CN107345791A - 一种激光多尺寸伺服检测装置及其检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工件测量的技术领域，特别地涉及一种激光多尺寸伺服检测装置。一种激光多尺寸伺服检测装置，利用激光位移传感器作为测量工具，为了实现多尺寸精密检测，采用X向运动组件、Y向运动组件、旋转运动组件夹紧机构和测量块组件，进行轴向、径向两方向，及多个阶梯面的多尺寸检测。解决了手工检测为主工件的检测效率非常低的问题，实现加工零件在生产线上检测过程的自动化，不但省时省力，而且还在提高零件加工品质和加工效率的同时,对推进加工测量一体化技术的发展具有深远意义。

Description

一种激光多尺寸伺服检测装置及其检测系统

技术领域

本发明涉及工件测量的技术领域，特别地涉及一种激光多尺寸伺服检测装置。

背景技术

在加工制造业中，对于零件的加工，无论是加工的过程，还是加工完成后的质量和性能，都需要经历大量的检测工作。目前对于加工零件工序尺寸的检测，主要采用通规、止规、游标卡尺等工具，还是以手工检测为主，检测效率非常低，废时废力，而且还在降低了零件加工品质和加工效率,不利于推进加工测量一体化技术的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了手工检测为主工件的检测效率非常低的问题，本发明提供了一种激光多尺寸伺服检测装置，利用激光位移传感器作为测量工具，为了实现多尺寸精密检测，采用X向运动组件、Y向运动组件、旋转运动组件夹紧机构和测量块组件，进行轴向、径向两方向，及多个阶梯面的多尺寸检测，实现加工零件在生产线上检测过程的自动化，不但省时省力，而且还在提高零件加工品质和加工效率的同时,对推进加工测量一体化技术的发展具有深远意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种激光多尺寸伺服检测装置，包括：

激光位移传感器，用于发射激光至检测位置，

旋转运动组件，所述旋转运动组件用于控制激光位移传感器旋转使得激光位移传感器上的激光射出入面可以在X和Y方向发射激光，

X向运动组件，所述旋转运动组件与X向运动组件固定连接，所述X向运动组件用于控制旋转运动组件在X方向平滑，

Y向运动组件，所述X向运动组件与Y向运动组件滑动连接，所述Y向运动组件用于控制X向运动组件Y方向升降，

检测平台，Y向运动组件与检测平台固定连接，

夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧待测工件，和

组件测量块组件，所述测量块组件用于指示激光位移传感器发出的激光检测位置。

具体地，所述旋转运动组件包括：旋转气缸和U形连接板，所述旋转气缸与X向运动组件滑动连接，所述U形连接板两侧分别与旋转气缸和激光位移传感器固定连接。

具体地，所述X向运动组件包括：X向螺母滑块、X向丝杆，X向支撑和X向驱动电机，所述旋转运动组件与X向螺母滑块固定连接，所述X向螺母滑块与X向丝杆配合进行X方向上滑动，所述X向丝杆的两端与X向支撑可转动连接，所述X向丝杆任意一端设有X向驱动电机。

具体地，所述Y向运动组件包括：Y向螺母滑块、Y向丝杆，Y向支撑和Y向驱动电机，所述X向运动组件与Y向螺母滑块固定连接，所述Y向螺母滑块与Y向丝杆配合进行Y方向上滑动，所述Y向丝杆的两端与Y向支撑可转动连接，所述Y向丝杆远离检测平台的一端设有Y向驱动电机。

具体地，所述夹紧机构包括： V块夹紧气缸和位于V块夹紧气缸活塞活动方向上的两块定位V型块，所述V块夹紧气缸与检测平台固定连接，靠近所述V块夹紧气缸的定位V型块与V块夹紧气缸固定连接，另一块所述定位V型块与检测平台固定连接。

具体地，所述测量块组件包括：气缸支撑、上下气缸、内径气爪、内径测块、阶梯下表面测量块，和驱动测量块气缸，所述上下气缸设置在当夹紧机构夹紧的时候待测工件的Y方向上方，所述上下气缸通过气缸支撑与定位V型块固定连接，所述内径气爪与上下气缸的活塞端固定连接，所述内径测块与内径气爪固定连接，所述待测工件的阶梯下表面配合有阶梯下表面测量块，所述阶梯下表面测量块在远离待测工件的一端与驱动测量块气缸的活塞端固定连接，所述驱动测量块气缸与检测平台固定连接。

具体地，还包括：传感器定位组件，所述传感器定位组件包括：X向定位传感器和Y向定位传感器，所述X向定位传感器设置于X向运动组件右侧零点处，所述Y向定位传感器设置于Y向运动组件下端零点处。

本发明还提供了一种激光多尺寸伺服检测系统，还包括：上位机和处理器，所述激光位移传感器与上位机相连，所述X向定位传感器、Y向定位传感器、旋转气缸、X向驱动电机、Y向驱动电机、V块夹紧气缸、上下气缸、驱动测量块气缸分别与处理器相连。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种激光多尺寸伺服检测装置，待测工件在径向需要检测：阶梯下方的外径、阶梯外径、阶梯上方的外径、内径，在轴向需要检测：总高度、阶梯上表面高、阶梯下表面高等多个尺寸，采用的激光位移传感器在一定的距离范围内，可以通过激光射出入面三角反射检测原理，实现高精度检测。譬如，目前激光射出入面指向径向检测位置（激光检测斑点射向左侧），可以先移动到X向定位传感器、Y向定位传感器确定的原点位置后，上下移动即可检测阶梯下方的外径、阶梯外径、阶梯上方的外径、内径，其中内径的检测采用测量块检测方法，即在内径气爪运动到工件内孔中后，向外撑开气爪碰到圆内表面为止，其中一个气爪上安装的内径测块也跟随向外运动，由于内径测块下表面与待测工件最上方表面接触，不在内孔内部，在气爪撑开碰到圆内表面时，其伸出内径部分的长度代表了内径的大小（经过上位机处理显示处理），同样在激光位移传感器旋转90°激光射出入面向下后，测量轴向各尺寸时，内径测块上表面也能代表工件轴向最上表面的高度（总高）、阶梯下表面测量块驱动气缸在将阶梯下表面测量块与工件阶梯下表面接触后，测量阶梯下表面测量块的高度就代表了测量阶梯下表面高度，进行轴向、径向两方向，及多个阶梯面的多尺寸检测，实现加工零件在生产线上检测过程的自动化，不但省时省力，而且还在提高零件加工品质和加工效率的同时,对推进加工测量一体化技术的发展具有深远意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种激光多尺寸伺服检测装置的结构示意图；

图2是图1的左视图示意图；

图3是图1和图2的立体图示意图；

图4是本发明一种激光多尺寸伺服检测系统的结构示意图

图中：1.激光位移传感器，11.激光射出入面，21.旋转气缸，22.U形连接板，31.X向螺母滑块，32.X向丝杆，33.X向支撑，34.X向驱动电机，41.Y向螺母滑块，42.Y向丝杆，43.Y向支撑，44.Y向驱动电机，51.V块夹紧气缸，52.定位V型块，61.气缸支撑，62.上下气缸，63.内径气爪，64.内径测块，65. 阶梯下表面测量块，66. 驱动测量块气缸，7.检测平台，8.待测工件，91. X向定位传感器，92.Y向定位传感器，101，上位机，102.处理器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明提供了一种激光多尺寸伺服检测装置，包括：

激光位移传感器1，用于发射激光至检测位置，

旋转运动组件，旋转运动组件用于控制激光位移传感器1旋转使得激光位移传感器1上的激光射出入面11可以在X和Y方向发射激光，

X向运动组件，旋转运动组件与X向运动组件固定连接，X向运动组件用于控制旋转运动组件在X方向平滑，

Y向运动组件，X向运动组件与Y向运动组件滑动连接，Y向运动组件用于控制X向运动组件Y方向升降，

检测平台7，Y向运动组件与检测平台7固定连接，

夹紧机构，夹紧机构用于夹紧待测工件8，和

组件测量块组件，测量块组件用于指示激光位移传感器1发出的激光检测位置。

采用将激光位移传感器1通过旋转运动组件旋转90°，将激光位移传感器1通过X向运动组件在X方向上平滑，将激光位移传感器1通过Y向运动组件在Y方向上升降，实现径向和轴向多尺寸同一平台检测

具体地，旋转运动组件包括：旋转气缸21和U形连接板22，旋转气缸21与X向运动组件滑动连接，U形连接板22两侧分别与旋转气缸21和激光位移传感器1固定连接。

具体地，X向运动组件包括：X向螺母滑块31、X向丝杆32，X向支撑33和X向驱动电机34，旋转运动组件与X向螺母滑块31固定连接，X向螺母滑块31与X向丝杆32配合进行X方向上滑动，X向丝杆32的两端与X向支撑33可转动连接，X向丝杆32任意一端设有X向驱动电机34。

具体地，Y向运动组件包括：Y向螺母滑块41、Y向丝杆42，Y向支撑43和Y向驱动电机44，X向运动组件与Y向螺母滑块41固定连接，Y向螺母滑块41与Y向丝杆42配合进行Y方向上滑动，Y向丝杆42的两端与Y向支撑43可转动连接，Y向丝杆42远离检测平台7的一端设有Y向驱动电机44。

具体地，夹紧机构包括： V块夹紧气缸51和位于V块夹紧气缸51活塞活动方向上的两块定位V型块52，V块夹紧气缸51与检测平台7固定连接，靠近V块夹紧气缸51的定位V型块52与V块夹紧气缸51固定连接，另一块定位V型块52与检测平台7固定连接。

具体地，测量块组件包括：气缸支撑61、上下气缸62、内径气爪63、内径测块64、阶梯下表面测量块65，和驱动测量块气缸66，上下气缸62设置在当夹紧机构夹紧的时候待测工件8的Y方向上方，上下气缸62通过气缸支撑61与定位V型块52固定连接，内径气爪63与上下气缸62的活塞端固定连接，内径测块64与内径气爪63固定连接，待测工件8的阶梯下表面配合有阶梯下表面测量块65，阶梯下表面测量块65在远离待测工件8的一端与驱动测量块气缸66的活塞端固定连接，驱动测量块气缸66与检测平台7固定连接。

具体地，还包括：传感器定位组件，传感器定位组件包括：X向定位传感器91和Y向定位传感器92，X向定位传感器91设置于X向运动组件右侧零点处，Y向定位传感器92设置于Y向运动组件下端零点处。

工作过程为：

1.首先，将待测工件放置两定位V型块52中间，X向驱动电机34、Y向驱动电机44分别驱动X和Y方向带动激光位移传感器1回到X向定位传感器91和Y向定位传感器92设定的机械零点，V块夹紧气缸51带动上下气缸62和内径气爪63移动到待测工件8内孔上方，上下气缸62活塞带动内径气爪63向下移动，直到内径测块64下平面碰到待测工件8最上面轴向表面为止，停止向下移动，同时撑开内径气爪63，直到带有内径测块64的内径气爪63碰到内孔侧面为止，此时的激光位移传感器1的激光射出入面11指向径向检测位置，激光测点投到阶梯下方的外径上，为尺寸检测为好准备；

2.由上位机101通过与激光位移传感器1之间的通讯线发送检测信号，激光位移传感器1将阶梯下方的外径检测数值通过通讯线传送给上位机101进行处理和显示，同样方法在向上移动的过程中依次检测阶梯外径、阶梯上方的外径、内径测量块（经上位机101换算得出内径大小）；

3.移动到高于内径测块64上方后，通过旋转气缸21将激光位移传感器1旋转90°，使得激光射出入面11向下，测点投到在最右端的阶梯下表面测量块65上，再由上位机101通过与激光位移传感器1之间的通讯线发送检测信号，激光位移传感器1将阶梯下表面测量块65的高度检测数值通过通讯线传送给上位机101进行处理和显示，同样方法在激光位移传感器1的X方向向左移动的过程中依次检测阶梯上表面高、内径测块上表面高度值，检测数值通过通讯线传送给上位机进行处理和显示；

4.测量完成后，先后让X向运动组件和Y向运动组件回机械零点、收缩内径气爪63、上下气缸62、松开V块夹紧气缸51、取走检测好的待测工件8，上位机101处理和存储检测信息。

本发明还提供了一种激光多尺寸伺服检测系统，还包括：相互连通的上位机101和处理器102，激光位移传感器1与上位机101相连，X向定位传感器91、Y向定位传感器92、旋转气缸21、X向驱动电机34、Y向驱动电机44、V块夹紧气缸51、上下气缸62、驱动测量块气缸66分别与处理器102相连。

开始时候，处理器102控制V块夹紧气缸51夹紧待测工件8，然后处理器102控制上下气缸62工作直到内径测块64与待测工件8接触，然后处理器102控制X向驱动电机34和Y向驱动电机44将激光位移传感器1移动至指向径向检测位置，然后处理器102控制X向驱动电机34和Y向驱动电机44将激光位移传感器1移动至测点投到在最右端的阶梯下表面测量块65上，然后处理器102控制旋转气缸21旋转90°，最后处理器102控制V块夹紧气缸51松开待测工件8。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于包括：

激光位移传感器（1），用于发射激光至检测位置，

旋转运动组件，所述旋转运动组件用于控制激光位移传感器（1）旋转使得激光位移传感器（1）上的激光射出入面（11）能够在X和Y方向切换，

X向运动组件，所述旋转运动组件与X向运动组件固定连接，所述X向运动组件用于控制旋转运动组件在X方向平滑，

Y向运动组件，所述X向运动组件与Y向运动组件滑动连接，所述Y向运动组件用于控制X向运动组件Y方向升降，

检测平台（7），Y向运动组件与检测平台（7）固定连接，

夹紧机构，所述夹紧机构用于夹紧待测工件（8），和

测量块组件，所述测量块组件用于指示激光位移传感器（1）发出的激光检测位置。

2.如权利要求1所述的一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于：所述旋转运动组件包括：旋转气缸（21）和U形连接板（22），所述旋转气缸（21）与X向运动组件滑动连接，所述U形连接板（22）两侧分别与旋转气缸（21）和激光位移传感器（1）固定连接。

3.如权利要求1所述的一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于：所述X向运动组件包括：X向螺母滑块（31）、X向丝杆（32），X向支撑（33）和X向驱动电机（34），所述旋转运动组件与X向螺母滑块（31）固定连接，所述X向螺母滑块（31）与X向丝杆（32）配合进行X方向上滑动，所述X向丝杆（32）的两端与X向支撑（33）可转动连接，所述X向丝杆（32）任意一端设有X向驱动电机（34）。

4.如权利要求1所述的一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于：所述Y向运动组件包括：Y向螺母滑块（41）、Y向丝杆（42），Y向支撑（43）和Y向驱动电机（44），所述X向运动组件与Y向螺母滑块（41）固定连接，所述Y向螺母滑块（41）与Y向丝杆（42）配合进行Y方向上滑动，所述Y向丝杆（42）的两端与Y向支撑（43）可转动连接，所述Y向丝杆（42）远离检测平台（7）的一端设有Y向驱动电机（44）。

5.如权利要求1所述的一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于：所述夹紧机构包括： V块夹紧气缸（51）和位于V块夹紧气缸（51）活塞活动方向上的两块定位V型块（52），所述V块夹紧气缸（51）与检测平台（7）固定连接，靠近所述V块夹紧气缸（51）的定位V型块（52）与V块夹紧气缸（51）固定连接，另一块所述定位V型块（52）与检测平台（7）固定连接。

6.如权利要求5所述的一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于：所述测量块组件包括：气缸支撑（61）、上下气缸（62）、内径气爪（63）、内径测块（64）、阶梯下表面测量块（65），和驱动测量块气缸（66），所述上下气缸（62）设置在当夹紧机构夹紧的时候待测工件（8）的Y方向上方，所述上下气缸（62）通过气缸支撑（61）与定位V型块（52）固定连接，所述内径气爪（63）与上下气缸（62）的活塞端固定连接，所述内径测块（64）与内径气爪（63）固定连接，所述待测工件（8）的阶梯下表面配合有阶梯下表面测量块（65），所述阶梯下表面测量块（65）在远离待测工件（8）的一端与驱动测量块气缸（66）的活塞端固定连接，所述驱动测量块气缸（66）与检测平台（7）固定连接。

7.如权利要求1所述的一种激光多尺寸伺服检测装置，其特征在于：还包括：传感器定位组件，所述传感器定位组件包括：X向定位传感器（91）和Y向定位传感器（92），所述X向定位传感器（91）设置于X向运动组件右侧零点处，所述Y向定位传感器（92）设置于Y向运动组件下端零点处。

8.一种如权利要求1-7所述的激光多尺寸伺服检测系统，其特征在于：还包括：上位机（101）和处理器（102），所述激光位移传感器（1）与上位机（101）相连，所述X向定位传感器（91）、Y向定位传感器（92）、旋转气缸（21）、X向驱动电机（34）、Y向驱动电机（44）、V块夹紧气缸（51）、上下气缸（62）、驱动测量块气缸（66）分别与处理器（102）相连。