CN108890397B - 一种长轴系激光镗孔定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学精密测量技术领域，具体涉及一种长轴系激光镗孔定位装置。装置包括激光源1、光靶2、支撑件3‑1、支撑件3‑2、支撑件3‑3、激光跟踪仪4、螺旋5、定位基座6、电动机7、激光位置传感器套件8、激光测距套件9和中心测量调整件。本发明采用激光位置传感器(PSD)检测轴线位置，结果更为精确，且可直接通过后续的二次电路实现测量信息的直接显示，同时作为数字控制的输入，实现装置的垂直面内调整，提高测量操作效率。此外，本发明采用激光测距方式，在轴线上通过电动机驱动旋转激光发光头，基点位置安装测量目标，由此实现基点定位，提高了操作效率。

Description

一种长轴系激光镗孔定位装置
技术领域
本发明属于光学精密测量技术领域，具体涉及一种长轴系激光镗孔定位装置。
背景技术
目前轴线测量多采用机械测量方式，不仅测量仪器本身精度不高，同时测量过程中人为因素影响大，且工作效率也比较低。手动调节控制不仅不方便，而且定位调整精度与操作者直接相关，小范围高精度调整变得很难操作。
采用激光小孔透镜的方式进行检测调整，可以一定程度降低机械测量的难度和提高测量精度，但调整的方便性任然较差、效率任然较低，无直接的测量检测结果显示。
本发明采用激光位置传感器(PSD)检测轴线位置，结果更为精确，且可直接通过后续的二次电路实现测量信息的直接显示，同时作为数字控制的输入，实现装置的垂直面内调整，提高测量操作效率。此外，基点距离调整的传统方法一般采用定常杆件旋转检测，并手动调整，无直接检测结果。本发明采用激光测距方式，在轴线上通过电动机驱动旋转激光发光头，基点位置安装测量目标，由此实现基点定位，提高了操作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现长轴系中心线位置确定，并完成支持架端面镗孔定位的一种长轴系激光镗孔定位装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种长轴系激光镗孔定位装置，定位装置包括激光源、光靶、支撑件一、支撑件二、支撑件三、激光跟踪仪、螺旋、定位基座、电动机、激光位置传感器套件、激光测距套件和中心测量调整件，被加工的支撑件一、支撑件二、支撑件三从左到右依次位于光靶和激光跟踪仪之间，由激光源和光靶确定中心线，标定好激光的中心线以后，测量轴线时，通过手动调节螺旋将激光位置传感器套件安装在与中心测量调整件相配合的定位基座上，根据激光位置传感器套件的读数，利用电动机调节XY轴位置，在中心线垂直平面内进行激光位置传感器套件的自动调整，测量得到支撑件一的中心，当该中心与激光源、光靶确定的中心线重合以后，用相同方法依次调整支撑件二和支撑件三的中心位置，即让支撑件一、支撑件二、支撑件三的中心均与激光源、光靶确定的中心线重合，然后拆除激光位置传感器套件，将激光测距套件安装在与中心测量调整件相配合的定位基座上，电动机驱动激光测距套件进行工作，实现圆周旋转，激光测距套件上的4个感光基点通过磁力座分别依次放置在支撑件一、支撑件二、支撑件三的端面上，通过调整使每个端面上的每个基点到轴线的距离相等，距离信息显示于检测系统，实现端面镗孔位置的定位。
所述的激光位置传感器套件检测激光的位置信息，反馈到上位机，用于显示和中心测量调整件伺服调整的输入，通过伺服自动调整，使激光位置传感器套件的检测信息为(0，0)，从而完成中心线的确定。
本发明的有益效果在于：本发明采用激光位置传感器(PSD)检测轴线位置，结果更为精确，且可直接通过后续的二次电路实现测量信息的直接显示，同时作为数字控制的输入，实现装置的垂直面内调整，提高测量操作效率。此外，基点距离调整的传统方法一般采用定常杆件旋转检测，并手动调整，无直接检测结果。本发明采用激光测距方式，在轴线上通过电动机驱动旋转激光发光头，基点位置安装测量目标，由此实现基点定位，提高了操作效率。
附图说明
图1为本发明整体示意图；
图2为轴线位置检测测量正面示意图；
图3为PSD采集控制框图；
图4为镗孔基点建立工装示意图。
具体实施方式：
下面结合附图1-4对本发明做进一步的描述：
实施例1
本发明目的是实现长轴系中心线位置确定，并完成支持框架端面镗孔定位。激光源1、光靶2、支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3、激光跟踪仪4、螺旋5、定位基座6、电动机7、激光位置传感器套件8、激光测距套件9和中心测量调整件。根据长轴系安装要求，由激光源1和光靶2确定中心线，该中心线穿过轴系支撑框架，安装有二维的激光位置传感器套件8的中心测量调整件放在支撑框架上，可以在激光线垂直平面内进行激光位置传感器套件8的检测装置的自动调整，测量得到轴系支撑框架的中心，即该中心与激光源1、光靶2确定的中心线相重合。确定轴线后，拆卸通过配合连接在中心测量调整件上的激光位置传感器套件8，再通过配合安装将激光测距套件9安装在中心测量调整件上，激光测距套件9整周旋转，即在前面确定的轴线上旋转，轴系支撑框架端面摆放4个感光基点，通过调整使每个基点到轴线的距离相等，实现端面镗孔位置定位。
被加工的轴系支撑框架处于激光源1和光靶2之间。
本发明包括1套固定设备及1套调整机构，通过固定设备上的螺旋5的调整，使中心测量调整件固定在轴系支撑框架上，并具有自锁保持功能；调整机构是固定在固定设备上的具有相互垂直的2个调整方向，由交流伺服驱动XY轴运动。
二维PSD传感器定位在与中心测量调整件相配合的定位基座6上，PSD检测激光位置信息，反馈到上位机，用于显示和中心测量调整件伺服调整的输入。通过伺服自动调整，使PSD检测信息为(0，0)，完成中心线确定。
套件上由电动机7驱动的激光测距套件9固定在另一个与中心测量调整件配合的定位基座6上，电动机7驱动的激光测距套件9能圆周旋转，即在前面确定的轴线上旋转，套件上4个感光基点通过磁力座放置在轴系支撑框架端面，通过调整使每个基点到轴线的距离相等，距离信息显示于检测系统，实现端面镗孔位置定位。
本发明的目的是为完成长轴安装保持同轴度要求，需保证长轴3个支撑框架及连接的同轴性，所有研制工装首先具有检测和调整功能的测试装置，以确定支撑框架的轴线，并在此基础上，以轴线为中心、固定直径的确定框架端面4个镗孔基点位置。
结合图1，利用已有激光发生器所发射的激光作为轴线的参照，根据其他工作条件已确定该激光发生器位置。被检测的支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3处于激光跟踪仪4和光靶2中间，轴线确定工装的目的是确定支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的轴线，使支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的中心位置与激光中心线重合。考虑激光位置传感器套件8位置检测不能通光，故标定好激光中心线后，依此确定支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的轴线，即先调节支撑件一3-1的中心轴线，达到要求后卸下激光位置传感器套件8，此时激光可以穿透支撑件一3-1，再在支撑件二3-2用同样的方法确定支撑件二3-2的轴线，直至到支撑件三3-3，然后用同样的方法确定支撑件二3-2的轴线。
结合图2-3，测量轴线时，将激光位置传感器套件8安装在定位基座6上，根据激光位置传感器套件8的读数，利用电动机7调节XY轴位置，使得定位基座6的中心与参照激光中心线的轴心重合，而后卸下激光位置传感器套件8，调整装置自锁。
结合图4，在支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的轴线都确定好之后，将激光位置传感器套件8从定位基座6上卸下，然后将电动机7驱动的激光测距套件9安装在定位基座6上，并在支撑端面放置测量目标。由电动机7驱动激光测距套件9的激光头整周旋转，与通过磁力座安装在支撑端面的目标进行测距，距离信息显示于检测系统，当需要调整某目标距离时，可手动调节磁力座上的千分尺，从而调整目标距离，以达到基点定位要求。
实施例2
一种长轴系激光镗孔定位装置，所述的定位装置包括激光源1、光靶2、支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3、激光跟踪仪4、螺旋5、定位基座6、电动机7、激光位置传感器套件8、激光测距套件9和中心测量调整件，被加工的支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3从左到右依次位于光靶2和激光跟踪仪4之间，由激光源1和光靶2确定中心线，标定好激光的中心线以后，测量轴线时，通过手动调节螺旋5将激光位置传感器套件8安装在与中心测量调整件相配合的定位基座6上，根据激光位置传感器套件8的读数，利用电动机7调节XY轴位置，在中心线垂直平面内进行激光位置传感器套件8的自动调整，测量得到支撑件一3-1的中心，当该中心与激光源1、光靶2确定的中心线重合以后，用相同方法依次调整支撑件二3-2和支撑件三3-3的中心位置，即让支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的中心均与激光源1、光靶2确定的中心线重合，然后拆除激光位置传感器套件8，将激光测距套件9安装在与中心测量调整件相配合的定位基座6上，电动机7驱动激光测距套件9进行工作，实现圆周旋转，激光测距套件9上的4个感光基点通过磁力座分别依次放置在支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的端面上，通过调整使每个端面上的每个基点到轴线的距离相等，距离信息显示于检测系统，实现端面镗孔位置的定位。
所述的激光位置传感器套件8检测激光的位置信息，反馈到上位机，用于显示和中心测量调整件伺服调整的输入。通过伺服自动调整，使激光位置传感器套件8的检测信息为(0，0)，从而完成中心线的确定。
结合图1，利用已有激光发生器所发射的激光作为轴线的参照，根据其他工作条件已确定该激光发生器位置。被检测的支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3处于激光跟踪仪4和光靶2中间，轴线确定工装的目的是确定支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的轴线，使支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的中心位置与激光中心线重合。考虑激光位置传感器套件8位置检测不能通光，故标定好激光中心线后，依此确定支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的轴线，即先调节支撑件一3-1的中心轴线，达到要求后卸下激光位置传感器套件8，此时激光可以穿透支撑件一3-1，再在支撑件二3-2用同样的方法确定支撑件二3-2的轴线，直至到支撑件三3-3，然后用同样的方法确定支撑件二3-2的轴线。
结合图2-3，测量轴线时，将激光位置传感器套件8安装在定位基座6上，根据激光位置传感器套件8的读数，利用电动机7调节XY轴位置，使得定位基座6的中心与参照激光中心线的轴心重合，而后卸下激光位置传感器套件8，调整装置自锁。
结合图4，在支撑件一3-1、支撑件二3-2、支撑件三3-3的轴线都确定好之后，将激光位置传感器套件8从定位基座6上卸下，然后将电动机7驱动的激光测距套件9安装在定位基座6上，并在支撑端面放置测量目标。由电动机7驱动激光测距套件9的激光头整周旋转，与通过磁力座安装在支撑端面的目标进行测距，距离信息显示于检测系统，当需要调整某目标距离时，可手动调节磁力座上的千分尺，从而调整目标距离，以达到基点定位要求。
这里必须指出的是，本发明中给出的其他未说明的实施方式和结构说明因为都是本领域的公知方式和公知结构，根据本发明所述的名称或描述，本领域技术人员就能够找到相关记载的文献，因此未做进一步说明。本方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术。

Claims (2)

1.一种长轴系激光镗孔定位装置，其特征在于：所述的定位装置包括激光源(1)、光靶(2)、支撑件一(3-1)、支撑件二(3-2)、支撑件三(3-3)、激光跟踪仪(4)、螺旋(5)、定位基座(6)、电动机(7)、激光位置传感器套件(8)、激光测距套件(9)和中心测量调整件，被加工的支撑件一(3-1)、支撑件二(3-2)、支撑件三(3-3)从左到右依次位于光靶(2)和激光跟踪仪(4)之间，由激光源(1)和光靶(2)确定中心线，标定好激光的中心线以后，测量轴线时，通过手动调节螺旋(5)将激光位置传感器套件(8)安装在与中心测量调整件相配合的定位基座(6)上，根据激光位置传感器套件(8)的读数，利用电动机(7)调节XY轴位置，在中心线垂直平面内进行激光位置传感器套件(8)的自动调整，测量得到支撑件一(3-1)的中心，当该中心与激光源(1)、光靶(2)确定的中心线重合以后，用相同方法依次调整支撑件二(3-2)和支撑件三(3-3)的中心位置，即让支撑件一(3-1)、支撑件二(3-2)、支撑件三(3-3)的中心均与激光源(1)、光靶(2)确定的中心线重合，然后拆除激光位置传感器套件(8)，将激光测距套件(9)安装在与中心测量调整件相配合的定位基座(6)上，电动机(7)驱动激光测距套件(9)进行工作，实现圆周旋转，激光测距套件(9)上的4个感光基点通过磁力座分别依次放置在支撑件一(3-1)、支撑件二(3-2)、支撑件三(3-3)的端面上，通过调整使每个端面上的每个基点到轴线的距离相等，距离信息显示于检测系统，实现端面镗孔位置的定位。
2.根据权利要求1所述的一种长轴系激光镗孔定位装置，其特征在于：所述的激光位置传感器套件(8)检测激光的位置信息，反馈到上位机，用于显示和中心测量调整件伺服调整的输入，通过伺服自动调整，使激光位置传感器套件(8)的检测信息为(0，0)，从而完成中心线的确定。
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