专利名称：散热器段差影像量测系统及方法
技术领域：
本发明是关于一种影像量测系统及方法，尤其是关于一种散热器段差影像量测系统及方法。
背景技术：
散热器的中心—铜棒，其表面与周围铝表面的段差要求精度很高，生产出的散热器都要经过段差量测这一关，传统的量测由工作人员使用量具来完成，人工操作误差大、效率低、准确度难以保证，且该方法必须接触到工件表面，易对工件表面造成划伤。
随着计算机技术的发展及应用，量测技术不再局限于人工的操作。例如中国台湾智慧财产局于2001年9月1日公告的公告号为452524的专利，该专利名称为“成型磨削中心的影像量测方法”，其揭露一种成型磨削中心的影像量测方法，该量测方法包括如下步骤1.抓取工件影像；2.找寻工件边缘坐标；3.以对应函数成实物坐标；4.曲线逼近法则及回归计算出弧形；5.求出线与线及线与弧的交点坐标；6.判断整体工件的轮廓是否完成；经由前述的量测流程以确定工件的整体轮廓是否完成，若未完成则再进行前述的流程，直到整个工件的外型轮廓完成后，则可计算出工件加工至此的尺寸，并将该尺寸与目标尺寸进行比对，并计算出其差值，若未达到目标尺寸，则可将必须再加工的尺寸予以回报，以提供磨削中心的砂轮必须再进刀加工的尺寸。该技术存在的不足在于该影像量测方法用于确定工件的整体轮廓是否完成，不能解决段差的量测计算问题。
针对上述技术存在的不足，需要一种系统可以完成段差的影像量测操作而不必接触工件。

发明内容本发明的主要目的在于提供一种散热器段差影像量测系统，其可以采用影像量测方式量测工件的段差是否在规定公差范围内，避免在量测时接触到工件。
本发明的另一目的在于提供一种散热器段差影像量测方法，其可以采用影像量测方式量测工件的段差是否在规定公差范围内，避免在量测时接触到工件。
为达到上述目的，本发明提供一种散热器段差影像量测系统，该散热器段差影像量测系统包括一客户端计算机、一应用服务器、一X方向伺服轴、一Y方向伺服轴、一激光位移传感器、一激光位移控制器、一信息撷取卡及一工作载台。应用服务器包括多个软件功能模块，用于控制段差量测操作步骤。该软件功能模块主要包括一信息存储模块、一信息调用模块、一参数设定模块、一段差量测模块、一自动报警模块及一量测结果显示模块。
其中信息存储模块用于存储使用者预先设定的参数，包括料号、段差公称值、上公差、下公差、搜索点数、工件尺寸如工件长度、工件宽度等、铜棒尺寸如铜棒直径、铜点内缩等。一个量测工件段差量测过程共量测四个段差值，八个测试点，其中铝四个点、铜四个点，铜点内缩值为铜上四点距离铜棒圆周向内缩进的距离；铝点外伸值为铝块上四个点距离铜棒圆周向外延伸的距离。信息调用模块用于在实际段差量测时根据工件料号调用上述信息。参数设定模块用于设定段差量测所需参数，包括蜂鸣器报警时间、量测工件数目、运动方式等。段差量测模块用于获取量测点，计算段差值，其包括一自动取点子模块、一段差量测计算子模块及一量测结果比对子模块。自动取点子模块用于发出取点命令至X方向伺服轴及Y方向伺服轴，根据预先设定的最大搜索点数控制其移动方向及移动距离，获取量测点，包括铜上四个点及铝上四个点。段差量测计算子模块用于量测各点坐标值，包括量测X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值，计算段差值。先根据铝上四点求出该四点所在最小拟合平面方程，再计算铜上各点到该平面的距离即为该点的段差值。量测结果比对子模块用于将上述计算所得段差值与信息存储模块中设定的段差工称值比对，判断是否超出公差规定范围。自动报警模块用于在量测所得段差值不符合规定公差范围时发出报警，提示使用者该工件段差超出标准。量测结果显示模块用于显示量测结果，包括数字显示及图形显示两种方式，数字显示直接显示各点段差值；图形显示是以波形图显示段差变化。
本发明还提供一种散热器段差影像量测方法，其包括如下步骤(a)启动该散热器段差影像量测系统；(b)根据工件料号调用存储的信息；(c)设定段差量测所需参数；(d)发出取点命令至X方向伺服轴及Y方向伺服轴，根据预先设定的最大搜索点数控制其移动方向及移动距离，获取量测点，包括铜上四个点及铝上四个点；(e)量测各点坐标值，包括量测X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值，计算段差值；(f)将上述计算所得段差值与预先设定的段差工称值比对，判断是否超出公差规定范围；(g)若计算所得段差值超出规定范围，则自动报警；(h)若计算所得段差值没有超出规定范围，则显示量测结果。
本发明的散热器段差影像量测系统及方法，能够采用影像量测方式量测工件段差，量测精度高、速度快、不会接触工件。

图1是本发明散热器段差影像量测系统的硬件架构图。
图2是本发明散热器段差影像量测系统的应用服务器主要软件功能模块图。
图3是本发明散热器段差影像量测方法作业流程图。
具体实施方式请参阅图1所示，是本发明散热器段差影像量测系统的硬件架构图。该散热器段差影像量测系统包括一客户端计算机1、一应用服务器2、一X方向伺服轴3、一Y方向伺服轴4、一激光位移传感器5、一激光位移控制器6、一信息撷取卡7及一工作载台8。客户端计算机1提供一操作界面，用于接收应用服务器2发送的操作状态信息并动态显示系统操作状态，及接收使用者指令发送至应用服务器2。应用服务器2包括多个软件功能模块，用于控制段差量测操作步骤，发送内部指令至X方向伺服轴3及Y方向伺服轴4，该内部指令可以为X、Y轴移动方向或移动距离等。X方向伺服轴3与Y方向伺服轴4相连接，其上安装有激光位移传感器5，X方向伺服轴3及Y方向伺服轴4接收到应用服务器2发送的内部指令带动激光位移传感器5移动，获取量测对象的激光信号。激光位移控制器6与激光位移传感器5相连，其用于接收激光位移传感器5获取的激光信号，将其转换为仿真信号。信息撷取卡7与激光位移控制器6相连，用于接收上述仿真信号，将其转化为数字信号传送至应用服务器2。工作载台8上设置有多个凹槽(图中未示出)用于放置量测工件，当量测段差时该工作载台8可接收应用服务器2发送的指令带动量测工件旋转，将量测完的工件旋转离开激光位移传感器5，将待测工件旋转至激光位移传感器5下方。
请参阅图2所示，是本发明散热器段差影像量测系统的应用服务器主要软件功能模块图。本发明的应用服务器2主要包括一信息存储模块20、一信息调用模块21、一参数设定模块22、一段差量测模块23、一自动报警模块24及一量测结果显示模块25。
其中信息存储模块20用于存储使用者预先设定的参数，包括料号、段差公称值、上公差、下公差、搜索点数、工件尺寸如工件长度、工件宽度等、铜棒尺寸如铜棒直径、铜点内缩等。一个量测工件段差量测过程共量测四个段差值，八个测试点，其中铝四个点、铜四个点，铜点内缩值为铜上四点距离铜棒圆周向内缩进的距离；铝点外伸值为铝块上四个点距离铜棒圆周向外延伸的距离。信息调用模块21用于在实际段差量测时根据工件料号调用上述信息。参数设定模块22用于设定段差量测所需参数，包括蜂鸣器报警时间、量测工件数目、运动方式等。段差量测模块23用于获取量测点，计算段差值，其包括多个子模块一自动取点子模块230、一段差量测计算子模块231及一量测结果比对子模块232。自动取点子模块230用于发出取点命令至X方向伺服轴及Y方向伺服轴，根据预先设定的最大搜索点数控制其移动方向及移动距离，获取量测点，包括铜上四个点及铝上四个点。段差量测计算子模块231用于量测各点坐标值，包括量测X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值，计算段差值。计算段差量测值时先根据铝上四点求出该四点所在最小拟合平面方程，再计算铜上各点到该平面的距离即为该点的段差值。量测结果比对子模块232用于将上述计算所得段差值与信息存储模块20中设定的段差工称值比对，判断是否超出公差规定范围。自动报警模块24用于在量测所得段差值不符合规定公差范围时发出报警，提示使用者该工件段差超出标准。量测结果显示模块25用于显示量测结果，包括数字显示及图形显示两种方式，数字显示直接显示各点段差值；图形显示是以波形图显示段差变化。
请参阅图3所示，是本发明散热器段差影像量测方法的作业流程图。首先，启动该散热器段差影像量测系统(步骤S300)。信息调用模块21根据工件料号调用信息存储模块20存储的信息(步骤S301)。参数设定模块22设定段差量测所需参数，包括蜂鸣器报警时间、量测工件数目、运动方式等(步骤S302)。自动取点子模块230发出取点命令至X方向伺服轴及Y方向伺服轴，根据预先设定的最大搜索点数控制其移动方向及移动距离，获取量测点，包括铜上四个点及铝上四个点(步骤S303)。段差量测计算子模块231量测各点坐标值包括X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值，计算段差值先根据铝上四点求出该四点所在最小拟合平面方程，再计算铜上各点到该平面的距离即为该点的段差值(步骤S304)。量测结果比对子模块232将上述计算所得段差值与信息存储模块20中设定的段差工称值比对，判断是否超出公差规定范围(步骤S305)。若计算所得段差值超出规定范围，则自动报警模块24自动报警(步骤S306)。若计算所得段差值没有超出规定范围，则量测结果显示模块25显示量测结果，包括数字显示及图形显示两种方式，数字显示直接显示各点段差值；图形显示是以波形图显示段差变化(步骤S307)。
权利要求
1.一种散热器段差影像量测系统，包括一客户端计算机、一应用服务器、一X方向伺服轴、一Y方向伺服轴、一激光位移传感器、一激光位移控制器、一信息撷取卡及一工作载台，其特征在于，应用服务器包括一信息存储模块，用于存储使用者预先设定的参数；一信息调用模块，用于在实际段差量测时根据工件料号调用上述预先设定的信息；一参数设定模块，用于设定段差量测所需参数；一段差量测模块，用于获取量测点，计算段差值，其包括多个子模块一自动取点子模块，用于发出取点命令至X方向伺服轴及Y方向伺服轴，根据预先设定的最大搜索点数控制其移动方向及移动距离，获取量测点；一段差量测计算子模块，用于量测各点坐标值，包括量测X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值，计算段差值；一量测结果比对子模块，用于将上述计算所得段差值与信息存储模块中设定的段差工称值比对，判断是否超出公差规定范围；一自动报警模块，用于在量测所得段差值不符合规定公差范围时发出报警；一量测结果显示模块，用于显示量测结果。
2.如权利要求1所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中客户端计算机与应用服务器相连，用于接收使用者指令发送至应用服务器端，及接收应用服务器端发送的操作状态信息显示系统操作状态。
3.如权利要求1所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中X方向伺服轴与Y方向伺服轴相连接，其上安装激光位移传感器，X方向伺服轴及Y方向伺服轴接收应用服务器发送的内部指令，带动激光位移传感器移动，获取量测对象的激光信号。
4.如权利要求3所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中应用服务器发送的内部指令可以为X轴、Y轴移动方向，也可以为X轴、Y轴移动距离。
5.如权利要求3所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中激光位移控制器与激光位移传感器相连，用于将激光位移传感器获取的激光信号转换为仿真信号。
6.如权利要求5所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中信息撷取卡与应用服务器及激光位移控制器相连，用于将激光位移控制器转换后的仿真信号转换为数字信号传送至应用服务器。
7.如权利要求1所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中工作载台上设置有多个凹槽用于放置量测工件，当量测段差时该工作载台可接收应用服务器发送的指令带动量测工件旋转，将量测完的工件旋转离开激光位移传感器，将待测工件旋转至激光位移传感器下方。
8.如权利要求1所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中段差量测计算子模块计算段差是先根据铝上四点求出该四点所在最小拟合平面方程，再计算铜上各点到该平面的距离即为该点的段差值。
9.如权利要求1所述的散热器段差影像量测系统，其特征在于，其中量测结果显示模块可以数字显示量测结果，也可以图形显示量测结果，所述数字显示是以数字直接显示各点段差值，图形显示是以波形图显示段差变化。
10.一种利用权利要求1所述的散热器段差影像量测系统进行散热器段差影像量测的方法，其特征在于，包括如下步骤启动该散热器段差影像量测系统；根据工件料号调用存储的信息；设定段差量测所需参数；发出取点命令至X方向伺服轴及Y方向伺服轴，根据预先设定的最大搜索点数控制其移动方向及移动距离，获取量测点，包括铜上四个点及铝上四个点；量测各点坐标值，包括量测X轴坐标值、Y轴坐标值及Z轴坐标值，计算段差值；将上述计算所得段差值与预先设定的段差工称值比对，判断是否超出公差规定范围；若计算所得段差值超出规定范围，则自动报警；若计算所得段差值没有超出规定范围，则显示量测结果。
11.如权利要求10所述的散热器段差影像量测方法，其特征在于，其中计算段差的步骤是根据铝上四点求出该四点所在最小拟合平面方程，再计算铜上各点到该平面的距离即为该点的段差值。
12.如权利要求10所述的散热器段差影像量测方法，其特征在于，其中显示量测结果的步骤包括数字显示及图形显示两种方式，数字显示是以数字直接显示各点段差值，图形显示是以波形图显示段差变化。
13.如权利要求10所述的散热器段差影像量测方法，其特征在于，其中设定段差量测所需参数的步骤包括设定蜂鸣器报警时间、量测工件数目、运动方式。
全文摘要
本发明提供一种散热器段差影像量测系统，该散热器段差影像量测系统包括一客户端计算机、一应用服务器、一X方向伺服轴、一Y方向伺服轴、一激光位移传感器、一激光位移控制器、一信息撷取卡及一工作载台。应用服务器包括多个软件功能模块，用于控制段差量测操作步骤。该软件功能模块主要包括一信息存储模块、一信息调用模块、一参数设定模块、一段差量测模块、一自动报警模块及一量测结果显示模块。本发明还提供一种散热器段差影像量测方法，本发明散热器段差影像量测系统及方法能够采用影像量测方式量测工件段差，量测精度高、速度快、不会接触工件。
文档编号G01B11/00GK1789904SQ200410077638
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者黄登聪, 刘权, 杨明远 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司