CN101704258A

CN101704258A - 木工件轮廓曲线自动测量系统

Info

Publication number: CN101704258A
Application number: CN200910042135A
Authority: CN
Inventors: 何培炜; 吴来杰; 黄瑞文; 姚丽娟
Original assignee: 何培鎏
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-05-12

Abstract

本发明公开了一种木工件轮廓曲线自动测量系统，包括测量机构、回转测量工作台、回转伺服电机驱动机构和控制器，其特征在于：所述的测量机构包括测量头、X轴位移传感器、Z轴位移传感器和工作台角位移传感器；所述的控制器包括信号处理单元、数据处理单元和电气控制单元；所述的X轴位移传感器、Z轴位移传感器和测量头连接，工作台角位移传感器和回转测量工作台连接；所述的X轴位移传感器、Z轴位移传感器和工作台角位移传感器分别与信号处理单元连接，信号处理单元和数据处理单元通讯连接，数据处理单元和电气控制单元通讯连接，电气控制单元与回转伺服电机驱动机构电连接。本发明根据实物样品即可进行各种木工件的轮廓曲线的三维测量并产生加工数据，自动化程度和测量精度高，用于木工轮廓仿形数控加工设备上，可以使得生产过程中不必制作加工模具，节约生产成本，缩短生产周期，大幅度提高生产效率，特别适用于小批量多品种的木工轮廓仿形数控加工场合。

Description

木工件轮廓曲线自动测量系统

技术领域：

本发明涉及一种测量系统，尤其是涉及一种用于木工件轮廓仿形加工设备的轮廓曲线自动测量系统。

背景技术：

现有木工轮廓仿形加工采用的是回转工作台式靠模加工法，即在回转工作台上同时装有模板和工件，成形铣刀与靠轮同轴线安装，靠轮紧贴在模板轮廓表面，工作时随着工作台的转动，利用靠模装置带着铣刀按照模板的曲线形状对工件进行加工，从而获得所需要的轮廓曲线。由于现有的木工轮廓仿形加工设备不具备测量木工件轮廓参数并转化为加工数据的功能，生产每一个木工件都需要制作与之对应的专用模具，适应性差，生产周期长。尤其对于小批量、多品种的生产场合，因需要频繁更换模具，造成生产成本高、手工操作量大、效率低的问题。

郭幼丹等在“木工铣床的数控化改造技术”(木工机床，2008年，第2期)一文中提出了木工铣床数控化改造的基本思路和关键技术，从木工铣床的结构、传动机构、运动特性、控制系统和切削性能等方面分析，主要通过对控制系统、主轴系统以及纵、横进给机构等几个方面分别进行改造，提高木工铣床自动化程度、加工精度和表面质量，克服木工铣床难于加工曲线形状复杂的木制零件等缺点，使经过改造后的木工铣床能够满足高精密度木制零件的生产需要，但由于采用该技术开发的数控设备不具备测量木工件轮廓参数并转化为加工数据的功能，如果用于木工仿形加工场合，则还需要花费大量时间来研究仿形实物样品的外形轮廓参数并转化为数控设备可以识别的加工代码，实用性不强。因此，只有开发出一种用于木工轮廓仿形加工数控设备的、可对实物样品外形轮廓

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种可对实物样品外形轮廓进行自动测量并产生加工数据的木工件轮廓曲线自动测量系统。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

木工件轮廓曲线自动测量系统，包括测量机构、回转测量工作台、回转伺服电机驱动机构和控制器，其特征在于：所述的测量机构包括测量头、X轴位移传感器、Z轴位移传感器和工作台角位移传感器；所述的控制器包括信号处理单元、数据处理单元和电气控制单元；所述的X轴位移传感器、Z轴位移传感器分别与测量头连接，工作台角位移传感器和回转测量工作台连接；所述的X轴位移传感器、Z轴位移传感器和工作台角位移传感器分别与信号处理单元连接，信号处理单元和数据处理单元通讯连接，数据处理单元和电气控制单元通讯连接，电气控制单元和回转伺服电机驱动机构电连接。

测量时，把木工件安装在回转测量工作台上，使测量头紧贴于木工件表面；通过电气控制单元启动回转伺服电机驱动机构，使得回转测量工作台产生回转运动；工作台角位移传感器、X轴位移传感器和Z轴位移传感器分别检测并建立回转测量工作台的角位移、半径方向的直线位移和上下垂直方向的直线位移等三个木工件轮廓曲线参数的检测信号；信号处理单元将检测信号转化为具体的轮廓曲线空间点坐标值的测量数据并发送给数据处理单元；数据处理单元接收信号处理单元发送的测量数据进行后处理，产生并保存轮廓曲线加工数据代码.

本发明根据实物样品即可进行各种木工件的轮廓曲线的三维测量并产生加工数据，自动化程度高，适应性强，测量精确。本发明用于木工轮廓仿形数控加工设备上，可以使得生产过程中不必制作加工模具，节约生产成本，缩短生产周期，大幅度提高生产效率，从而替代传统上的采用专用加工模具的木工轮廓仿形加工技术，特别适用于小批量多品种的木工数控加工场合。

附图说明：

图1是本发明一实施例的系统结构框架图。

图2是本发明一实施例的工作流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参见图1，本发明实施例包括测量机构1、回转测量工作台2、回转伺服电机驱动机构3和控制器4，其特征在于：所述的测量机构1包括测量头15、X轴位移传感器12、Z轴位移传感器13、工作台角位移传感器16、X轴气缸11和Z轴气缸14，所述的控制器4包括信号处理单元41、数据处理单元42和电气控制单元43；所述的X轴位移传感器12、Z轴位移传感器13分别和测量头15连接，X轴气缸11、Z轴气缸14分别与测量头15连接，工作台角位移传感器16和回转测量工作台2连接；所述的X轴位移传感器12、Z轴位移传感器13和工作台角位移传感器16分别与信号处理单元41连接，信号处理单元41和数据处理单元42通讯连接，数据处理单元42和电气控制单元43通讯连接，电气控制单元43与回转伺服电机驱动机构3电连接。

结合图1和图2，本发明实施例进行测量时，把待测工件5安装在回转测量工作台2上，在X轴气缸11和Z轴气缸14的驱动下，测量头15紧贴于待测工件5的轮廓表面；通过电气控制单元43启动回转伺服电机驱动机构3，使得回转测量工作台2产生回转运动；工作台角位移传感器16、X轴位移传感器12和Z轴位移传感器13按照一定的点密度分别检测并建立回转测量工作台2的角位移、半径方向的直线位移和上下垂直方向的直线位移等三个待测工件5的轮廓曲线参数的检测信号；信号处理单元41将检测信号转化为具体的轮廓曲线空间点坐标值的测量数据并发送给数据处理单元42；数据处理单元42接收信号处理单元41发送的测量数据进行后处理，消除测量误差，转换并保存为外部数控加工设备6能够识别的加工数据代码，发送给电气控制单元43；电气控制单元43可以通过这些加工数据代码控制外部数控加工设备6进行轮廓仿形加工。

以上所述的具体实施例，仅为本发明较佳的实施例而已，凡举依本发明申请专利范围所做的等同设计，均为本发明的技术所涵盖。

Claims

1.一种木工件轮廓曲线自动测量系统，包括测量机构、回转测量工作台、回转伺服电机驱动机构和控制器，其特征在于：所述的测量机构包括测量头、X轴位移传感器、Z轴位移传感器和工作台角位移传感器；所述的控制器包括信号处理单元、数据处理单元和电气控制单元；所述的X轴位移传感器、Z轴位移传感器分别与测量头连接，工作台角位移传感器和回转测量工作台连接；所述的X轴位移传感器、Z轴位移传感器和工作台角位移传感器分别与信号处理单元连接，信号处理单元和数据处理单元通讯连接，数据处理单元和电气控制单元通讯连接，电气控制单元和回转伺服电机驱动机构电连接。

2.根据权利要求1所述的木工件轮廓曲线自动测量系统，其特征在于：测量时，把木工件安装在回转测量工作台上，使测量头紧贴于木工件表面；通过电气控制单元启动回转伺服电机驱动机构，使得回转测量工作台产生回转运动；工作台角位移传感器、X轴位移传感器和Z轴位移传感器分别检测并建立回转测量工作台的角位移、半径方向的直线位移和上下垂直方向的直线位移等三个木工件轮廓曲线参数的检测信号；信号处理单元将检测信号转化为具体的轮廓曲线空间点坐标值的测量数据并发送给数据处理单元；数据处理单元接收信号处理单元发送的测量数据进行后处理，产生并保存轮廓曲线加工数据代码。