專利名稱：平面度檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種利用光電原理的平面度檢測裝置，本發(fā)明還涉 及一種平面度檢測方法。
技術(shù)背景機械加工中常常需對加工后工件的表面的平面度進行檢測，以驗證產(chǎn)品的外形是否合格 。傳統(tǒng)的平面度檢測方法中較為常用的為采用平臺加塞尺的方式進行。平臺加塞尺的方式檢測平面度的過程為首先將工件放置在一基準(zhǔn)平臺上；然后用塞尺檢査工件平面度值是否合格。采用平臺加塞尺的方式具有工作原理簡單、設(shè)備成本低的優(yōu)點然而，采用平臺加塞尺的方式檢測工件的平面度，其檢測精度一般只能達到0.02毫米；并且由于檢測過程中操作人員需涉入判斷，當(dāng)需要對多工件進行連續(xù)檢測時，容易造成操作 人員的勞動強度過高而產(chǎn)生疲勞。此外，平臺加塞尺的方式檢測為接觸式檢測，即檢測時工件待測表面需與平臺及塞尺之間相互接觸；因此在檢測過程中，工件待測表面與平臺及塞尺 之間難免要發(fā)生碰撞與摩擦。如此，平臺與塞尺在長時間使用后其檢測精度將必然下降；并 且，檢測時工件的待測表面與平臺及塞尺之間的碰撞與摩擦還可能使工件待測表面留下刮痕 ，從而影響工件的表面質(zhì)量，如果工件對表面質(zhì)量要求較高，則該種測量方法不能滿足測量 要求。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種測量精度較高且易于避免與被測工件相碰撞的平面度檢 測裝置及方法。一種平面度檢測裝置，其包括一個光發(fā)射單元、 一個光接收單元、 一個載物臺、 一個遮 光單元及一個處理單元。其中該光接收單元與該光發(fā)射單元相對設(shè)置。該載物臺位于該光發(fā) 射單元與該光接收單元之間，其用于承載待測工件。該遮光單元也位于該光發(fā)射單元與該光 接收單元之間，其用于檢測時在待測工件的待測表面的最高點及最低點的高度之間與該待測 表面相配合形成透光間隙。該處理單元與該光接收單元相連，其用于處理該光接收單元接收 到的光信息。一種平面度檢測方法，將待測工件放置在一個平面度檢測裝置的載物臺上，該待測工件具有一待測表面，該平面度檢測裝置包括一個光發(fā)射單元、 一個光接收單元、 一個載物臺、 一個遮光單元及一個處理單元；其中該光接收單元與該光發(fā)射單元相對設(shè)置；該載物臺位于 該光發(fā)射單元與該光接收單元之間，其用于承載待測工件；該遮光單元也位于該光發(fā)射單元 與該光接收單元之間；該處理單元與該光接收單元相連，其用于處理該光接收單元接收到的 光信息；開啟光發(fā)射單元，朝該待測工件的待測表面與該遮光元件之間發(fā)射光線，該光接收 單元接收通過該待測表面與該遮光元件之間的光線；及該處理單元根據(jù)光接收單元接收到光 線的信息判斷工件待測表面的平面度狀況。相對于現(xiàn)有技術(shù)，采用上述平面度檢測裝置檢測，其通過光發(fā)射單元、光接收單元、遮 光單元與處理單元配合作用來判斷工件的平面度是否合格，在檢測過程中基本上不存在操作 人員的主觀判斷，因而可減輕操作人員的勞動疲勞；并且光信息較易測定，故檢測精度容易 提高；此外，由于采用非接觸式測量，該檢測裝置與工件待測表面發(fā)生碰撞與摩擦概率較小 ，故易于避免工件在待測表面留下刮痕。因此上述平面度檢測裝置檢測具有準(zhǔn)確度較高且可 避免測量時在被測工件表面留下刮痕的優(yōu)點。


圖l是本發(fā)明平面度檢測裝置較佳實施例一的工作原理示意圖。 圖2是本發(fā)明平面度檢測裝置較佳實施例二的工作原理示意圖。 圖3是本發(fā)明平面度檢測裝置較佳實施例三的工作原理示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖及實施例對平面度檢測裝置及方法做進一步詳細說明。 請參見圖l，本發(fā)明較佳實施例一的平面度檢測裝置10的工作原理示意圖。平面度檢測 裝置10包括光發(fā)射單元11、光接收單元12、載物臺13、遮光單元14及處理單元15。其中光接 收單元12可與光發(fā)射單元11相對設(shè)置，本實施例中，光發(fā)射單元ll的光發(fā)射中心與光接收單 元12的光接收中心處于同一直線上。載物臺13可位于光發(fā)射單元11與光接收單元12之間，其 用于承載待測工件18。遮光單元14也位于光發(fā)射單元11與光接收單元12之間，其可設(shè)于該載 物臺13上或設(shè)于該載物臺13的相對側(cè)，本實施例中，遮光單元14設(shè)于載物臺13上的靠近該光 發(fā)射單元ll側(cè)。處理單元15與光接收單元12相連，其用于處理該光接收單元12接收到的光信 息。光發(fā)射單元ll可為發(fā)出的光線為發(fā)散光或平行光束的光源。光接收單元12可由光電轉(zhuǎn)換 器件來形成，該光電轉(zhuǎn)換器件可為互補金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)、電荷耦合器(Charge Couple Device, CCD)與光敏電阻之一。遮光單元14用于檢測時在待測工件18的待測表面的最高點及最低點的高度之間與待測表 面相配合形成透光間隙，其可為塊狀物體或板狀物體，其橫截面可為三角形或矩形。本實施 例中遮光單元14的橫截面為矩形。處理單元15用于處理光接收單元12接收到的光信息，其可由一個可編程控制器構(gòu)成。當(dāng) 然，為便于顯示檢測的結(jié)果，該處理單元15還可包括一顯示裝置用于顯示處理后的結(jié)果。該 光信息可為光強信息，例如光強大小與光強分布等。檢測過程中，可以以載物臺13的上表面131為基準(zhǔn)面，先根據(jù)待測工件18所需的規(guī)格， 設(shè)定遮光單元14的頂面141與載物臺13的上表面131之間的距離為H。然后開啟光發(fā)射單元ll ，此時光線可直接進入光接收單元12。接著將待測工件18放置在載物臺13上，如果待測工件 18的待測處與載物臺13的上表面131的距離Z大于H，則光發(fā)射單元ll發(fā)出的光線仍可進入光 接收單元12，如果待測工件18的待測處與載物臺13的上表面131的距離Z小于等于H，則光發(fā) 射單元11發(fā)出的光線被待測工件18遮擋而無法進入光接收單元12。處理單元15則可根據(jù)光接 收單元12接收到光信息變化情況來判斷待測工件18的待測處的平面度是否合格。上述檢測過 程的檢測精度可小于等于0.01毫米。檢測過程中，采用光發(fā)射單元ll、光接收單元12、遮光 單元14與處理單元15的配合作用來判斷工件18的平面度是否合格，期間不存在操作人員的主 觀判斷，因此可減輕操作人員的勞動疲勞；并且光線是否進入接收單元12較易測定，因此檢 測精度容易提高；此外，待測工件18只要放置于載物臺13上即可得出合格與否，故其易于避 免被刮傷。請參見圖2，本發(fā)明較佳實施例二的平面度檢測裝置20。平面度檢測裝置20與平面度檢 測裝置10相似，也包括光發(fā)射單元21、光接收單元22、載物臺23、遮光單元24及處理單元 25。其不同點在于平面度檢測裝置20還包括一驅(qū)動單元26。驅(qū)動單元26分別與載物臺23及 處理單元25相連，其用于驅(qū)動載物臺23移動。使用過程中，驅(qū)動單元26根據(jù)處理單元25的控 制可驅(qū)動載物臺23移動，因此通過設(shè)置處理單元25的處理程式，不僅可用于判斷工件28的某 一處的平面度是否合格，還可根據(jù)需要控制驅(qū)動單元26移動載物臺23以帶動工件28朝不同的 方向運動，使得光接收單元22獲得較全面的反映工件28的被測表面結(jié)構(gòu)的光信息，繼而易于 使處理單元25得出待測工件28更加詳細的平面度狀況。請參見圖3，本發(fā)明較佳實施例三的平面度檢測裝置30。平面度檢測裝置30與平面度檢 測裝置20相似，也包括光發(fā)射單元31、光接收單元32、載物臺33、遮光單元34、處理單元 35及驅(qū)動單元36。其不同點在于驅(qū)動單元36分別與處理單元35、光發(fā)射單元31及光接收單 元32相連，驅(qū)動單元36可根據(jù)處理單元35的控制驅(qū)動光發(fā)射單元31及光接收單元32同時移動可以理解，平面度檢測裝置IO、 20、 30可用于檢測板狀或塊狀產(chǎn)品的平面度，也可以用 于檢測框架類產(chǎn)品翹曲狀況?？梢岳斫?，在平面度檢測裝置IO、 20、 30中，如果將遮光單元 設(shè)置于載物臺的相對面，讓待測工件的待測表面與遮光單元相對，還可以進一步避免待測工 件的待測表面與載物臺的摩擦與碰撞，避免待測表面被刮傷?？梢岳斫?，為簡化平面度檢測 裝置20、 30的結(jié)構(gòu)，通過事先設(shè)定載物臺與光發(fā)射單元及光接收單元的相對運動路徑，并在 處理單元中編制相應(yīng)的運算程式，可不采用驅(qū)動單元，而同樣可測定待測工件較為詳細的平 面度狀況?？梢岳斫猓?dāng)上述平面度檢測裝置用于檢測框架類產(chǎn)品的翹曲時，可以包括相對 設(shè)置的多個光射單元與光接收單元，以提高檢測速度。
權(quán)利要求
1. 一種平面度檢測裝置，其特征在于該平面度檢測裝置包括一個光發(fā)射單元、一個光接收單元、一個載物臺、一個遮光單元及一個處理單元；其中該光接收單元與該光發(fā)射單元相對設(shè)置；該載物臺位于該光發(fā)射單元與該光接收單元之間，其用于承載待測工件；該遮光單元也位于該光發(fā)射單元與該光接收單元之間，其用于檢測時在待測工件的待測表面的最高點及最低點的高度之間與該待測表面相配合形成透光間隙；該處理單元與該光接收單元相連，其用于處理該光接收單元接收到的光信息。
全文摘要
本發(fā)明公開一種平面度檢測裝置，其包括一個光發(fā)射單元、一個光接收單元、一個載物臺、一個遮光單元及一個處理單元。其中該光接收單元與該光發(fā)射單元相對設(shè)置。該載物臺位于該光發(fā)射單元與該光接收單元之間，其用于承載待測工件。該遮光單元也位于該光發(fā)射單元與該光接收單元之間，其用于檢測時在待測工件的待測表面的最高點及最低點的高度之間與該待測表面相配合形成透光間隙。該處理單元與該光接收單元相連，其用于處理該光接收單元接收到的光信息。本發(fā)明還公開一種平面度檢測方法。上述平面度檢測裝置及方法具有準(zhǔn)確度較高且易于避免與被測工件相碰撞的優(yōu)點。
文檔編號G01B11/30GK101266143SQ200710200268
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者董桂利, 順 蔣 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司