具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种非接触式测量设备，该非接触式测量设备利用传感器的光学特性来测量待测量工件的各项参数，利用升降组件与DD马达对传感器姿态进行调节以增加传感器测量范围；利用传动调节机构对待测量工件的水平姿态进行调节，代替人工对待测量工件进行姿态调节，提高测量效率和测量精度；该非接触式测量设备利用主控板统一控制升降组件、DD马达和传动调节机构，提高传感器测量角度与待测量工件的匹配精度，进一步提高测量设备的测量精度。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的非接触式测量设备。

具体的，如图1至图13所示，本发明提供的一种非接触式测量设备包括非接触式测量设备本体100，非接触式测量设备本体100包括主控板（图中未显示）、基台30、位置获取机构80、传感器机构20、升降组件40和传送调节机构60；其中，

如图1所示，基台30包括竖直基座与水平基座320，竖直基座与水平基座320固定连接，竖直基座包括第一竖直基座311与第二竖直基座312，传感器机构20位于第一竖直基座311与第二竖直基座312之间，且传感器机构20跟随升降组件40可相对于竖直基座进行升降运动。基台30还包括箱式基台330与支撑支架340，箱式基台330与支撑支架340固定连接，箱式基台330内用于安装电控装置，主控板优选安装于箱式基台330内。位置获取机构80固定安装于支撑支架340上，且位置获取机构80位于传送调节机构60的上方。

主控板优选为PLC控制系统，该主控板用于整个测量设备的调控。主控板接收位置获取机构80反馈的坐标信息，主控板根据该坐标信息以及其他指令信息进行数据处理后发送指令给升降组件40、第一驱动组件220即DD马达和传送调节机构60，以调节传感器姿态与待测量工件1姿态，并使得传感器姿态与待测量工件姿态相匹配。

位置获取机构80与主控板电性连接，位置获取机构80固定安装于支撑支架340上，位置获取机构80位于待测量工件1的上方，在测量之前，位置获取机构80获取待测量工件1的当前坐标并将其发送给主控板。位置获取机构80包括相机，在测量之前通过相机对传送调节机构60上的待测量工件1进行拍照，并将拍好的照片发送给主控板。

升降组件40与主控板电性连接，升降组件40接收主控板的指令沿竖直基座方向进行往复运动。在本发明一实施例中，如图6和图8所示，升降组件40包括第一滑轨420、第一滑块410和第二驱动组件，第一滑轨420与第二驱动组件固定安装于竖直基座上，第一滑块410与第一滑轨420滑动连接，第二驱动组件与主控板电性连接；第二驱动组件接收主控板的指令驱动第一滑块410沿第一滑轨420方向作往复运动。第二驱动组件优选为直线电机，相比于传统的丝杆模组，直线电机的精度更高，当然并不仅限定为直线电机。测量设备本体100优选包括两个升降组件40，两个升降组件40分别安装于第一竖直基座311与第二竖直基座312上，通过双驱动同时驱动传感器机构20与同轴组件10在竖直方向上做往复运动，以兼容不同待测量工件，不仅提高该测量设备本体100的兼容性而且增加该测量设备的测量范围。

传感器机构20与主控板电性连接，传感器机构20跟随升降组件40做往复运动；传感器机构20包括传感器组件与第一驱动组件220，第一驱动组件220安装于传感器组件的一侧，第一驱动组件220与升降组件40固定连接；第一驱动组件220接收主控板发送的指令，并驱动传感器组件绕其中心轴线做旋转运动。第一驱动组件220优选为DD马达，当然并不仅限定为DD马达。通过DD马达驱动传感器组件进行旋转运动，以使得传感器对待测量工件进行多角度测量，满足不同的测量需求。

传送调节机构60与主控板电性连接，传送调节机构60位于传感器机构20的下方，传送调节机构60固定安装于水平基座320上，待测量工件1置于传送调节机构60上；传送调节机构60接收主控板的指令，调节待测量工件1在水平方向上的姿态，以使得传感器组件对待测量工件1的多个测量位置进行测量。

在本发明一实施例中，如图2和图3所示，传送调节机构60包括第一传送组件610、第二传送组件620和旋转调节组件630；其中，

第一传送组件610包括第一传送基台611、第二滑轨612、第四驱动组件和第二滑块613，第一传送基台611固定安装于水平基座320上，第二滑轨612与第四驱动组件固定安装于第一传送基台611上，第二滑轨612与第二滑块613滑动连接，待测量工件1在第四驱动组件的驱动力下跟随第二滑块613沿第二滑轨612方向做往复运动。第四驱动组件优选为直线电机，当然并不仅限为直线电机。第一传送组件610用于将待测量工件1传送至目标位置，待测量工件在第四驱动组件的驱动力下沿如图4所示的坐标系中的X轴方向做往复运动。

第二传送组件620包括第二传送基台621、第三滑轨622、第五驱动组件和第三滑块623，第二传送基台621与第二滑块613固定连接，第五驱动组件与第三滑轨622固定安装于第二传送基台621上，第三滑块623与第三滑轨622滑动连接，待测量工件1在第五驱动组件的驱动力下跟随第三滑块623沿第三滑轨622方向做往复运动。第五驱动组件优选为直线电机，当然并不仅限为直线电机。第二传送组件620与第一传送组件610的作用相同即用于将待测量工件1传送至目标位置，优选地第二传送组件620的传送方向与第一传送组件610的传送方向垂直，通过两个方向对待测量工件1的传送满足待测量工件在水平方向上的位移量程。待测量工件1在第五驱动组件的驱动力下沿如图4所示的坐标系中的Y轴方向做往复运动。

旋转调节组件630包括调节基台631、转子（图中未显示）和第六驱动组件（图中未显示），调节基台631与第三滑块623固定连接，第六驱动组件固定安装于调节基台631上，转子的一端连接第六驱动组件，另一端连接待测量工件1；待测量工件1在第六驱动组件的驱动力下跟随转子做旋转运动。第五驱动组件优选为DD马达，当然并不仅限定为DD马达。待测量工件1在DD马达的驱动下旋转以使得调节后的待测量工件1的姿态适应传感器做需要的姿态。待测量工件1在DD马达的驱动下沿如图4所示的坐标系中的U轴进行旋转。传感器机构20通过对待测量工件X轴、Y轴和U轴的调节，以使得待测量工件1的姿态配合传感器的测量需求，提高待测量工件的测量精度。

在本发明一实施例中，如图6至13所示，非接触式测量设备本体还包括刚性的同轴组件10，同轴组件10与升降组件40固定连接；同轴组件10上设有第一同轴孔110与第二同轴孔120，第一同轴孔110与第二同轴孔120的圆心位于同一直线上；传感器组件的两侧分别连接第一同轴孔110与第二同轴孔120。刚性的同轴组件10可固定安装于基台30上，也可相对于基台30进行升降运动，第一同轴孔110与第二同轴孔120的圆心位于同一直线上。第一同轴孔110与第二同轴孔120优选为一体加工成型，以保证第一同轴孔110与第二同轴孔120的圆心在同一直线上。优选地，如图10所示，同轴组件10上设有若干第一镂空区域130，同轴组件10上的第一镂空区域130用于降低其自身的重量，以减小同轴组件10在做升降运动时驱动组件的压力。第一同轴孔110与第二同轴孔120的孔径大小可以相同也可以不相同，根据具体需求设定。

如图6所示，传感器机构20的两侧分别连接第一同轴孔110与第二同轴孔120，同轴组件10通过第一同轴孔110与第二同轴孔120连接于传感器机构20的两侧。第一驱动组件220安装于传感器组件的一侧，第一驱动组件220与同轴组件10固定连接；安装完成后，第一同轴孔110与第二同轴孔120的圆心与传感器组件的中心轴线共线；传感器组件在第一驱动组件220的驱动力下绕其中心轴线做旋转运动，以对待测量工件1进行测量。第一驱动组件220优选为DD马达，当然并不仅限定为DD马达。第一驱动组件220安装于传感器组件的一侧，且传感器组件的质量较大，在第一驱动组件220驱动传感器组件进行旋转的过程中难以保证同轴的精度。在传感器组件的两侧固定安装有同轴组件10，刚性材质的同轴组件10使得传感器组件在旋转的过程中始终绕其自身的中心轴线旋转运动，提高测量设备本体100的测量精度，刚性的同轴组件10的材质优选为金属材质。

在本发明一实施例中，如图11所示，图11为同轴组件10、旋转轴240、第一驱动组件220和传感器固定座210安装完成后的剖视图；传感器组件包括传感器230、传感器固定座210和旋转轴240，传感器230固定安装于传感器固定座210上，传感器固定座210的一端与第一驱动组件220固定连接，另一端与旋转轴240固定连接，旋转轴240匹配第一同轴孔110或第二同轴孔120的内径。传感器在第一驱动组件即DD马达的驱动下沿如图5所示的W方向做往复旋转。传感器230优选为线共焦传感器，线共焦传感器适用于高精度且持续的非接触式测量，当然传感器230并不仅限为线共焦传感器。传感器固定座210上设有第三同轴孔212与第四同轴孔（图中未显示），第三同轴孔212与第四同轴孔的圆心在同一直线上；安装完成后，第三同轴孔212与第一同轴孔110的圆心共线。第三同轴孔212的圆心、第一同轴孔110的圆心、旋转轴240轴心和传感器230的中心轴线共线。传感器固定座210上设有若干第二镂空区域211，第二镂空区域211与同轴组件10上的第一镂空区域130的作用相同均为减轻测量设备的整体质量。如图8所示，传感器组件还包括配重块231，配重块231安装于传感器固定座210上，通过安装配重块231以调节传感器230的旋转中心轴与第一同轴孔110的圆心共线。

在本发明一实施例中，如图13所示，传感器固定座210上固定安装有第一限位块213，同轴组件10上固定安装有第二限位块140与第三限位块150，第二限位块140与第三限位块150位于不同位置；第二限位块140与第三限位块150阻挡第一限位块213跟随传感器固定座210进行旋转运动。第一限位块213、第二限位块140和第三限位块150限定传感器230旋转的角度范围，旋转角度范围的大小根据具体需求进行设定。第一限位块213、第二限位块140和第三限位块150的设置可使得传感器组件在旋转的过程中避免与同轴组件10发生碰撞，避免造成传感器230发生损坏的情况发生。

在本发明一实施例中，如图6和图8所示，测量设备本体100还包括配重组件90；

配重组件90包括推杆910与第三驱动组件920，推杆910的一端与第一滑块410固定连接，另一端连接第三驱动组件920；在正常情况下，推杆910跟随第一滑块410沿第一滑轨420方向运动；在紧急制动情况下，推杆910在第三驱动组件920的驱动力下牵制第一滑块410，以使得第一滑块410相对第一滑轨420静止。推杆910通过固定件固定于连接块411上，连接块411与第一滑块410固定连接。第三驱动组件920优选为制动气缸，配重组件90的制动原理类似于制动气缸的制动原理，当出现紧急制动情况时，制动气缸将锁紧推杆910以使得推杆910牵制住第一滑块410，配重组件90实现传感器机构20在任意情况下在第一滑轨420的任意位置停止，避免传感器机构20在紧急断电情况下无法即时刹停而造成设备损坏的情况发生；另外，配重组件90解决了高精度的直线电机没有刹车功能的问题。

本发明一实施例中，如图2和图3所示，测量设备本体100还包括固定组件70，固定组件70与转子固定连接，待测量工件1置于固定组件70上，固定组件70在第五驱动组件的驱动力下跟随转子做旋转运动，以调节待测量工件1在水平方向上的姿态。固定组件70在传感器机构20的下方，待测量工件1固定于固定组件70的上表面。固定组件70包括固定基台710、真空抽取组件（图中未显示）和若干吸盘（图中未显示），固定基台710与转子固定连接，真空抽取组件固定安装于固定基台710内，若干吸盘固定安装于固定基台710上。若干吸盘在真空抽取组件的作用下吸附待测量工件1，以使得待测量工件1固定于固定基台710的表面。

本发明还提供一种非接触式测量设备的安装方法，如图11和12所示，包括如下步骤：

第一步、将同轴销50贯穿于第三同轴孔212、第一同轴孔110和第一驱动组件220上的第五同轴孔221并进行固定，以使得第三同轴孔212、第一同轴孔110和第五同轴孔221的圆心位于同一直线上；其中，第三同轴孔212、第一同轴孔110和第五同轴孔221孔径相同。

第二步、利用固定件将传感器固定座210、第一驱动组件220和同轴组件10进行固定连接。

第三步、传感器固定座210、第一驱动组件220和同轴组件10固定连接后，将同轴销50拆除；其中，同轴销50的外径匹配第三同轴孔212、第一同轴孔110和第五同轴孔221的内径。同轴销50优选为一体加工成型，在安装的过程中利用同轴销50提高传感器固定座210、DD马达和同轴组件10的同轴精度。同轴销50包括同轴部510与固定部520，在同轴部510贯穿于第三同轴孔212、第一同轴孔110和第五同轴孔221的圆心后，利用固定部520将同轴销50进行固定后再将传感器固定座210、第一驱动组件220和同轴组件10进行固定连接。当传感器固定座210、第一驱动组件220和同轴组件10固定安装完成后，再将同轴销50进行拆除，避免在安装的过程中因外力降低传感器固定座210、第一驱动组件220和同轴组件10之间的同轴精度。该安装方法保证了传感器固定座210、第一驱动组件220和同轴组件10三者之间的同轴精度，进一步保证了测量设备本体100在测量过程中的测量精度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。