多功能三維測量機的製作方法

2023-05-20 14:27:01

專利名稱：多功能三維測量機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於精密儀器領域，特別涉及適用於逆工程領域的三維測量設備的功能集成和結構改進。
逆工程技術是當前用於產品開發和仿真加工的一種並行設計、開發手段；是集三維內外輪廓測量、光固化技術、雷射技術、粉末冶金、快速鑄造及快速模具製造等技術為一體(光機電一體化)的高新技術它能快速高精度地完成各種形狀產品的內外輪廓測量，並通過系統數據處理達到設計者的意圖。然後利用快速成型技術使數據成為看得見的實物模型，以便商家在市場中搶得先機，並取得經濟利益。三維測量技術是逆工程技術系統中的關鍵技術，其作用主要體現在以下幾方面1.設計校驗檢測零件的加工尺寸是否符合圖紙要求，目前對關鍵尺寸通常採用手工測量，對於精度要求高、形狀複雜的零件，正常測量困難、工作量大，採用逆工程技術可以對零件進行整體測量，將測量數據轉換成CAD數據，在計算機內對測量數據和設計數據進行校驗分析。
2.逆向設計在實際的設計工作中，設計師對所設計產品的構思，諸如家用電器和汽車等具有複雜曲面外形的覆蓋件的設計意圖，往往難於直接在計算機上或圖紙上表達，此時，可以首先做成理想外形的泥模或木頭模，然後利用三維測量系統進行快速測量，把模型的尺寸形狀數據轉化為三維CAD數據。
3.仿真製造解剖和仿真製造國內外先進樣機或失去供貨渠道的關鍵零件時，由於它們的形狀複雜、精度很高，很難用人工精確測繪，尤其對於模型內腔的複雜形面，更無法進行測繪；可以首先採用逆工程技術對零件進行精確測量，然後輸出快速成型文件格式或CNC加工代碼，即可仿製出該零件。
綜上所述，對產品模型進行三維自動測量並提供與下遊技術過程的接口是逆工程技術中極為關鍵的一步，使廠家得以在最短的周期內，以最低的開發成本，快速向市場投放新產品。
目前國內外常見的三維測量設備有三坐標測量機、工業CT、線掃描三維數位化測量儀和層析三維數位化測量機，各自的優缺點分述如下1.三坐標測量機目前最常用的三維測量設備。採用接觸式或非接觸式測量，可以連續測量或逐點觸發測量，測量精度高；最大缺點是測量效率低，價格也較為昂貴。
2.工業CT非接觸式測量，測量效率高，但測量精度較低，價格昂貴，不能滿足高精度測量的需求。
3.線掃描三維數位化測量儀採用線形雷射光刀測量，可快速測量零件的外表面形狀，效率和精度均較高，缺點是無法測量內腔、深孔等雷射照射不到的地方。
4.層析三維數位化測量機採用斷層掃描測量技術，能同時快速測量物體的內腔和外形輪廓尺寸，效率和精度均可以達到較高水平，缺點是要破壞原始零件，對於只需測量外形的零件不適用。
從測量效率和精度兩方面考慮，三坐標測量機精度優勢突出，但效率最低；工業CT效率優勢突出，但精度最低。由於這些設備都是單個獨立的；使用者只能選擇其中的一種設備使用，不能兼顧精度與效率。同時上述任意一個設備都不能實現全功能的性能，即不能實現對外形和內腔同時進行測量。雖然一個使用者可以同時購買兩種設備，實現精度與效率的兼顧，但使用成本太高。
本實用新型的目的是，為解決上述問題提供一種結合線掃描測量儀和層析測量機，能夠兼顧效率與精度，並能實現全功能的多功能三維測量機。
為達到上述目的，本實用新型是這樣實現的一種多功能三維測量機，包括層析測量機、控制裝置和線掃描測量頭，其中層析測量機包括臺架、工作檯、主軸頭和層析測頭，其中主軸頭設置盤狀銑刀夾；上述線掃描測量頭、主軸頭和層析測頭水平並排設置；主軸頭設置於中央，線掃描測量頭和層析測頭分列於主軸頭的兩側；線掃描測量頭的線掃描控制電纜和析測頭的層析控制電纜均連接控制裝置的輸入。
上述主軸頭的背面分別向左右兩側設置壁板，線掃描測量頭和層析測頭固定安裝於該壁板。
上述線掃描測量頭用安裝支架固定於壁板；層析測頭用可調支架固定於壁板。
本實用新型的優點和積極效果是，線掃描測量儀和層析測量機具有一定的綜合優勢，在現有技術水平和工業應用場合，這兩種測量方法可以實現效率和精度的最佳匹配。所以在現有層析測量機的基礎上增加線掃描測量頭，可以簡單的將線掃描測量儀和層析測量機的功能綜合在一臺設備裡。這樣一臺設備可以實現兩種測量方式，能夠實現外形和內腔測量的合理結合，實現全功能，並可以節約使用者的成本。將層析測量機的主軸頭設置於中央，將層析測頭和線掃描測量頭設置於主軸頭兩側，這種布置可以非常方便的使用層析測量和線掃描測量，不會出現互相妨礙的現象。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型一個實施例的立體圖；圖2是本實用新型一個實施例設置外罩後的立體圖；圖3是圖1主軸頭部分的立體圖；圖4是本實用新型一個實施例控制櫃的外觀圖。
如圖所示，一種多功能三維測量機，包括層析測量機、控制裝置9和線掃描測量頭8，其中層析測量機包括臺架4、工作檯3、主軸頭6和層析測頭5；線掃描測量頭8、主軸頭6和層析測頭5水平並排設置；主軸頭6設置於中央，線掃描測量頭8和層析測頭5分列於主軸頭的兩側；具體的結構是將主軸頭6的背面分別向左右兩側設置壁板15，線掃描測量頭8用安裝支架21固定於壁板15；層析測頭5用可調支架16固定於壁板15。線掃描測量頭的線掃描控制電纜23和層析測頭的層析控制電纜24均連接控制裝置9的輸入。
權利要求1.一種多功能三維測量機，包括層析測量機、控制裝置(9)和線掃描測量頭(8)，其中層析測量機包括臺架(4)、工作檯(3)、主軸頭(6)和層析測頭(5)，所述的主軸頭設置盤狀銑刀夾；其特徵在於上述線掃描測量頭(8)、主軸頭(6)和層析測頭(5)水平並排設置；主軸頭(6)設置於中央，線掃描測量頭(8)和層析測頭(5)分列於主軸頭的兩側；線掃描測量頭的線掃描控制電纜(23)和層析測頭的層析控制電纜(24)均連接控制裝置(9)的輸入。
2.根據權利要求1所述的多功能三維測量機，其特徵在於上述主軸頭(6)的背面分別向左右兩側設置壁板(15)，線掃描測量頭(8)和層析測頭(5)固定安裝於該壁板。
3.根據權利要求1或2所述的多功能三維測量機，其特徵在於上述線掃描測量頭(8)用安裝支架(21)固定於壁板(15)；層析測頭(5)用可調支架(16)固定於壁板(15)。
專利摘要本實用新型是一種多功能三維測量機,包括層析測量機、控制裝置和線掃描測量頭,線掃描測量頭、主軸頭和層析測頭水平並排設置;主軸頭設置於中央,線掃描測量頭和層析測頭分列於主軸頭的兩側;線掃描測量頭的線掃描控制電纜和層析測頭的層析控制電纜均連接控制裝置的輸入。線掃描測量儀和層析測量機具有一定的綜合優勢,在現有技術水平和工業應用場合,這兩種測量方法可以實現效率和精度的最佳匹配。這樣一臺設備可以實現兩種測量方式,能夠實現外形和內腔測量的合理結合,實現全功能,並可以節約使用者的成本。
文檔編號G01N21/95GK2410638SQ0021347
公開日2000年12月13日 申請日期2000年2月2日 優先權日2000年2月2日
發明者於慶燕, 李志鋒, 魯顯洋 申請人:海信集團公司, 青島海信集團技術中心