專利名稱：多功能三維測(cè)量機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精密儀器領(lǐng)域，特別涉及適用于逆工程領(lǐng)域的三維測(cè)量設(shè)備的功能集成和結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
逆工程技術(shù)是當(dāng)前用于產(chǎn)品開發(fā)和仿真加工的一種并行設(shè)計(jì)、開發(fā)手段；是集三維內(nèi)外輪廓測(cè)量、光固化技術(shù)、激光技術(shù)、粉末冶金、快速鑄造及快速模具制造等技術(shù)為一體(光機(jī)電一體化)的高新技術(shù)它能快速高精度地完成各種形狀產(chǎn)品的內(nèi)外輪廓測(cè)量，并通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理達(dá)到設(shè)計(jì)者的意圖。然后利用快速成型技術(shù)使數(shù)據(jù)成為看得見的實(shí)物模型，以便商家在市場(chǎng)中搶得先機(jī)，并取得經(jīng)濟(jì)利益。三維測(cè)量技術(shù)是逆工程技術(shù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，其作用主要體現(xiàn)在以下幾方面1.設(shè)計(jì)校驗(yàn)檢測(cè)零件的加工尺寸是否符合圖紙要求，目前對(duì)關(guān)鍵尺寸通常采用手工測(cè)量，對(duì)于精度要求高、形狀復(fù)雜的零件，正常測(cè)量困難、工作量大，采用逆工程技術(shù)可以對(duì)零件進(jìn)行整體測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CAD數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)分析。
2.逆向設(shè)計(jì)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的構(gòu)思，諸如家用電器和汽車等具有復(fù)雜曲面外形的覆蓋件的設(shè)計(jì)意圖，往往難于直接在計(jì)算機(jī)上或圖紙上表達(dá)，此時(shí)，可以首先做成理想外形的泥?；蚰绢^模，然后利用三維測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行快速測(cè)量，把模型的尺寸形狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維CAD數(shù)據(jù)。
3.仿真制造解剖和仿真制造國(guó)內(nèi)外先進(jìn)樣機(jī)或失去供貨渠道的關(guān)鍵零件時(shí)，由于它們的形狀復(fù)雜、精度很高，很難用人工精確測(cè)繪，尤其對(duì)于模型內(nèi)腔的復(fù)雜形面，更無(wú)法進(jìn)行測(cè)繪；可以首先采用逆工程技術(shù)對(duì)零件進(jìn)行精確測(cè)量，然后輸出快速成型文件格式或CNC加工代碼，即可仿制出該零件。
綜上所述，對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行三維自動(dòng)測(cè)量并提供與下游技術(shù)過(guò)程的接口是逆工程技術(shù)中極為關(guān)鍵的一步，使廠家得以在最短的周期內(nèi)，以最低的開發(fā)成本，快速向市場(chǎng)投放新產(chǎn)品。
目前國(guó)內(nèi)外常見的三維測(cè)量設(shè)備有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、工業(yè)CT、線掃描三維數(shù)字化測(cè)量?jī)x和層析三維數(shù)字化測(cè)量機(jī)，各自的優(yōu)缺點(diǎn)分述如下1.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)目前最常用的三維測(cè)量設(shè)備。采用接觸式或非接觸式測(cè)量，可以連續(xù)測(cè)量或逐點(diǎn)觸發(fā)測(cè)量，測(cè)量精度高；最大缺點(diǎn)是測(cè)量效率低，價(jià)格也較為昂貴。
2.工業(yè)CT非接觸式測(cè)量，測(cè)量效率高，但測(cè)量精度較低，價(jià)格昂貴，不能滿足高精度測(cè)量的需求。
3.線掃描三維數(shù)字化測(cè)量?jī)x采用線形激光光刀測(cè)量，可快速測(cè)量零件的外表面形狀，效率和精度均較高，缺點(diǎn)是無(wú)法測(cè)量?jī)?nèi)腔、深孔等激光照射不到的地方。
4.層析三維數(shù)字化測(cè)量機(jī)采用斷層掃描測(cè)量技術(shù)，能同時(shí)快速測(cè)量物體的內(nèi)腔和外形輪廓尺寸，效率和精度均可以達(dá)到較高水平，缺點(diǎn)是要破壞原始零件，對(duì)于只需測(cè)量外形的零件不適用。
從測(cè)量效率和精度兩方面考慮，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度優(yōu)勢(shì)突出，但效率最低；工業(yè)CT效率優(yōu)勢(shì)突出，但精度最低。由于這些設(shè)備都是單個(gè)獨(dú)立的；使用者只能選擇其中的一種設(shè)備使用，不能兼顧精度與效率。同時(shí)上述任意一個(gè)設(shè)備都不能實(shí)現(xiàn)全功能的性能，即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)外形和內(nèi)腔同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。雖然一個(gè)使用者可以同時(shí)購(gòu)買兩種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精度與效率的兼顧，但使用成本太高。
本發(fā)明的目的是，為解決上述問(wèn)題提供一種結(jié)合線掃描測(cè)量?jī)x和層析測(cè)量機(jī)，能夠兼顧效率與精度，并能實(shí)現(xiàn)全功能的多功能三維測(cè)量機(jī)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多功能三維測(cè)量機(jī)，包括層析測(cè)量機(jī)、控制裝置和線掃描測(cè)量頭，其中層析測(cè)量機(jī)包括臺(tái)架、工作臺(tái)、主軸頭和層析測(cè)頭，其中主軸頭設(shè)置盤狀銑刀夾；上述線掃描測(cè)量頭、主軸頭和層析測(cè)頭水平并排設(shè)置；主軸頭設(shè)置于中央，線掃描測(cè)量頭和層析測(cè)頭分列于主軸頭的兩側(cè)；線掃描測(cè)量頭的線掃描控制電纜和析測(cè)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(cè)設(shè)置壁板，線掃描測(cè)量頭和層析測(cè)頭固定安裝于該壁板。
上述線掃描測(cè)量頭用安裝支架固定于壁板；層析測(cè)頭用可調(diào)支架固定于壁板。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是，線掃描測(cè)量?jī)x和層析測(cè)量機(jī)具有一定的綜合優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)有技術(shù)水平和工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，這兩種測(cè)量方法可以實(shí)現(xiàn)效率和精度的最佳匹配。所以在現(xiàn)有層析測(cè)量機(jī)的基礎(chǔ)上增加線掃描測(cè)量頭，可以簡(jiǎn)單的將線掃描測(cè)量?jī)x和層析測(cè)量機(jī)的功能綜合在一臺(tái)設(shè)備里。這樣一臺(tái)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)兩種測(cè)量方式，能夠?qū)崿F(xiàn)外形和內(nèi)腔測(cè)量的合理結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全功能，并可以節(jié)約使用者的成本。將層析測(cè)量機(jī)的主軸頭設(shè)置于中央，將層析測(cè)頭和線掃描測(cè)量頭設(shè)置于主軸頭兩側(cè)，這種布置可以非常方便的使用層析測(cè)量和線掃描測(cè)量，不會(huì)出現(xiàn)互相妨礙的現(xiàn)象。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的立體圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例設(shè)置外罩后的立體圖；圖3是圖1主軸頭部分的立體圖；圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例控制柜的外觀圖。
如圖所示，一種多功能三維測(cè)量機(jī)，包括層析測(cè)量機(jī)、控制裝置9和線掃描測(cè)量頭8，其中層析測(cè)量機(jī)包括臺(tái)架4、工作臺(tái)3、主軸頭6和層析測(cè)頭5；線掃描測(cè)量頭8、主軸頭6和層析測(cè)頭5水平并排設(shè)置；主軸頭6設(shè)置于中央，線掃描測(cè)量頭8和層析測(cè)頭5分列于主軸頭的兩側(cè)；具體的結(jié)構(gòu)是將主軸頭6的背面分別向左右兩側(cè)設(shè)置壁板15，線掃描測(cè)量頭8用安裝支架21固定于壁板15；層析測(cè)頭5用可調(diào)支架16固定于壁板15。線掃描測(cè)量頭的線掃描控制電纜23和層析測(cè)頭的層析控制電纜24均連接控制裝置9的輸入。
權(quán)利要求
1.一種多功能三維測(cè)量機(jī)，包括層析測(cè)量機(jī)、控制裝置(9)和線掃描測(cè)量頭(8)，其中層析測(cè)量機(jī)包括臺(tái)架(4)、工作臺(tái)(3)、主軸頭(6)和層析測(cè)頭(5)，所述的主軸頭設(shè)置盤狀銑刀夾；其特征在于上述線掃描測(cè)量頭(8)、主軸頭(6)和層析測(cè)頭(5)水平并排設(shè)置；主軸頭(6)設(shè)置于中央，線掃描測(cè)量頭(8)和層析測(cè)頭(5)分列于主軸頭的兩側(cè)；線掃描測(cè)量頭的線掃描控制電纜(23)和層析測(cè)頭的層析控制電纜(24)均連接控制裝置(9)的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能三維測(cè)量機(jī)，其特征在于上述主軸頭(6)的背面分別向左右兩側(cè)設(shè)置壁板(15)，線掃描測(cè)量頭(8)和層析測(cè)頭(5)固定安裝于該壁板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能三維測(cè)量機(jī)，其特征在于上述線掃描測(cè)量頭(8)用安裝支架(21)固定于壁板(15)；層析測(cè)頭(5)用可調(diào)支架(16)固定于壁板(15)。
全文摘要
本發(fā)明是一種多功能三維測(cè)量機(jī),包括層析測(cè)量機(jī)、控制裝置和線掃描測(cè)量頭,線掃描測(cè)量頭、主軸頭和層析測(cè)頭水平并排設(shè)置;主軸頭設(shè)置于中央,線掃描測(cè)量頭和層析測(cè)頭分列于主軸頭的兩側(cè);線掃描測(cè)量頭的線掃描控制電纜和層析測(cè)頭的層析控制電纜均連接控制裝置的輸入。線掃描測(cè)量?jī)x和層析測(cè)量機(jī)具有一定的綜合優(yōu)勢(shì),在現(xiàn)有技術(shù)水平和工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合,這兩種測(cè)量方法可以實(shí)現(xiàn)效率和精度的最佳匹配。這樣一臺(tái)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)兩種測(cè)量方式,能夠?qū)崿F(xiàn)外形和內(nèi)腔測(cè)量的合理結(jié)合,實(shí)現(xiàn)全功能,并可以節(jié)約使用者的成本。
文檔編號(hào)G01B11/00GK1261658SQ0011088
公開日2000年8月2日 申請(qǐng)日期2000年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月2日
發(fā)明者于慶燕, 李志鋒, 魯顯洋 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)公司, 青島海信集團(tuán)技術(shù)中心