴导轨垂直于所述龙门架的水平横梁布置，所述水平横梁的长度方向上设置有X轴导轨，Z轴底板嵌装于所述X轴导轨，所述水平横梁上固装有所述X轴伺服电机，所述X轴伺服电机的输出端连接有X轴丝杆，所述X轴丝杆螺纹连接Z轴丝杆螺母，所述Z轴丝杆螺母固装于所述Z轴底板，所述Z轴底板上设置有Z轴伺服电机，所述Z轴伺服电机的输出端连接Z轴丝杆，所述Z轴丝杆螺纹连接Z轴滑台内的Z轴丝杆螺母，所述Z轴滑台的一侧嵌装于Z轴导轨，所述Z轴导轨固装于所述Z轴底板的长度方向，所述Z轴滑台即为所述X轴、Z轴的综合输出端。

4.如权利要求1所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：所述支架包括支承板，所述支承板上固装有相机安装台，所述相机安装台上布置有所述镜头、相机。

5.如权利要求4所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：所述支承板的一侧固装于所述Z轴滑台的下端对应侧，所述支承板的前端面固装有所述相机安装台，所述相机安装台上安装有所述相机，所述相机的镜头朝向治具布置，所述相机和非接触位移传感器之间互不干涉。

6.如权利要求4所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：所述支承板平行于所述水平横梁布置，所述水平支承板的两端固装于所述水平横梁的前端面，所述支承板的上端面固装有所述相机安装台，所述镜头、相机自下而上固装于所述相机安装台，所述相机安装台、支承板对应于镜头的位置开有避让孔。

7.如权利要求1所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：所述Y轴驱动装置包括Y轴伺服电机、Y轴丝杆，所述Y轴伺服电机固装于所述底座，所述Y轴伺服电机的输出端固装有所述Y轴丝杆，所述Y轴丝杆螺纹连接Y轴丝杆螺母，所述Y轴丝杆螺母固装于所述治具的下部安装台，所述治具固装于所述下部安装台，所述下部安装台的两侧分别嵌装于上凸的Y轴导轨。

8.如权利要求1所述的一种3D曲面玻璃的快速测量装置，其特征在于：X轴、Y轴、Z轴的驱动方向上分别设置有对应的X轴拖链、Y轴拖链、Z轴拖链。