一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置制造方法

一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置制造方法
【專利摘要】一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置，包括測量平臺，所述的測量平臺包括調整墊腳、平臺、工控機和固定橫梁；所述的工控機設在調整墊腳上；所述的平臺設在工控機上；所述的固定橫梁設在平臺上；安裝座，所述的安裝座設在固定橫梁上；Z軸，所述的Z軸及Z軸動板安裝在安裝座的上橫條上；Y軸，所述的Y軸及Y軸動板安裝在平臺上；X軸，所述的X軸固定在固定橫梁上、與Y軸運動方向相互垂直；上測頭，所述的上測頭安裝在Z軸動板上；下測頭，所述的下測頭通過安裝座固定在安裝座的下橫條上；薄板承載臺，所述的薄板承載臺固定在Y軸動板上。本實用新型進一步提高了測量精度和測量效率，為薄板平面度、厚度等精密測量提供了優化解決方案。
【專利說明】一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測量設備領域，具體涉及一種具有復合測量功能的自動薄板測量
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]在表面貼裝技術(SMT)、精密薄板制造等領域，大量制造或使用精密薄板。如表面貼裝行業使用的網板基材，材料種類涉及不銹鋼、鎳、鎳合金等，厚度一般在Imm內，且在其加工工藝過程中，需要經過電鑄、電鍍、拋光、蝕刻、激光切割等工序，中間產生的半成品及最終的成品，均需要進行厚度均勻性的測量，以確保最終的產品符合客戶要求；精密薄板制造方面，如大型鋼廠為表面貼裝行業提供的各種不銹鋼等提供的板材，以及銅箔、鎳片等精密薄板的制造，這類板材均有共同特點，材料薄(一般在2mm厚度以內)、對厚度均勻性及平面度有嚴格要求，否則會影響其后端以此為基材的各類產品的品質要求。隨著市場對精密薄板性能提出越來越高的要求，這些基礎材料平面度、厚度等重要形狀特征的質量控制越來越嚴格，以確保最終成品的性能和可靠性。
[0003]盡管精密薄板肉眼觀察均是光滑的平整表面，但在顯微鏡下，其表面均呈現不同程度的鋸齒狀特征，這是由其表面微觀結構所決定，傳統對薄板的厚度和平面度進行測量的方式一般采用非接觸式的光學測量方法來實現，平面度測量時僅需要使用一個激光位移傳感器，而厚度測量有采用一個或兩個激光位移傳感器的實現方式，這取決于客戶提出的具體需求，采取非接觸的光學測量方式對薄板進行平面度或厚度的測量，在測量過程中，激光位移傳感器不會直接與薄板表面接觸，而是通過激光位移傳感器發出一束光，打在材料表面，以與入射光束呈一定角度反射，被激光位移傳感器信號接收窗口接收，再根據因材料表面凸凹不平，則會直接反·映到接收窗口，并通過內部標尺，實時測量所反饋光束因材料表面高低不平所產生的位移變化量，通過機器視覺和圖像處理技術，即可計算出這個變化量的具體數值，最終由測量軟件計算出薄板厚度或平面度，這種測量方式可在測量過程中不導致薄板表面損傷，但由于薄板表面均存在不同程度的鋸齒狀微觀結構，這種微觀結構尺寸一般在IOum甚至更小范圍內，其所產生的反光效應，足以對激光光束反射角度造成較大影響，直接導致測量精度下降，且不同材料間反光效應影響不同，而即使是同一種材料的同一批產品，所測量的結果也不盡相同，導致重復測量精度不高，另外，由于機器視覺和圖像處理技術發展到今天，最小分辨率還只能到亞微米級，使得最終精密薄材的測量精度難有突破，而高端電子產品市場對產品性能越來越高，從而對用于電路基材的各類薄板也提出了更高的質量要求，因此，傳統針對薄板平面度、厚度的測量方法難以滿足市場提出越來越高的測量需求。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種僅需測量前和測量后由測量員上料和下料、測量過程中無需人工干預的自動薄板測量裝置。[0005]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案，一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置，包括測量平臺，所述的測量平臺包括調整墊腳、平臺、工控機和固定橫梁；所述的工控機設在調整墊腳上；所述的平臺設在工控機上；所述的固定橫梁設在平臺上；安裝座，所述的安裝座設在固定橫梁上'I軸，所述的Z軸及Z軸動板安裝在安裝座的上橫條上；Y軸，所述的Y軸及Y軸動板安裝在平臺上，設于Z軸的正下方、垂直安裝于Z軸；X軸，所述的X軸固定在固定橫梁上、與Y軸運動方向相互垂直；上測頭，所述的上測頭安裝在Z軸動板上；下測頭，所述的下測頭通過安裝座固定在安裝座的下橫條上；薄板承載臺，所述的薄板承載臺固定在Y軸動板上，薄板的夾持位置處于上、下測頭之間。
[0006]作為優選，所述的測頭包括探針、彈性裝置、方形空氣導軌、空氣導軌進氣座、激光位移傳感器、頂板、光柵尺、空氣導軌導芯供氣接頭、測頭安裝座、測頭安裝底板和底板，所述的方形空氣導軌安裝在測頭安裝底板上，探針連接方形空氣導軌導芯的下端、貫穿底板，導芯下端與底板之間設有彈性裝置，空氣導軌進氣座設在方形空氣導軌的上方，激光位移傳感器設在空氣導軌進氣座的上方，與傳感器相連接的數據線貫穿頂板，光柵尺設置在激光位移傳感器的左側，空氣導軌導芯供氣接頭設在空氣導軌進氣座的左側、連接進氣座，測頭安裝座設在測頭安裝底板的左側。
[0007] 作為優選，所述的光柵尺平行安裝于激光位移傳感器。
[0008]作為優選，所述的彈性裝置為精密彈簧。
[0009]作為優選，所述方形空氣導軌的導芯內部為空芯結構，頂部連接方形導軌進氣座。
[0010]作為優選，所述的方形導軌進氣座側面連接方形空氣導軌供氣接頭。
[0011]作為優選，所述的薄板承載臺包括:裝置主體，所述的裝置主體包括型材架、型材架固定件和型材架角連接件；所述的型材架由若干根型材連接構成長方體；所述的型材架固定件用于固定型型材的位置；所述的型材架角連接件用于固定型材之間的角度；導軌，所述的導軌固定在前后方向的型材上；滑塊，所述的滑塊設有兩個，設在導軌上；壓塊，所述的壓塊固定在前后同向的各兩個滑塊上；氣缸，所述的氣缸通過壓塊底部的氣缸固定座安裝在壓塊上，氣缸在同一壓塊上前后各分布兩個；滑桿，所述的滑桿安裝在壓塊內表面；限位銷釘，所述的限位銷釘設在壓塊的上表面，限位銷釘分為前限位銷釘和后限位銷釘，分別設在壓塊的左部和右部；固定板，所述的固定板設在壓塊的兩端。
[0012]作為優選，所述的型材為鋁合金。
[0013]作為優選，所述氣缸固定座的上端和下端分別設有氣缸上進氣接頭和下進氣接頭。
[0014]作為優選，所述壓塊的右側設有限位塊。
[0015]本實用新型提出了一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置，不需要依賴機器視覺和圖像處理技術，測頭直接與薄板接觸，通過精密氣動技術精確控制與材料表面接觸的測量力，確保不損傷被測對象前提下，最大程度地提高了測量精度，同時，通過將薄板利用絲印方式或是拉壓方式有效夾持，并在薄板上、下各安裝一個精密測頭，采取花崗巖固定龍門結構布局和精密三自由度軸系的運動系統，實現對薄板平面度、厚度自動復合測量功能，僅需測量前和測量后由測量員上料和下料，測量過程中無需人工干預，進一步提高了測量精度和測量效率，為表面貼裝技術、精密薄板制造等領域的薄板平面度、厚度等精密測量提供了綜合優化解決方案。【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2為測頭的結構示意圖；
[0018]圖3為測頭的結構示意圖；
[0019]圖4為方形空氣導軌的結構示意圖；
[0020]圖5為薄板承載臺的結構示意圖。
[0021]圖中:1.測量員；2.鍵盤；3.鼠標；4.顯不器；5.Z軸；6.薄板承載臺；7.氣動豐旲塊安裝箱；8.安裝座；9.固定橫梁；10.X軸；11.平臺；12.Y軸；13.調整墊腳；14.控制器；15.工控機；16.停止按鈕；17.啟動按鈕；18.緊急停止按鈕；19.顯示器支架；20.下測頭安裝座；21.下測頭；22.上測頭；23.探針；24.精密彈簧；25.方形空氣導軌；26.空氣導軌進氣座；27.激光位移傳感器；28.頂板；29.光柵尺；30.空氣導軌導芯供氣接頭；31.測頭安裝座；32.測頭安裝底板；33.底板；34.空氣導軌供氣接頭；35.導芯；36、數據線；37.鋁合金型材架；38.型材架固定件；39-1.氣缸；39-2.氣缸固定座；40.氣缸下進氣接頭；41.氣缸上進氣接頭；42.導軌；43.限位塊；44.壓塊；45_1.前限位銷釘；45_2.后限位銷釘；46.滑桿；47.滑塊；48.固定板；49.型材架角連接件。
【具體實施方式】
[0022]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
·[0023]參見圖1至圖5所示，一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置，包括測量平臺，所述的測量平臺包括調整墊腳13、平臺11、工控機15和固定橫梁9 ;所述的工控機15設在調整墊腳13上；所述的平臺11設在工控機15上；所述的固定橫梁9設在平臺11上；安裝座8，所述的安裝座8設在固定橫梁9上；Z軸5，所述的Z軸5及Z軸動板安裝在安裝座8的上橫條上；￥軸12，所述的Y軸12及Y軸動板安裝在平臺11上，設于Z軸5的正下方、垂直安裝于Z軸5 ;X軸10，所述的X軸10固定在固定橫梁9上、與Y軸12運動方向相互垂直；上測頭22，所述的上測頭22安裝在Z軸動板上；下測頭21，所述的下測頭21通過安裝座8固定在安裝座8的下橫條上；薄板承載臺6,所述的薄板承載臺6固定在Y軸動板上，薄板的夾持位置處于上、下測頭之間。
[0024]所述的薄板承載臺6包括鋁合金型材架37、型材架固定件38、氣缸固定座39_2、氣缸下進氣接頭40、氣缸上進氣接頭41、導軌42、限位塊43、壓塊44、前后限位銷釘、滑桿46、滑塊47、固定板48和型材架角連接件49，主體由鋁合金型材架37通過型材架固定件38和型材架角連接件49裝配而成，在前后方向的鋁合金型材上固定有導軌42，每根導軌42上有兩個滑塊47，在前后同向的各兩個滑塊47上分別固定一根壓塊44，壓塊44底部通過氣缸固定座39-2安裝有氣缸39-1，氣缸39-1在同一根壓塊44上前后各分布兩個，而壓塊44內表面安裝有滑桿46，當安裝有薄板的絲印框或拉壓鋁框放置到該滑桿46上時，滑桿46對其起到支撐作用，并順著滑桿46向后移動，直到碰到后定位銷釘45-2為止，放置到位置后，給前后氣缸供氣，通過氣缸39-1的向上運動將將薄板的絲印框或拉壓鋁框向上頂，直到其碰到壓塊44的下表面為止，通過這種方式可將薄板的絲印框或拉壓鋁框牢靠地固定在薄板承載臺上。
[0025]所述的測頭包括探針23、精密彈簧24、方形空氣導軌25、空氣導軌進氣座26、激光位移傳感器27、頂板28、光柵尺29、空氣導軌導芯供氣接頭30、測頭安裝座31、測頭安裝底板32和底板33，所述的方形空氣導軌25安裝在測頭安裝底板32上，所述方形空氣導軌25的導芯35內部為空芯結構，頂部連接方形導軌進氣座26，方形導軌進氣座26側面連接方形空氣導軌供氣接頭34，探針23連接方形空氣導軌導芯35的下端、貫穿底板33，導芯35下端與底板33之間設有精密彈簧24，空氣導軌進氣座26設在方形空氣導軌25的上方，激光位移傳感器27設在空氣導軌進氣座26的上方，與傳感器27相連接的數據線36貫穿頂板，光柵尺29平行安裝于激光位移傳感器27的左側，空氣導軌導芯供氣接頭30設在空氣導軌進氣座26的左側、連接進氣座26，測頭安裝座31設在測頭安裝底板32的左側。
[0026]當向方形空氣導軌25供氣時，則壓縮空氣會通過氣流孔傳遞到方形導軌25 “ 口 ”字形的各內導向面，這些導向面上分布有導氣槽，通過導氣槽將具有一定氣壓的壓縮空氣供應到導芯35與方形導軌25“口”字形的各內導向面之間，形成具有一定壓力的氣膜層，從而形成空氣導軌，導芯35僅能在方形導軌25中上下精確運動，導芯35內部為空芯結構，頂部連接著方形導軌進氣座26，該進氣座26側方安裝有供氣接頭34，頂部安裝有光柵尺29，通過與光柵尺29平行安裝的激光位移傳感器27來測定探針23隨工件表面形貌變化而導致導芯35上下垂直運動的位移量，從激光位移傳感器27讀到的位移量值通過數據線36實時傳輸到測量系統，并及時在測量軟件中顯示測量結果。
[0027]本實用新型提出了一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置，不需要依賴機器視覺和圖像處理技術，測頭直接與薄板接觸，通過精密氣動技術精確控制與材料表面接觸的測量力，確保不損傷被測對象前提下，最大程度地提高了測量精度，同時，通過將薄板利用絲印方式或是拉壓方式有效夾持，并在薄板上、下各安裝一個精密測頭，采取花崗巖固定龍門結構布局和精密三自由度軸系的運動系統，實現對薄板平面度、厚度自動復合測量功能，僅需測量前和測量后由測量員上料和下料，測量過程中無需人工干預，進一步提高了測量精度和測量效率，為表面貼裝技術、精密薄板制造等領域的薄板平面度、厚度等精密測量提供了綜合優化解決方案。
[0028]在本說明書的描述中，參考術語“ 一個實施例”、“ 一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0029]盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種具有復合測量功能的自動薄板測量裝置，其特征在于，包括: 測量平臺，所述的測量平臺包括調整墊腳、平臺、工控機和固定橫梁； 所述的工控機設在調整墊腳上； 所述的平臺設在工控機上； 所述的固定橫梁設在平臺上； 安裝座，所述的安裝座設在固定橫梁上； Z軸，所述的Z軸及Z軸動板安裝在安裝座的上橫條上； Y軸，所述的Y軸及Y軸動板安裝在平臺上，設于Z軸的正下方、垂直安裝于Z軸； X軸，所述的X軸固定在固定橫梁上、與Y軸運動方向相互垂直； 上測頭，所述的上測頭安裝在Z軸動板上； 下測頭，所述的下測頭通過安裝座固定在安裝座的下橫條上； 薄板承載臺，所述的薄板承載臺固定在Y軸動板上，薄板的夾持位置處于上、下測頭之間。
2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述的測頭包括探針、彈性裝置、方形空氣導軌、空氣導軌進氣座、激光位移傳感器、頂板、光柵尺、空氣導軌導芯供氣接頭、測頭安裝座、測頭安裝底板和底板，所述的方形空氣導軌安裝在測頭安裝底板上，探針連接方形空氣導軌導芯的下端`、貫穿底板，導芯下端與底板之間設有彈性裝置，空氣導軌進氣座設在方形空氣導軌的上方，激光位移傳感器設在空氣導軌進氣座的上方，與傳感器相連接的數據線貫穿頂板，光柵尺設置在激光位移傳感器的左側，空氣導軌導芯供氣接頭設在空氣導軌進氣座的左側、連接進氣座，測頭安裝座設在測頭安裝底板的左側。
3.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述的光柵尺平行安裝于激光位移傳感器。
4.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述的彈性裝置為精密彈簧。
5.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述方形空氣導軌的導芯內部為空芯結構，頂部連接方形導軌進氣座。
6.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述的方形導軌進氣座側面連接方形空氣導軌供氣接頭。
7.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述的薄板承載臺包括:裝置主體，所述的裝置主體包括型材架、型材架固定件和型材架角連接件；所述的型材架由若干根型材連接構成長方體；所述的型材架固定件用于固定型型材的位置；所述的型材架角連接件用于固定型材之間的角度；導軌，所述的導軌固定在前后方向的型材上；滑塊，所述的滑塊設有兩個，設在導軌上；壓塊，所述的壓塊固定在前后同向的各兩個滑塊上；氣缸，所述的氣缸通過壓塊底部的氣缸固定座安裝在壓塊上，氣缸在同一壓塊上前后各分布兩個；滑桿，所述的滑桿安裝在壓塊內表面；限位銷釘，所述的限位銷釘設在壓塊的上表面，限位銷釘分為前限位銷釘和后限位銷釘，分別設在壓塊的左部和右部；固定板，所述的固定板設在壓塊的兩端。
8.根據權利要求7所述的測量裝置，其特征在于，所述的型材為鋁合金。
9.根據權利要求7所述的測量裝置，其特征在于，所述氣缸固定座的上端和下端分別設有氣缸上進氣接頭和下進氣接頭。
10.根據權利要求7所 述的測量裝置，其特征在于，所述壓塊的右側設有限位塊。
【文檔編號】G01B11/06GK203405179SQ201320485950
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】夏發平 申請人:昆山允可精密工業技術有限公司