大工件平面度智能检测装置的制作方法

1.本发明主要涉及平面度检测技术领域，具体涉及大工件平面度智能检测装置。


背景技术：

2.平面度检测是工业制造中非常重要的一项质量控制工作，它用于检测制造件的平面度是否符合设计要求。现有技术中，如中国专利公告号为cn116399287a提供的一种液晶玻璃基板制程用碳化硅均温板平面度检测装置，上述申请通过第一检测盘和第二检测盘同时靠近碳化硅均温板，使第一检测杆同时对碳化硅均温板的上下表面进行平面度检测。
3.上述申请中采用机械检测方法进行检测，虽然能够同时检测两个表面的平面度，但是在测量大尺寸工件的平面度时，大尺寸工件的平面度测量范围通常比小尺寸工件更广，机械检测方法难以覆盖整个检测平面，采用三维相机测量要保证放置平面的水平度，现有技术中没有自动对放置平面的调水平装置，此外在对大尺寸工件各个表面的测量过程中，不仅需要翻转大尺寸工件，同时需要适当的支撑和固定，以保证工件表面处于平稳状态。


技术实现要素：

[0004] 1.发明要解决的技术问题本发明的提供了大工件平面度智能检测装置，用以解决上述背景技术中存在的技术问题。
[0005] 2.技术方案为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：大工件平面度智能检测装置，包括机架、设置在机架上的测试台和三维相机，所述三维相机设置在测试台的上方，其通过调节机构安装在机架上，所述调节机构用于调节所述三维相机的位置和高度，所述测试台上设置有工件夹具，其下方平行设置有调节座，所述测试台和调节座之间设置有用于保持测试台水平的调平机构和用于监测测试台水平度的传感器，所述调节座安装在升降机构上，所述升降机构用于调节所述测试台和调节座的高度，所述测试台的左右两侧设置有翻转夹具，所述翻转夹具用于旋转工件并对工件进行固定。
[0006]
优选的，所述工件夹具包括固定在测试台下端的真空泵，所述测试台上开设有若干个吸附口，所述真空泵通过真空管路和吸附口相连通。
[0007]
优选的，所述调平机构设置有四个，其分别位于调节座的四个角上，其包括固定在调节座上的微型电机，所述微型电机的电机轴上固定安装有第一调节齿轮，所述第一调节齿轮和第二调节齿轮啮合，所述第二调节齿轮固定在第一转轴上，所述第一转轴上还固定安装有第三调节齿轮，所述第三调节齿轮和第四调节齿轮啮合，所述第四调节齿轮固定在螺纹套筒上，所述螺纹套筒通过螺纹安装在螺纹杆上，所述螺纹杆的下端安装在调节座上，所述螺纹套筒的上端设置有安装盘，所述安装盘转动安装在测试台的底部。
[0008]
优选的，所述调节机构包括伸缩杆、横移轨道和两条平行设置的纵移轨道，所述伸
缩杆的下端与所述三维相机相连接，其上端固定在安装梁上，所述安装梁上转动安装有横移滚轮，所述横移滚轮转动设置在横移轨道内，所述横移轨道的两端上固定安装有滚轮安装块，所述滚轮安装块上转动安装有纵移滚轮，所述纵移滚轮转动安装在纵移轨道内，所述横移滚轮和所述纵移滚轮分别与驱动机构相连接。
[0009]
优选的，所述翻转夹具包括第一安装板，所述第一安装板上对称设置有两个第一安装座和两个第二安装座，两个所述第一安装座之间转动安装有第一液压缸，所述第一液压缸的输出端上转动安装有连接杆，所述连接杆的另一端与第二转轴相连接，所述第二转轴转动安装在两个所述第二安装座上，其一端伸出第二安装座且与第二安装板固定相连，所述第二安装板设置有真空吸盘，所述第一安装板安装在位置调节装置上。
[0010]
优选的，所述位置调节装置包括与所述第一安装板平行设置的第三安装板和第四安装板，所述第三安装板上平行设置有两个第一导轨，所述第四安装板上平行设置有两个第二导轨，所述第一导轨的长度方向竖直向下，所述第二导轨的长度方向与所述第一导轨的长度方向垂直，所述第一安装板通过第一滑块上下滑动安装在第一导轨上，所述第三安装板通过第一滑块左右滑动安装在第二导轨上。
[0011]
优选的，所述第三安装板上固定安装有第五安装板，所述机架上固定安装有第二液压缸和第三液压缸，所述第二液压缸的活塞杆滑动伸出第五安装板且与第一安装板固定相连，所述第四安装板上固定安装有第六安装板，所述第三液压缸的活塞杆滑动伸出第六安装板且与第三安装板固定相连。
[0012]
优选的，所述升降机构包括固定在机架上的安装架，所述安装架的上端固定有驱动电机，所述驱动电机通过传动机构与滚珠丝杠相连接，所述传动机构包括第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，所述第一同步带轮固定在驱动电机的电机轴上，所述第二同步带轮固定在滚珠丝杠的输入端上，所述第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带相连接，所述滚珠丝杠的输出端上固定安装有第三安装座，所述调节座固定安装在第三安装座上。
[0013]
优选的，所述安装架内沿竖直方向上固定设置有两个第三导轨，所述第三安装座通过第二滑块上下滑动安装在第三导轨上，所述升降机构还包括与第三安装座对称设置的第四安装座，所述机架上固定设置有与第三导轨平行设置的第四导轨，所述第四安装座固定在调节座下，其通过第三滑块滑动安装在第四导轨上，所述调节座的四个角上固定安装有直线轴承，所述机架上竖直固定设置有导向杆，所述直线轴承上下滑动安装在导向杆上。
[0014] 优选的，所述第一调节齿轮和第三调节齿轮的齿轮参数相同，所述第二调节齿轮和第四调节齿轮的齿轮参数相同，所述第一调节齿轮和第二调节齿轮的齿数比小于一。
[0015] 3.有益效果采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明将待测的大尺寸工件放置在测试台上，通过工件夹具能对大尺寸工件进行固定，通过三维相机来测量大尺寸工件的平面度，相对于机械检测方法提高了检测效率。在测量其它平面时，通过翻转夹具对大尺寸工件进行翻转，同时也能对大尺寸工件进行固定，与此同时，升降机构调节测试台和调节座的高度，无论在测量哪个平面时都能使大尺寸工件的底部放置在测试台上，适用于各种形状的大尺寸工件，便于使用。
[0016]
本发明将待测的大尺寸工件进行升降和翻转后，通过传感器检测测试台的水平度，然后通过调平机构自动调节测试台水平度，使测试台始终能够保持水平，保证了测量的
准确性。
[0017]
本发明在测量各个表面的平面度前，通过调节机构能调节三维相机的位置和高度，保证了三维相机能对大尺寸工件的各个表面进行测量，适用范围广。
附图说明
[0018]
图1为本发明一个角度的整体结构示意图；图2为本发明另一个角度的整体结构示意图；图3为本发明的a区放大示意图；图4为本发明的一个角度的翻转夹具结构示意图；图5为本发明的另一个角度的翻转夹具结构示意图；图6为本发明的调节机构结构示意图；图7为本发明的调平机构结构示意图；图8为本发明的升降机构结构示意图。
[0019]
附图标记1、机架；2、测试台；3、调节座；4、工件夹具；41、真空泵；42、吸附口；5、调平机构；51、微型电机；52、第一调节齿轮；53、第二调节齿轮；54、第一转轴；55、第三调节齿轮；56、第四调节齿轮；57、螺纹套筒；58、螺纹杆；59、安装盘；6、三维相机；7、调节机构；71、伸缩杆；72、安装梁；73、横移轨道；74、横移滚轮；75、滚轮安装块；76、纵移滚轮；77、纵移轨道；8、翻转夹具；801、第一安装板；802、第一安装座；803、第一液压缸；804、第二安装座；805、连接杆；806、第二转轴；807、第二安装板；808、第二液压缸；809、第三安装板；810、第一导轨；811、第四安装板；812、第一滑块；813、第二导轨；814、第三液压缸；815、第五安装板；816、第六安装板；9、升降机构；901、安装架；902、驱动电机；903、第一同步带轮；904、同步带；905、第二同步带轮；906、滚珠丝杠；907、第三安装座；908、第三导轨；909、第二滑块；910、第四安装座；911、第三滑块；912、第四导轨；913、导向杆；914、直线轴承。
具体实施方式
[0020]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0021]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“页”、“底”“内”、“外”、"顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0022]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设有”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0024]
需要说明的是，本发明未介绍的结构由于不涉及本发明的设计要点及改进方向，均与现有技术相同或者可采用现有技术加以实现在此不做赘述。
实施例
[0025]
参照附图1～8，大工件平面度智能检测装置，包括机架1和设置在机架1上的测试台2和三维相机6，三维相机6设置在测试台2的上方，其通过调节机构7安装在机架1上，调节机构7用于调节三维相机6的位置和高度，测试台2上设置有工件夹具4，其下方平行设置有调节座3，测试台2和调节座3之间设置有用于保持测试台2水平的调平机构5和用于监测测试台2水平度的传感器，调节座3安装在升降机构9上，升降机构9用于调节测试台2和调节座3的高度，测试台2的左右两侧设置有翻转夹具8，翻转夹具8用于旋转工件并对工件进行固定。
[0026]
工件夹具4包括固定在测试台2下端的真空泵41，测试台2上开设有若干个吸附口42，真空泵41通过真空管路和吸附口42相连通。
[0027]
调平机构5设置有四个，其分别位于调节座3的四个角上，其包括固定在调节座3上的微型电机51，微型电机51的电机轴上固定安装有第一调节齿轮52，第一调节齿轮52和第二调节齿轮53啮合，第二调节齿轮53固定在第一转轴54上，第一转轴54上还固定安装有第三调节齿轮55，第三调节齿轮55和第四调节齿轮56啮合，第四调节齿轮56固定在螺纹套筒57上，螺纹套筒57通过螺纹安装在螺纹杆58上，所述螺纹杆58的下端安装在调节座3上，螺纹套筒57的上端设置有安装盘59，安装盘59转动安装在测试台2的底部。
[0028]
第一调节齿轮52和第三调节齿轮55的齿轮参数相同，第二调节齿轮53和第四调节齿轮56的齿轮参数相同，第一调节齿轮52和第二调节齿轮53的齿数比小于一。本实施例中，第一调节齿轮52和第二调节齿轮53的齿数比为0.5。需要调水平时，启动微型电机51，第一调节齿轮52旋转带动第二调节齿轮53旋转，此时第一转轴54转动带动第三调节齿轮55旋转，从而带动第四调节齿轮56旋转，使螺纹套筒57在螺纹杆58上旋转，从而上下移动，由于第一调节齿轮52和第二调节齿轮53的齿数比为0.5，第三调节齿轮55和第四调节齿轮56的齿数比也为0.5，对微型电机51的电机轴转速进行减速，从而实现精密调节。
[0029]
调节机构7包括伸缩杆71、横移轨道73和两条平行设置的纵移轨道77，伸缩杆71的下端与三维相机6相连接，其上端固定在安装梁72上，安装梁72上转动安装有横移滚轮74，横移滚轮74转动设置在横移轨道73内，横移轨道73的两端上固定安装有滚轮安装块75，滚轮安装块75上转动安装有纵移滚轮76，纵移滚轮76转动安装在纵移轨道77内，横移滚轮74和纵移滚轮76分别与驱动机构相连接。
[0030]
翻转夹具8包括第一安装板801，第一安装板801上对称设置有两个第一安装座802和两个第二安装座804，两个第一安装座802之间转动安装有第一液压缸803，第一液压缸803的输出端上转动安装有连接杆805，连接杆805的另一端与第二转轴806相连接，第二转轴806转动安装在两个第二安装座804上，其一端伸出第二安装座804且与第二安装板807固
定相连，第二安装板807设置有真空吸盘，第一安装板801安装在位置调节装置上。
[0031]
位置调节装置包括与第一安装板801平行设置的第三安装板809和第四安装板811，第三安装板809上平行设置有两个第一导轨810，第四安装板811上平行设置有两个第二导轨813，第一导轨810的长度方向竖直向下，第二导轨813的长度方向与第一导轨810的长度方向垂直，第一安装板801通过第一滑块812上下滑动安装在第一导轨810上，第三安装板809通过第一滑块812左右滑动安装在第二导轨813上。通过第一导轨810、第二导轨813和第一滑块812的设置，对翻转夹具8的运行提供导向，确保翻转夹具8能沿竖直和水平方向的的路径上移动，防止其偏离预定路径。
[0032]
第三安装板809上固定安装有第五安装板815，机架1上固定安装有第二液压缸808和第三液压缸814，第二液压缸808的活塞杆滑动伸出第五安装板815且与第一安装板801固定相连，第四安装板811上固定安装有第六安装板816，第三液压缸814的活塞杆滑动伸出第六安装板816且与第三安装板809固定相连。
[0033]
升降机构9包括固定在机架1上的安装架901，安装架901的上端固定有驱动电机902，驱动电机902通过传动机构与滚珠丝杠906相连接，传动机构包括第一同步带轮903、同步带904和第二同步带轮905，第一同步带轮903固定在驱动电机902的电机轴上，第二同步带轮905固定在滚珠丝杠906的输入端上，第一同步带轮903和第二同步带轮905通过同步带904相连接，滚珠丝杠906的输出端上固定安装有第三安装座907，调节座3固定安装在第三安装座907上。
[0034]
安装架901内沿竖直方向上固定设置有两个第三导轨908，第三安装座907通过第二滑块909上下滑动安装在第三导轨908上，升降机构9还包括与第三安装座907对称设置的第四安装座910，机架1上固定设置有与第三导轨908平行设置的第四导轨912，第四安装座910固定在调节座3下，其通过第三滑块911滑动安装在第四导轨912上，调节座3的四个角上固定安装有直线轴承914，机架1上竖直固定设置有导向杆913，直线轴承914上下滑动安装在导向杆913上。通过第四安装座910、第四导轨912、第三滑块911、直线轴承914以及导向杆913的设置，确保升降机构9能沿竖直方向的的路径上移动，防止其偏离预定路径，同时提高了调节座3在升降过程中的稳定性。
[0035]
工作过程：将待测的大尺寸工件放置在测试台2上，通过工件夹具4的真空泵41以及吸附口42将大工件牢牢吸附在工作台上，能对大尺寸工件进行固定，再通过三维相机6来测量大尺寸工件的平面度。在测量其它平面时，启动第三液压缸814，分别推动两个第六安装板81靠近大尺寸工件，并通过第二安装板807上的真空吸盘对大工件进行吸附固定，然后启动升降机构9的驱动电机902，依次通过第一同步带轮903、同步带904和第二同步带轮905，带动滚珠丝杠906旋转，从而带动第三安装座907下降。然后启动第一液压缸803，第一液压缸803的活塞杆伸出，通过连接杆805带动第二转轴806旋转，即第二安装板807带动大工件翻转，翻转完成后，驱动电机902反转，带动第三安装座907上升，使得尺寸工件的底部放置在测试台2上。然后通过伸缩杆71调节三维相机6的高度，通过横移滚轮74在横移轨道73内移动，纵移滚轮76在纵移轨道77内移动来改变三维相机6的位置，避让大工件，寻找合适的测量位置。在测试台2的升降结束后或检测开始前，通过传感器检测测试台2的水平度，然后通过调平机构5自动调节测试台2水平度，使测试台2始终能够保持水平，保证了测量的准确性。
[0036]
以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.大工件平面度智能检测装置，其特征在于：包括机架（1）、设置在机架（1）上的测试台（2）和三维相机（6），所述三维相机（6）设置在测试台（2）的上方，其通过调节机构（7）安装在机架（1）上，所述调节机构（7）用于调节所述三维相机（6）的位置和高度，所述测试台（2）上设置有工件夹具（4），其下方平行设置有调节座（3），所述测试台（2）和调节座（3）之间设置有用于保持测试台（2）水平的调平机构（5）和用于监测测试台（2）水平度的传感器，所述调节座（3）安装在升降机构（9）上，所述升降机构（9）用于调节所述测试台（2）和调节座（3）的高度，所述测试台（2）的左右两侧设置有翻转夹具（8），所述翻转夹具（8）用于旋转工件并对工件进行固定。2.根据权利要求1所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述工件夹具（4）包括固定在测试台（2）下端的真空泵（41），所述测试台（2）上开设有若干个吸附口（42），所述真空泵（41）通过真空管路和吸附口（42）相连通。3.根据权利要求1所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述调平机构（5）设置有四个，其分别位于调节座（3）的四个角上，其包括固定在调节座（3）上的微型电机（51），所述微型电机（51）的电机轴上固定安装有第一调节齿轮（52），所述第一调节齿轮（52）和第二调节齿轮（53）啮合，所述第二调节齿轮（53）固定在第一转轴（54）上，所述第一转轴（54）上还固定安装有第三调节齿轮（55），所述第三调节齿轮（55）和第四调节齿轮（56）啮合，所述第四调节齿轮（56）固定在螺纹套筒（57）上，所述螺纹套筒（57）通过螺纹安装在螺纹杆（58）上，所述螺纹杆（58）的下端安装在调节座（3）上，所述螺纹套筒（57）的上端设置有安装盘（59），所述安装盘（59）转动安装在测试台（2）的底部。4.根据权利要求1所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述调节机构（7）包括伸缩杆（71）、横移轨道（73）和两条平行设置的纵移轨道（77），所述伸缩杆（71）的下端与所述三维相机（6）相连接，其上端固定在安装梁（72）上，所述安装梁（72）上转动安装有横移滚轮（74），所述横移滚轮（74）转动设置在横移轨道（73）内，所述横移轨道（73）的两端上固定安装有滚轮安装块（75），所述滚轮安装块（75）上转动安装有纵移滚轮（76），所述纵移滚轮（76）转动安装在纵移轨道（77）内，所述横移滚轮（74）和所述纵移滚轮（76）分别与驱动机构相连接。5.根据权利要求1所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述翻转夹具（8）包括第一安装板（801），所述第一安装板（801）上对称设置有两个第一安装座（802）和两个第二安装座（804），两个所述第一安装座（802）之间转动安装有第一液压缸（803），所述第一液压缸（803）的输出端上转动安装有连接杆（805），所述连接杆（805）的另一端与第二转轴（806）相连接，所述第二转轴（806）转动安装在两个所述第二安装座（804）上，其一端伸出第二安装座（804）且与第二安装板（807）固定相连，所述第二安装板（807）设置有真空吸盘，所述第一安装板（801）安装在位置调节装置上。6.根据权利要求5所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述位置调节装置包括与所述第一安装板（801）平行设置的第三安装板（809）和第四安装板（811），所述第三安装板（809）上平行设置有两个第一导轨（810），所述第四安装板（811）上平行设置有两个第二导轨（813），所述第一导轨（810）的长度方向竖直向下，所述第二导轨（813）的长度方向与所述第一导轨（810）的长度方向垂直，所述第一安装板（801）通过第一滑块（812）上下滑动安装在第一导轨（810）上，所述第三安装板（809）通过第一滑块（812）左右滑动安装在第
二导轨（813）上。7.根据权利要求6所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述第三安装板（809）上固定安装有第五安装板（815），所述机架（1）上固定安装有第二液压缸（808）和第三液压缸（814），所述第二液压缸（808）的活塞杆滑动伸出第五安装板（815）且与第一安装板（801）固定相连，所述第四安装板（811）上固定安装有第六安装板（816），所述第三液压缸（814）的活塞杆滑动伸出第六安装板（816）且与第三安装板（809）固定相连。8.根据权利要求1所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述升降机构（9）包括固定在机架（1）上的安装架（901），所述安装架（901）的上端固定有驱动电机（902），所述驱动电机（902）通过传动机构与滚珠丝杠（906）相连接，所述传动机构包括第一同步带轮（903）、同步带（904）和第二同步带轮（905），所述第一同步带轮（903）固定在驱动电机（902）的电机轴上，所述第二同步带轮（905）固定在滚珠丝杠（906）的输入端上，所述第一同步带轮（903）和第二同步带轮（905）通过同步带（904）相连接，所述滚珠丝杠（906）的输出端上固定安装有第三安装座（907），所述调节座（3）固定安装在第三安装座（907）上。9.根据权利要求8所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述安装架（901）内沿竖直方向上固定设置有两个第三导轨（908），所述第三安装座（907）通过第二滑块（909）上下滑动安装在第三导轨（908）上，所述升降机构（9）还包括与第三安装座（907）对称设置的第四安装座（910），所述机架（1）上固定设置有与第三导轨（908）平行设置的第四导轨（912），所述第四安装座（910）固定在调节座（3）下，其通过第三滑块（911）滑动安装在第四导轨（912）上，所述调节座（3）的四个角上固定安装有直线轴承（914），所述机架（1）上竖直固定设置有导向杆（913），所述直线轴承（914）上下滑动安装在导向杆（913）上。10.根据权利要求3所述的大工件平面度智能检测装置，其特征在于：所述第一调节齿轮（52）和第三调节齿轮（55）的齿轮参数相同，所述第二调节齿轮（53）和第四调节齿轮（56）的齿轮参数相同，所述第一调节齿轮（52）和第二调节齿轮（53）的齿数比小于一。

技术总结
本发明提供了大工件平面度智能检测装置，包括机架、测试台和三维相机，三维相机通过调节机构安装在机架上，测试台上设置有工件夹具，其下方平行设置有调节座，测试台和调节座之间设置有用于保持测试台水平的调平机构和用于监测测试台水平度的传感器，升降机构用于调节测试台和调节座的高度，测试台的左右两侧设置有翻转夹具。本发明通过调平机构自动调节测试台水平度，保证了测量的准确性，通过三维相机来测量大尺寸工件的平面度，通过翻转夹具对大尺寸工件进行翻转和固定，同时升降机构调节测试台和调节座的高度，无论在测量哪个平面时都能使大尺寸工件的底部放置在测试台上，适用于各种形状的大尺寸工件，便于使用。便于使用。便于使用。


技术研发人员：程必达
受保护的技术使用者：苏州大器精密机械有限公司
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/10/8