CN102798337A

CN102798337A - 便携式半自动轮廓测量装置

Info

Publication number: CN102798337A
Application number: CN201110133770XA
Authority: CN
Inventors: 王佳; 钱锐; 陆翔宇; 陈凯; 顾鑫; 朱乾坤
Original assignee: Shanghai Polytechnic University
Current assignee: Shanghai Polytechnic University
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明公开了一种便携式半自动轮廓测量装置，包含水平调节组件，水平调节组件包含丝杆，该测量装置还包含高度自动测量组件，高度自动测量组件包含设在丝杆上的溜板、设在溜板上的步进电机、齿条探测部件、导向部件和数据采集传感部件，齿条探测部件通过导向部件与步进电机相连；数据采集传感部件设置在齿条探测部件上。齿条探测部件包含测头、齿条、齿轮和电机；齿条的下端与测头相连，其上端部通过齿轮与电机的输出轴相连，该齿条可上下移动。该装置简单、实用，可以通过对测量数据的采集、分析、处理，利用计算机三维辅助设计软件，实现对零件被测面的反求，绘制测量面的三维图形。

Description

便携式半自动轮廓测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置，具体涉及一种便携式半自动轮廓测量装置。

背景技术

目前，国内外机械制造技术迅速发展，所加工的工件曲面越来越复杂，精度要求也越来越高，这就体现了在生产加工零件时需要实时检测其表面的尺寸精度的重要性，而传统的人工手动测量的高度尺使用时存在很大的局限性。现代测量装置虽然测量精度高，数据读取直观，但是操作过程及结构较复杂，价格可达10万、100万，甚至更高。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式半自动轮廓测量装置，该装置简单、实用，可以通过对测量数据的采集、分析、处理，利用计算机三维辅助设计软件，实现对零件被测面的反求，绘制测量面的三维图形。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种便携式半自动轮廓测量装置，包含水平调节组件，所述的水平调节组件包含丝杆，其特点是，该测量装置还包含高度自动测量组件，所述的高度自动测量组件包含设在丝杆上的溜板、设在溜板上的步进电机、齿条探测部件、导向部件和数据采集传感部件；

所述的齿条探测部件通过导向部件与步进电机相连；

所述的数据采集传感部件设置在齿条探测部件上。

其中，所述的齿条探测部件包含测头、齿条、齿轮和电机；

所述齿条的下端与测头相连，其上端部通过齿轮与电机的输出轴相连，该齿条可上下移动。

所述的导向部件包含导向套和导向支架；

所述的导向套设置在所述齿轮与丝杆之间的齿条上；

所述的导向支架一端设置在步进电机上，其另一端托住导向套。

所述的数据采集传感部件包含数据采集器和容栅传感器；

所述的容栅传感器采集信号输入数据采集器；所述的数据采集器与外部单片机相连。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、使用完毕后本装置可收起装入一个箱包，携带方便，可直接用于机床加工过程中对于零件的实时监测，还可直接用于平台测量，可对零件在垂直方向上规则、不规则平面及曲面进行过程测量，适用场合比较广泛。

2、带有高度自检功能，扩大了数显卡尺的功能，操作过程及使用方便。

3、可用于加工过程中的高度尺寸检测，并且能够将零件轨迹反映在计算机上，直观性更强。

4、通过对被测点的位置控制、自动定位、数据采集，实现自动化测量，提高检测效率。

5、操作过程简单，并且对环境的要求不高，成本低，如果成批生产，还会带来更大的经济效益。

附图说明

图1为本发明一种便携式半自动轮廓测量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所述，一种便携式半自动轮廓测量装置包含水平调节组件、高度自动测量组件，所述的水平调节组件包含丝杆11和与丝杆11集成的导轨，丝杆11与导轨的集成满足了传动精度和承载力的要求，且节省了空间，有利于提高量程范围。所述的高度自动测量组件包含设在丝杆11上的溜板2、设在溜板2上的步进电机3、齿条探测部件、导向部件和数据采集传感部件；齿条探测部件4通过导向部件5与步进电机3相连；数据采集传感部件6设置在齿条探测部件4上。

齿条探测部件4包含测头41、齿条42、齿轮43和电机44，本实施例中，该测头41为锥度头，使其与工作台接触为点接触。所述齿条42的下端设有细牙螺钉，测头41设有内螺纹孔，细牙螺钉与带有内螺纹孔的锥头相配，使测头41安装在齿条42的下端，齿条42的上端部通过齿轮43与电机44的输出轴相连，该齿条42在电机44的控制下，由齿轮43带动可上下移动，并使得测头41也同时上下移动。导向部件5包含导向套51和导向支架52；导向套51设置在所述齿轮43与丝杆11之间的齿条42上；导向支架52一端设置在步进电机3上，其另一端托住导向套51。

数据采集传感部件包含数据采集器61和容栅传感器62；所述的容栅传感器62采集高度信号输入数据采集器61；所述的数据采集器61与外部单片机相连。

本发明现场应用时，将高度自动测量组件安放于机床工作台，考虑到测头41可能发生运动轨迹和基准平面不平行，所以首先将四根立柱7调平行。手动调整容易产生较大误差，故采用自动调整。由于步进电机3控制方便，取材容易、性价比高，所以选取步进电机3为调整电机。电动机44带动齿轮43旋转，从而电机44驱动齿条42使测头41可以上下移动，从而达到调节装置指定三个点高度的目的，使装置水平面与工作台平行，测头41在工件的上表面轮廓面运动。运动轨迹通过单片机记录，在PC机上显示。从单片机发送预先设置的非一直线上的三点，将三点的高度数值通过电容式传感器反馈给单片机，单片机进行数据处理，将调整信号传给步进电机3驱动，再次重复设定三点高度测量反馈调整直至达到平行度要求，然后锁紧。当单片机接收到准备测试信号后，立即发送取网格点信号，等待网格点坐标信号，接收到网格点信号后，由单片机发送信号给驱动模块使电机拖动至给定点，然后电机44驱动控制轴使它向下运行，接收到接近信号后，电机44便低速运行至停止信号。通过数显装置将当前的高度反馈给控制单片机，再经由单片机将Z轴位移信号送出。发送第二个网格点信号，完成以上操作，直至将所有Z轴坐标信号发送出去控制结束，利用测得点的数据自动绘制出工件三维轮廓图。

综上所述，本发明一种便携式半自动轮廓测量装置，该装置简单、实用，可以通过对测量数据的采集、分析、处理，利用计算机三维辅助设计软件，实现对零件被测面的反求，绘制测量面的三维图形。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种便携式半自动轮廓测量装置，包含水平调节组件，所述的水平调节组件包含丝杆（11），其特征在于，该测量装置还包含高度自动测量组件，所述的高度自动测量组件包含设在丝杆（11）上的溜板（2）、设在溜板（2）上的步进电机（3）、齿条探测部件、导向部件和数据采集传感部件；

所述的齿条探测部件（4）通过导向部件（5）与步进电机（3）相连；

所述的数据采集传感部件（6）设置在齿条探测部件（4）上。

2.根据权利要求1所述的便携式半自动轮廓测量装置，其特征在于，所述的齿条探测部件包含测头（41）、齿条（42）、齿轮（43）和电机（44）；

所述齿条（42）的下端与测头（41）相连，其上端部通过齿轮（43）与电机（44）的输出轴相连，该齿条（42）可上下移动。

3.根据权利要求2所述的便携式半自动轮廓测量装置，其特征在于，所述的导向部件包含导向套（51）和导向支架（52）；

所述的导向套（51）设置在所述齿轮（43）与丝杆（11）之间的齿条（42）上；

所述的导向支架（52）一端设置在步进电机（3）上，其另一端托住导向套（51）。

4.根据权利要求2所述的便携式半自动轮廓测量装置，其特征在于，所述的数据采集传感部件包含数据采集器（61）和容栅传感器（62）；

所述的容栅传感器（62）采集信号输入数据采集器（61）；所述的数据采集器（61）与外部单片机相连。