CN102419160B - 对比法反射镜曲面综合在线测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对比法反射镜曲面综合在线测试系统，包括运载固定部和测试部，其中，运载固定部包括用于固定待测反射镜组件的安装部件、调整待测反射镜组件的测量位置和空间姿态的调整部件，测试部包括若干个用于测量反射镜曲面综合参数的测试单元，各个测试单元分别对应于反射镜镜面上的指定测试点。本发明根据曲面对光的反射原理、光反射比的定义以及应用激光测距技术，通过一定的机械结构、测试程序设计，只利用一套机械装置，满足对太阳能聚光热发电镜组件曲面的反射率及加工误差等多项技术参数的测量要求，此系列测量为连贯一次性无间歇进行，适合流水线的相关生产特征，在其中应用较为方便。

Description

对比法反射镜曲面综合在线测试系统

技术领域

本发明涉及一种反射曲面装置，尤其是一种对比法反射镜曲面综合在线测试系统。

背景技术

作为新能源行业的重要组成部分的太阳能发电产业，聚光热发电是具有很大潜力和经济技术竞争优势的项目，未来的发展前途广阔。其装置的聚光反射镜组件在建设发电站所需设备中使用量最大的，在大规模的反射镜组件生产过程中，如何使在线检测的速度与生产成品的速度相匹配，即在不影响生产产量的同时有效提高整个系统的合格品分拣率，成为了问题的关键。由于反射镜组件制造工艺的复杂性和外形庞大，一般的测量方法难以满足巨大的生产量的要求，需要一套自动控制的检测系统配合生产线设备都同步进行检测。 

同时，根据现代化生产质量管理的要求，检测设备还需要具备记录、检测信息通讯、对相关合格与不合格产品进行标识等最基本的功能。此外，根据现代生产的特点测量系统还要有兼容性，也就是与生产线的结合应该是嵌入式的友好型，即在需要时顺利接入投入使用，不需要时方便拆除，任何情况下都基本不影响生产正常进行。据现有专业信息来源显示，目前运用超声技术的检测设备由于分辨率较低而难以应用，国外成熟的相关检测仪器成套系统也很少见。而批量快速检测又是制镜生产必须解决且无法回避的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种准确无误的自动完成生产检测工序的对比法反射镜曲面综合在线测试系统。

为实现上述目的，本发明对比法反射镜曲面综合在线测试系统，包括运载固定部和测试部，其中，运载固定部包括用于固定待测反射镜组件的安装部件、调整待测反射镜组件的测量位置和空间姿态的调整部件，测试部包括若干个用于测量反射镜曲面综合参数的测试单元，各个测试单元分别对应于反射镜镜面上的指定测试点。

进一步，所述运载固定部和测试部均安装在平台上。

进一步，所述安装部件包括镜支架，所述调整部件包括用于调整测量位置的滑动座和用于调整空间姿态的连接结构，所述待测反射镜组件通过连接结构安装在镜支架上，镜支架的下端固定设置在滑动座上，滑动座的下部通过滑轨结构设置在所述平台上。

进一步，所述连接结构包括用于连接固定所述待测反射镜组件的接口装置及控制所述待测反射镜组件三维移动和三坐标定位的控制器。

进一步，测试部还包括转轴结构、转动标盘和固定支架，固定支架固定安装在所述平台上，固定支架的上部通过转轴结构与转动标盘活动连接，若干个所述测试单元均设置在转动标盘上。

进一步，所述转动标盘为一圆盘结构，中心部分与所述转轴结构连接并可受其控制转动、定位。

进一步，所述测试单元包括旋转驱动座、伸缩驱动筒、反光测量筒和激光测距头，所述测试单元通过旋转驱动座安装在所述转动标盘上，旋转驱动座和伸缩驱动筒相连接；伸缩驱动筒为变焦摄像头式的筒套筒驱动结构，伸缩驱动筒两端分别连接所述反光测量筒、激光测距头，并驱动其伸缩和定位。

进一步，所述旋转驱动座包括基座和单轴转动装置，基座设置在所述转动标盘上，单轴转动装置连接所述伸缩驱动筒，通过转动所述转动标盘，与所述伸缩驱动筒连接的所述反光测量筒、激光测距头可以交替切换至测量位置，单轴转动装置的转动轴垂直于所述转动标盘的盘面。

进一步，所述反光测量筒为套筒结构，其内部设置有反光比测试单元，其一端与所述伸缩驱动筒连接并受其控制进行伸缩运动，另一端设置为反光比测试口，反光比测试口上设置有柔性接触垫。

进一步，所述激光测距头为套筒结构，其内部设置有激光测距单元，测量光束平行于套筒轴射出。

本发明根据曲面对光的反射原理、光反射比的定义以及应用激光测距技术，通过一定的机械结构、测试程序设计，只利用一套机械装置，完成对太阳能聚光热发电镜组件曲面的反射率及加工误差等多项技术参数的测量，此测量为系列连贯一次性无间歇进行，适合流水线的相关生产环境，在其中应用较为方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的测试单元结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1、图2所示，本发明对比法反射镜曲面综合在线测试系统，包括运载固定部和测试部，运载固定部和测试部均安装在平台3上。其中，运载固定部包括镜支架4、滑动座5、滑轨结构6、连接结构7，测试部包括转轴结构11、转动标盘12、固定支架13、若干个测试单元14，测试单元14包括激光测距头21、旋转驱动座22，反光测量筒23，柔性接触垫24及伸缩驱动筒25。

运载固定部中：镜支架4的下端固定设置在滑动座5上，滑动座5的下部通过滑轨结构6设置在平台3上。待测反射镜组件1通过连接结构7安装在镜支架4上，连接结构7可调整待测反射镜组件1的空间姿态，以满足测量时的姿态要求。连接结构7包括接口装置和控制器（图中未示），接口装置用于连接固定待测反射镜组件1，控制器用于控制待测反射镜组件1的三维移动和三坐标定位。当待测反射镜组件1安装到镜支架4上后，通过滑轨结构6来移动滑动座5，可实现待测反射镜组件1测量位置的调整。

测试部中：固定支架13固定安装在平台3的一端，固定支架13的上部设置有转轴结构11，转轴结构11上活动连接有转动标盘12，若干个测试单元14均设置在转动标盘12上。转动标盘12为一圆盘结构，其中心部分与转轴结构11连接，并可受其控制来转动、定位。

各个测试单元14分别对应于反射镜镜面上的指定测试点，测试单元14通过旋转驱动座22安装在转动标盘12上，旋转驱动座22和伸缩驱动筒25相连接，旋转驱动座22包括基座和单轴转动装置（图中未示），基座设置在转动标盘12上，单轴转动装置连接伸缩驱动筒25，并且单轴转动装置的转动轴垂直于转动标盘12的盘面。伸缩驱动筒为变焦摄像头式的筒套筒驱动结构，伸缩驱动筒25两端分别连接反光测量筒23和激光测距头21，伸缩驱动筒25可驱动反光测量筒23和激光测距头21进行伸缩和定位，同时单轴转动装置还可控制伸缩驱动筒25沿其轴向转动，从而从整体上对测试单元14进行姿态调整和对其上的测试部件进行位置调整。

反光测量筒23和激光测距头21均为套筒结构，两者均套装在伸缩驱动筒25内，伸缩驱动筒25为变焦摄像头式的筒套筒驱动结构，其将不同直径的套筒互相套连运动。使用中，反光测量筒23设置在靠近于反射镜2的一端，激光测距头21设置在远离于反射镜2的一端。反光测量筒23的内部设置有反光比测试单元，其一端与伸缩驱动筒25连接并受其控制进行伸缩运动，另一端设置为反光比测试口，反光比测试口上设置有柔性接触垫24。激光测距头21为套筒结构，其内部设置有激光测距单元，测量光束平行于套筒轴射出。

实施过程基本分为以下几步：

第一步安装就位：首先将待测反射镜组件1通过连接结构7安装于镜支架4上，在控制器控制下由连接结构7及滑动座5对待测反射镜组件1进行三坐标、转角等校准，达到测量位置和空间姿态后固定定位。

第二步测量对位：随后测试部装置受到指令开始动作。转动标盘12受控转动将测试单元14调整到待测反射镜组件1的相应区域并定位，旋转驱动座22受控转动按指令依次将反光测量筒23、激光测距头21对准并指向反射镜的镜面测试点。镜支架、滑动座、滑轨结构、连接结构均采用三坐标定位系统进行校准。

第三步参数测量：接下来由伸缩驱动筒25受控驱动反光测量筒23、激光测距头21进行伸缩定位并近距离测量，所测参数包括了三维距离，反光比等，同时所测数据被记录上传。其中反光测量筒23上设置的柔性接触垫24属于测量保护装置，用于测量有接触时保护反射镜面。测量时，转动标盘、旋转驱动座均为无转动的定位状态。

第四步拆卸运出：一系列测量结束后，反射镜组件由测量位置返回初始安装位置并从镜支架上卸下。整个过程结束。

本发明运用激光相关的测量技术并通过相对合理的机械设计及光路设置，将不同测量设备集成于高精度滑动台上，采用多探头一体化设计，实现各种指标一次性测试，其间依次通过若干个被测曲面反射镜组件的待测表面附近区域，实行一次性扫描连贯操作测量。本发明在大量节约时间的同时充分发挥自动设备的优势，准确无误的完成生产检测工序。

本发明根据生产线的相关实际及技术要求设计，工作时可将反射镜组件固定于其上，有运载机构送入指定测试位置并进行空间上的校准对位，启动相应的测试装置按设定程序依此进行各种测量，过程被实时记录并传往生产控制中心、类似的网络。根据测量结果和相关指令由传动装置送出测试区域进入下道工序，完成测试过程。

Claims (8)

1.    对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，该系统包括运载固定部和测试部，其中，运载固定部包括用于固定待测反射镜组件的安装部件、调整待测反射镜组件的测量位置和空间姿态的调整部件，测试部包括若干个用于测量反射镜曲面综合参数的测试单元，各个测试单元分别对应于反射镜镜面上的指定测试点，测试部还包括转轴结构、转动标盘和固定支架，固定支架固定安装在平台上，固定支架的上部通过转轴结构与转动标盘活动连接，若干个所述测试单元均设置在转动标盘上；所述测试单元包括旋转驱动座、伸缩驱动筒、反光测量筒和激光测距头，所述测试单元通过旋转驱动座安装在所述转动标盘上，旋转驱动座和伸缩驱动筒相连接；伸缩驱动筒为变焦摄像头式的筒套筒驱动结构，伸缩驱动筒两端分别连接所述反光测量筒、激光测距头，并驱动其伸缩和定位。

2.      如权利要求1所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述运载固定部和测试部均安装在所述平台上。

3.      如权利要求2所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述安装部件包括镜支架，所述调整部件包括用于调整测量位置的滑动座和用于调整空间姿态的连接结构，所述待测反射镜组件通过连接结构安装在镜支架上，镜支架的下端固定设置在滑动座上，滑动座的下部通过滑轨结构设置在所述平台上。

4.      如权利要求3所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述连接结构包括用于连接固定所述待测反射镜组件的接口装置、及控制所述待测反射镜组件三维移动和三坐标定位的控制器。

5.      如权利要求2所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述转动标盘为一圆盘结构，中心部分与所述转轴结构连接并可受其控制转动、定位。

6.      如权利要求2所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述旋转驱动座包括基座和单轴转动装置，基座设置在所述转动标盘上，单轴转动装置连接所述伸缩驱动筒，通过转动所述转动标盘，与所述伸缩驱动筒连接的所述反光测量筒、激光测距头可以交替切换至测量位置，单轴转动装置的转动轴垂直于所述转动标盘的盘面。

7.      如权利要求2所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述反光测量筒为套筒结构，其内部设置有反光比测试单元，其一端与所述伸缩驱动筒连接并受其控制进行伸缩运动，另一端设置为反光比测试口，反光比测试口上设置有柔性接触垫。

8.如权利要求2所述的对比法反射镜曲面综合在线测试系统，其特征在于，所述激光测距头为套筒结构，其内部设置有激光测距单元，测量光束平行于套筒轴射出。