激光三維掃描檢測儀制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種激光三維掃描檢測儀，包括3D掃描系統(tǒng)，所述3D掃描系統(tǒng)通過線纜連接多軸機(jī)器人、機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是：本產(chǎn)品為汽車測量及工業(yè)測量提供了快速、精確、靈活的解決方案；內(nèi)部采用特制的多芯線纜，避免了機(jī)器人的外部走線，在六軸機(jī)器人內(nèi)部使用中空齒輪軸，使多芯內(nèi)置線可以不受機(jī)器人運(yùn)動的干擾。

Laser 3D scanning detector

The invention discloses a laser three-dimensional scanning detector, which comprises a 3D scanning system, and the 3D scanning system is connected with a multi axis robot, a robot control system and a software processing system through a cable. The invention has the advantages that the products for the automotive and industrial measurement measurement provides a solution fast, accurate and flexible; the internal use of multi-core cable special robot, avoid external wiring, inside the six axis robot using hollow gear shaft, the built-in multi core line can not interfere with the robot's motion.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
激光三維掃描檢測儀
本專利技術(shù)涉及一種檢測儀，屬于工業(yè)測量

技術(shù)介紹
現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了品質(zhì)檢測方式的多樣性及先進(jìn)性。國內(nèi)的量具量儀與國外相比還有比較大的差距，國內(nèi)制造企業(yè)大多使用國外的檢測儀器，國內(nèi)產(chǎn)品仍不能滿足企業(yè)高精準(zhǔn)的要求。中國現(xiàn)已成為世界第一大汽車生產(chǎn)國，但在技術(shù)上與歐美發(fā)達(dá)汽車生產(chǎn)國還是有很大的差距，其中，白車身及組件的檢測就是非常具有代表性的一方面。白車身和組件，由于形狀復(fù)雜(基本都是復(fù)雜三維曲面)、體積龐大、精度要求高，對檢測提出了很高的要求。而常規(guī)檢測方法無法對其復(fù)雜的三維曲面進(jìn)行充分和有效的測量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種快速、精確、靈活的激光三維掃描檢測儀。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：激光三維掃描檢測儀，包括3D掃描系統(tǒng)，所述3D掃描系統(tǒng)通過線纜連接多軸機(jī)器人、機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。所述3D掃描系統(tǒng)包括3D激光傳感器，工業(yè)相機(jī)分別裝在3D激光傳感器兩側(cè)并處于同一高度，工業(yè)相機(jī)的鏡頭前端安裝有環(huán)形光源，環(huán)形光源與工業(yè)相機(jī)的鏡頭同心，3D激光傳感器和工業(yè)相機(jī)通過視覺處理器經(jīng)以太網(wǎng)連接機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。所述工業(yè)相機(jī)通過輔件安裝在3D激光傳感器兩側(cè)的L型治具的長邊上，環(huán)形光源安裝在工業(yè)相機(jī)的鏡頭前端的L型治具短邊上，L型治具用螺栓固定在背板兩側(cè)，所述背板安裝在工具法蘭上。所述線纜包括通過多芯線插頭相互連接的外置線纜和內(nèi)置線纜，外置線纜為雙層逆向螺旋彈簧線纜，雙層逆向螺旋彈簧線纜位于3D掃描系統(tǒng)外底部，雙層逆向螺旋彈簧線纜的內(nèi)部線纜通過線纜固定頭連接3D激光傳感器和工業(yè)相機(jī)，內(nèi)置線纜位于多軸機(jī)器人內(nèi)部。所述內(nèi)置線纜與電機(jī)線穿過位于多軸機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)的中空齒輪的中心通孔，連接至機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)，所述中空齒輪嚙合小齒輪，電機(jī)連接小齒輪和電機(jī)線，電機(jī)固定安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動部件上。所述雙層逆向螺旋彈簧線纜包括采用記憶金屬材質(zhì)制作的外部彈簧，內(nèi)部線纜位于外部彈簧內(nèi)，所述外部彈簧的纏繞方向與內(nèi)部線纜的纏繞方向互為逆向，且外部彈簧的螺距小于內(nèi)部線纜的螺距，外部彈,的纏繞緊密度大于內(nèi)部線纜的纏繞緊密度，外部彈簧的繞徑為彈簧絲直徑的10-15倍。所述多軸機(jī)器人為六軸機(jī)器人，六軸機(jī)器人第一軸底面法蘭為安裝工作面，置頂或置地安裝。所述3D掃描系統(tǒng)通過工具法蘭與六軸機(jī)器人的第六軸前端法蘭相接。所述機(jī)器人控制系統(tǒng)包括機(jī)器人控制箱和與機(jī)器人控制箱電連接的示教器，所述軟件處理系統(tǒng)包括依次連接的工作站電腦和打印機(jī)，工作站電腦中裝有三維掃描檢測軟件。本專利技術(shù)的有益效果是：基于激光掃描測量技術(shù)和視覺檢測技術(shù)，由六軸機(jī)器人帶動掃描頭對待檢工件進(jìn)行快速掃描以獲得工件的形狀尺寸信息，在軟件中構(gòu)建3D數(shù)模并按塑性成型原理進(jìn)行數(shù)模優(yōu)化，并將構(gòu)建的數(shù)模與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模進(jìn)行對比，從而獲得產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)信息并進(jìn)行評價(jià)；本產(chǎn)品為汽車測量及工業(yè)測量提供了快速、精確、靈活的解決方案。內(nèi)部采用特制的多芯線纜，避免了機(jī)器人的外部走線，在六軸機(jī)器人內(nèi)部使用中空齒輪軸，使多芯內(nèi)置線可以不受機(jī)器人運(yùn)動的干擾。同時(shí)，在該激光三維掃描檢測儀中，采用記憶金屬設(shè)計(jì)了環(huán)形伸縮金屬電纜，突破傳統(tǒng)方式，讓復(fù)雜的電纜線徹底隱藏起來。附圖說明本專利技術(shù)共有附圖10幅。圖1為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本專利技術(shù)的內(nèi)部走線圖；圖3為本專利技術(shù)的3D掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本專利技術(shù)的內(nèi)部放大圖；圖5為圖4的A-A面剖視圖；圖6為雙層逆向螺旋彈簧線纜局部放大圖；圖7為本專利技術(shù)的原理圖；圖8為多芯線插頭的結(jié)構(gòu)圖；圖9為圖8的側(cè)視圖；圖10為外置線纜端部結(jié)構(gòu)圖。圖中附圖標(biāo)記如下：1、3D掃描系統(tǒng)，1.1、3D激光傳感器，1.2、工業(yè)相機(jī)，1.3、環(huán)形光源，1.4、輔件，1.5、L型治具，1.6、背板，1.7、線纜固定頭，2、工具法蘭，3、多軸機(jī)器人，4、雙層逆向螺旋彈簧線纜，4.1、外部彈簧，4.2、內(nèi)部線纜，4.3、插孔，4.4、母插頭，4.5、線纜固定頭，5、內(nèi)置線纜，6、電機(jī)線，7、多芯線插頭，7.1、插針，8、中空齒輪，8.1、中心通孔，9、電機(jī)，10、小齒輪。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖1-10對本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明：激光三維掃描檢測儀，包括3D掃描系統(tǒng)1，所述3D掃描系統(tǒng)1通過線纜連接多軸機(jī)器人3、機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。所述3D掃描系統(tǒng)1包括3D激光傳感器1.1，工業(yè)相機(jī)1.2分別裝在3D激光傳感器1.1兩側(cè)并處于同一高度，工業(yè)相機(jī)1.2的鏡頭前端安裝有環(huán)形光源1.3，環(huán)形光源1.3與工業(yè)相機(jī)1.2的鏡頭同心，3D激光傳感器1.1和工業(yè)相機(jī)1.2通過視覺處理器經(jīng)以太網(wǎng)連接機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。所述工業(yè)相機(jī)1.2通過輔件1.4安裝在3D激光傳感器1.1兩側(cè)的L型治具1.5的長邊上，環(huán)形光源1.3安裝在工業(yè)相機(jī)1.2的鏡頭前端的L型治具1.5短邊上，L型治具1.5用螺栓固定在背板1.6兩側(cè)，所述背板1.6安裝在工具法蘭2上。所述線纜包括通過多芯線插頭7相互連接的外置線纜和內(nèi)置線纜5，外置線纜為雙層逆向螺旋彈簧線纜4，雙層逆向螺旋彈簧線纜4的外部彈簧4.1位于3D掃描系統(tǒng)1外底部和多軸機(jī)器人3的第4軸前端之間，雙層逆向螺旋彈簧線纜4的內(nèi)部線纜通過線纜固定頭1.7連接3D激光傳感器1.1和工業(yè)相機(jī)1.2，內(nèi)置線纜5位于多軸機(jī)器人3內(nèi)部。所述內(nèi)置線纜5與電機(jī)線6穿過位于多軸機(jī)器人3關(guān)節(jié)內(nèi)的中空齒輪8的中心通孔8.1，連接至機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)，所述中空齒輪8嚙合小齒輪10，電機(jī)9連接小齒輪10和電機(jī)線6。所述雙層逆向螺旋彈簧線纜4包括采用記憶金屬材質(zhì)制作的外部彈簧4.1，內(nèi)部線纜4.2位于外部彈簧4.1內(nèi)，所述外部彈簧4.1的纏繞方向與內(nèi)部線纜4.2的纏繞方向互為逆向，且外部彈簧4.1的螺距小于內(nèi)部線纜4.2的螺距，外部彈,4.1的纏繞緊密度大于內(nèi)部線纜4.2的纏繞緊密度，外部彈簧4.1的繞徑為彈簧絲直徑的10-15倍。內(nèi)部線纜4.2端部設(shè)有與多芯線插頭7的插針7.1相配合的插孔4.3，插孔4.3外依次設(shè)有母插頭4.4和線纜固定頭4.5。所述多軸機(jī)器人3為六軸機(jī)器人，六軸機(jī)器人第一軸底面法蘭為安裝工作面，置頂或置地安裝。所述3D掃描系統(tǒng)1通過工具法蘭2與六軸機(jī)器人的第六軸前端法蘭相接。所述機(jī)器人控制系統(tǒng)包括機(jī)器人控制箱和與機(jī)器人控制箱電連接的示教器，所述軟件處理系統(tǒng)包括依次連接的工作站電腦和打印機(jī)，工作站電腦中裝有三維掃描檢測軟件。根據(jù)需要，可采用多軸機(jī)器人3、機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)結(jié)合的方式進(jìn)行三維掃描檢測。3D激光傳感器可以對待檢工件進(jìn)行快速掃描以獲得工件的形狀尺寸信息，在軟件中構(gòu)建3D數(shù)模后與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模進(jìn)行對比，從而獲得產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)信息并對此進(jìn)行評價(jià)。該傳感器還可以以3D模式執(zhí)行檢測和測量，用于檢測高度、傾斜、間隙與面差、孔深、平面安裝、體積和橫截面等。工業(yè)相機(jī)可以快速定位及校準(zhǔn)，提供六軸機(jī)器人引導(dǎo)3D激光傳感器進(jìn)行檢測時(shí)準(zhǔn)確的檢測位置信息。同時(shí)，在進(jìn)行局部特征檢測時(shí)，例如定位孔、邊緣檢測、齒輪軸的裝配檢查等，使用工業(yè)相機(jī)更快捷方便。激光三維掃描檢測儀包括3D掃描系統(tǒng)1、機(jī)器人控制系統(tǒng)及軟件處理系統(tǒng)。該激光三維掃描檢測儀基于激光掃描測量技術(shù)和視覺檢測技術(shù)，由六軸機(jī)器人帶動掃描頭對待本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
激光三維掃描檢測儀，其特征在于，包括3D掃描系統(tǒng)(1)，所述3D掃描系統(tǒng)(1)通過線纜連接多軸機(jī)器人(3)、機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.激光三維掃描檢測儀，其特征在于，包括3D掃描系統(tǒng)(1)，所述3D掃描系統(tǒng)(1)通過線纜連接多軸機(jī)器人(3)、機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光三維掃描檢測儀，其特征在于，所述3D掃描系統(tǒng)(1)包括3D激光傳感器(1.1)，工業(yè)相機(jī)(1.2)分別裝在3D激光傳感器(1.1)兩側(cè)并處于同一高度，工業(yè)相機(jī)(1.2)的鏡頭前端安裝有環(huán)形光源(1.3)，環(huán)形光源(1.3)與工業(yè)相機(jī)(1.2)的鏡頭同心，3D激光傳感器(1.1)和工業(yè)相機(jī)(1.2)通過視覺處理器經(jīng)以太網(wǎng)連接機(jī)器人控制系統(tǒng)和軟件處理系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光三維掃描檢測儀，其特征在于，所述工業(yè)相機(jī)(1.2)通過輔件(1.4)安裝在3D激光傳感器(1.1)兩側(cè)的L型治具(1.5)的長邊上，環(huán)形光源(1.3)安裝在工業(yè)相機(jī)(1.2)的鏡頭前端的L型治具(1.5)短邊上，L型治具(1.5)用螺栓固定在背板(1.6)兩側(cè)，所述背板(1.6)安裝在工具法蘭(2)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光三維掃描檢測儀，其特征在于，所述線纜包括通過多芯線插頭(7)相互連接的外置線纜和內(nèi)置線纜(5)，外置線纜為雙層逆向螺旋彈簧線纜(4)，雙層逆向螺旋彈簧線纜(4)位于3D掃描系統(tǒng)(1)外底部，雙層逆向螺旋彈簧線纜(4)通過線纜固定頭(1.7)連接3D激光傳感器(1.1)和工業(yè)相機(jī)(1.2)，內(nèi)置線纜(5)位于多軸機(jī)器人(3)內(nèi)部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光三維掃描檢測儀，其特征在于，所述內(nèi)置線纜(5)與電機(jī)線(6)穿過位于多軸機(jī)器人(3)關(guān)節(jié)內(nèi)的中空齒輪(8)的中心通孔(8.1)，連...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王健，王玉梅，徐琳琳，陳洪生，張普磊，陳川，
申請(專利權(quán))人：大連國檢計(jì)量有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21