CN103009193A - 大型结构件非接触式三维在线测量系统 - Google Patents

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隋少春
楚王伟
聂海平
周进
华瑜
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Abstract

为解决现有技术非接触式三维测量方法存在的测量操作复杂、测量效率较低和测量精度较差等问题，本发明提出一种大型结构件非接触式三维在线测量系统，在普通非接触式三维测量系统和数控机床控制系统增加PC端、机床端和测量端；PC端向机床端和测量端发出指令并接收反馈信息；机床端通过数控机床控制系统执行加工台面和机床主轴的运动指令并反馈指令执行信息；测量端及测量探头设置在数控机床主轴，执行测量指令并反馈测量结果。本发明的有益技术效果是充分利用数控机床高精度的控制系统和运动机构，不需要从数控机床上拆卸待测大型结构件，大大提高了测量效率和测量精度。

Description

大型结构件非接触式三维在线测量系统
技术领域
本发明涉及到一种大型结构件非接触式三维测量技术，特别涉及到一种大型结构件非接触式三维在线测量系统。
背景技术
非接触式三维测量方法具有非接触、速度快和精度高等优点，将其应用于大型结构件测量中，既可获得更加全面三维形貌测量数据，又大幅提高测量效率。现有技术非接触式三维测量方法通常将结构件从机床等加工设备上拆卸下来，重新安装定位，然后，再开始进行三维测量。这种方法测量时由于离开的加工线，因此，被称为非接触式三维离线测量方法。非接触式三维测量需要确定多个单视场的相对位置关系才能完成整个工件的测量，重新安装定位的大型工件没有高精度的运动机构，只能通过在待测大型结构件的相应位置点粘贴标志，以此确定测量的相对位置，从而实现非接触式三维测量。显然，现有技术非接触式三维测量方法存在着测量操作复杂、测量效率较低和测量精度较差等问题。
另外，大型结构件的加工机床通常为数控机床，具有较高程度的控制系统和较高精度的运动机构，以满足机械加工和加工精度的要求。
发明内容
为解决现有技术非接触式三维测量方法存在的测量操作复杂、测量效率较低和测量精度较差等问题，本发明提出一种大型结构件非接触式三维在线测量系统。本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统，在普通非接触式三维测量系统和数控机床控制系统增加PC端、机床端和测量端；PC端向机床端和测量端发出指令并接收反馈信息；机床端通过数控机床控制系统执行加工台面和机床主轴的运动指令并反馈指令执行信息；测量端及测量探头设置在数控机床主轴，执行测量指令并反馈测量结果，其中，PC端、机床端和测量端之间采用网络连接方式，且采用TCP/IP协议实现通讯。
进一步的，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统机床端利用数控机床网络接口实现与PC端的网络连接，并在数控机床控制系统前端增加通讯模块建立机床端与PC端之间的通讯，向数控机床控制系统传递PC端的指令或者向PC端反馈指令执行信息。
进一步的，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统测量端在非接触式三维测量系统的测量探头前端增加测量模块建立测量端与PC端之间的通讯，执行测量指令并向PC端反馈测量结果。
本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统的有益技术效果是充分利用数控机床高精度的控制系统和运动机构，不需要从数控机床上拆卸待测大型结构件，大大提高了测量效率和测量精度。
附图说明
附图1是本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统的结构示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统作进一步的说明。
具体实施方式
附图1是本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统的结构示意图，由图可知，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统，在普通非接触式三维测量系统和数控机床控制系统增加PC端、机床端和测量端；PC端向机床端和测量端发出指令并接收反馈信息；机床端通过数控机床控制系统执行加工台面和机床主轴的运动指令并反馈指令执行信息；测量端及测量探头设置在机床主轴，执行测量指令并反馈测量结果，其中，PC端、机床端和测量端之间采用网络连接方式，且采用TCP/IP协议实现通讯。为充分利用数控机床原有的高精度的控制系统和运动机构，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统机床端利用数控机床网络接口实现与PC端的网络连接，并在数控机床控制系统前端增加通讯模块建立机床端与PC端之间的通讯，向数控机床控制系统传递PC端的指令或者向PC端反馈指令执行信息。另外，为保证测量探头的精准移动，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统的测量端及测量探头设置在数控机床主轴，并在测量探头前端增加测量模块建立测量端与PC端之间的通讯，执行测量指令并向PC端反馈测量结果。显然，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统不需要对普通非接触式三维测量系统和数控机床的硬件做任何改动，且充分利用了数控机床高精度控制系统和运动机构。固定被加工的大型结构件的工作台面可以在数控机床控制系统的控制下精准移动，而设置有测量端及测量探头的数控机床主轴亦可在数控机床控制系统的控制下精准移动，被测量大型结构件的精准移动和测量探头的精准移动，即可实现非接触式三维测量所需的多个单视场相对位置关系的精准定位。不仅实现了大型结构件的三维在线测量，而且还大幅度提高了测量效率和测量精度。
具体测量时，PC端向机床端发出运动指令，机床端通过数控机床控制系统控制工作台面或者机床主轴进行精准移动，即调整单视场与待测量大型结构件的相对位置关系，且在移动到位后向PC端反馈指令执行信息；PC端向测量端发出测量指令，测量端执行测量指令并向PC端反馈测量结果；PC端再次向机床端发出运动指令，机床端通过数控机床控制系统控制工作台面或者机床主轴进行精准移动，调整单视场与待测量大型结构件的相对位置关系，即调整到下一个视场，PC端再次向测量端发出测量指令，测量端执行测量指令并向PC端反馈测量结果；如此反复，直到测量结束。
显然，本发明大型结构件非接触式三维在线测量系统的有益技术效果是充分利用数控机床高精度的控制系统和运动机构，不需要从数控机床上拆卸待测大型结构件，大大提高了测量效率和测量精度。

Claims (3)

1. 一种大型结构件非接触式三维在线测量系统，其特征在于：在普通非接触式三维测量系统和数控机床控制系统增加PC端、机床端和测量端；PC端向机床端和测量端发出指令并接收反馈信息；机床端通过数控机床控制系统执行加工台面和机床主轴的运动指令并反馈指令执行信息；测量端及测量探头设置在数控机床主轴，执行测量指令并反馈测量结果，其中，PC端、机床端和测量端之间采用网络连接方式，且采用TCP/IP协议实现通讯。
2.根据权利要求1所述大型结构件非接触式三维在线测量系统，其特征在于：机床端利用数控机床网络接口实现与PC端的网络连接，并在数控机床控制系统前端增加通讯模块建立机床端与PC端之间的通讯，向数控机床控制系统传递PC端的指令或者向PC端反馈指令执行信息。
3.根据权利要求1所述大型结构件非接触式三维在线测量系统，其特征在于：测量端在非接触式三维测量系统的测量探头前端增加测量模块建立测量端与PC端之间的通讯，执行测量指令并向PC端反馈测量结果。
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