CN111664814A - 一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法 - Google Patents

一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法，包括以下主要步骤：激光检测高度；计算倾斜角；平行矫正；工件测量；平整度计算，在上述加工平面水平光学矫正检测的过程中所用到的矫正检测设备包括工作台，所述工作台的上端安装有水平板，所述工作台的侧壁对称安装有两个激光接收器。本发明通过计算检测罩与工作台的倾斜量进行矫正，减小机器误差，增加检测的精确性，通过多个检测板对工件进行多点检测，减少检测误差，进一步增加检测的精确性。

Description

一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法
技术领域
本发明涉及工件检测领域，尤其涉及一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法。
背景技术
在工件生产加工的过程中，工件的平整度关乎工件的整体质量以及后续的装配工作，因此，在生产过程中需要对产线上的工件进行抽查。
现有的工件平整度检测通过激光检测易提高准确度，但现有的激光检测在厂间长时间使用易出现机器误差，即检测仪器与检测台发生倾斜导致检测工件误差增大，且在工件检测时仅通过检测工件的某一点来标定平整度，其检测不够准确，易产生较大误差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在检测仪器歪斜产生机器误差、单点检测增加测量误差的缺点，而提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法，包括以下主要步骤：
a、激光检测高度；检测罩上的两个矫正激光发生器发出激光至工作台侧面的两个激光接收器上，检测罩两端相对工作台的垂直高度h1和h2，且已知两个矫正激光发生器的距离为L；
b、计算倾斜角；计算检测罩两端距离工作台的高度差H，H＝|h1-h2|，则单侧倾斜角度为
Figure BDA0002556486220000021
得出
Figure BDA0002556486220000022
则旋转角度∠a＝π-2∠c；
c、平行矫正；通过旋转角度∠a获得检测罩矫正的旋转量，控制步进电机转动并通过主动齿轮和从动齿轮的啮合带动调节转轴转动，使得检测罩转动相应的旋转角度∠a，完成检测罩与工作台的平行矫正；
d、工件测量；将工件放置在工作台上的水平板上，控制双杆气缸下滑使得检测槽罩住工件，然后控制检测激光发生器发出激光，光敏检测片接收反射光信号得出坐标(x,y)以及间隔时间t，已知光速为c；
e、平整度计算；首先计算反射光信号与检测激光发生器的距离
Figure BDA0002556486220000023
光程S＝c×t，设入射光路长度为m，反射光路长度为n，则S＝m+n，可得出m2+z2＝n2，则可计算出
Figure BDA0002556486220000024
则可得出倾斜角
Figure BDA0002556486220000025
即得出工件的各处平整度。
在上述加工平面水平光学矫正检测的过程中所用到的矫正检测设备包括工作台，所述工作台的上端安装有水平板，所述工作台的侧壁对称安装有两个激光接收器，所述水平板上对称开设有两个光孔，所述工作台的侧壁上安装有立柱，所述立柱上开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有双杆气缸，所述双杆气缸上开设有联动腔，所述联动腔内转动安装有调节转轴，所述调节转轴延伸至双杆气缸的外侧并安装有检测罩，所述检测罩的底面两侧对称嵌设有两个矫正激光发生器，所述检测罩的底面开设有检测槽，所述检测槽内嵌设有多个检测板，每个所述检测板均包括多个矩阵排列的光敏检测片，多个所述光敏检测片的中间嵌设有检测激光发生器；
所述立柱内嵌设有步进电机，所述步进电机的输出轴上安装有伸缩杆，所述伸缩杆延伸至双杆气缸的联动腔内并安装有主动齿轮，所述调节转轴上安装有从动齿轮，且主动齿轮啮合从动齿轮。
优选地，两个所述光孔分别与两个激光接收器，和两个矫正激光发生器处于同一轴线上；
检测槽罩住工件，减短检测光程，避免工件倾斜角度过大导致反射光信号超出检测激光发生器所在的检测板，且检测槽能够避免外界环境对检测激光发生器和光敏检测片的干扰，降低了检测误差，增加了检测的精确性；
两个矫正激光发生器测量检测罩与工作台的垂直偏差，通过垂直偏差以及两个矫正激光发生器计算出检测罩相对于工作台倾斜角度，根据相对倾斜角度计算处检测罩的矫正旋转量，然后通过步进电机矫正检测罩，使得检测罩与工作台相对平行，降低机器误差，增加检测的精确性；
多个检测板对工件进行多点检测，进一步增加设备对工件检测的准确性，降低检测误差；
步进电机通过伸缩杆带动主动齿轮转动，从而使得从动齿轮带动调节转轴转动矫正检测罩，且伸缩杆能够在双杆气缸上下滑动的过程中伸缩并能够保持转动输出，实现转动矫正与移动检测独立进行，即能够实现快速矫正并检测工件平整度，减少检测时间，增加检测效率。
本发明具有以下有益效果：
1、检测槽罩住工件，减短检测光程，避免工件倾斜角度过大导致反射光信号超出检测激光发生器所在的检测板，且检测槽能够避免外界环境对检测激光发生器和光敏检测片的干扰，降低了检测误差，增加了检测的精确性。
2、两个矫正激光发生器测量检测罩与工作台的垂直偏差，通过垂直偏差以及两个矫正激光发生器计算出检测罩相对于工作台倾斜角度，根据相对倾斜角度计算处检测罩的矫正旋转量，然后通过步进电机矫正检测罩，使得检测罩与工作台相对平行，降低机器误差，增加检测的精确性。
3、多个检测板对工件进行多点检测，进一步增加设备对工件检测的准确性，降低检测误差。
4、步进电机通过伸缩杆带动主动齿轮转动，从而使得从动齿轮带动调节转轴转动矫正检测罩，且伸缩杆能够在双杆气缸上下滑动的过程中伸缩并能够保持转动输出，实现转动矫正与移动检测独立进行，即能够实现快速矫正并检测工件平整度，减少检测时间，增加检测效率。
综上所述，本发明通过计算检测罩与工作台的倾斜量进行矫正，减小机器误差，增加检测的精确性，通过多个检测板对工件进行多点检测，减少检测误差，进一步增加检测的精确性。
附图说明
图1为本发明提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法的矫正检测设备正面结构示意图；
图2为本发明提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法的矫正检测设备侧面结构示意图；
图3为图2中A处放大图；
图4为本发明提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法的矫正检测设备的双杆气缸部分放大图；
图5为本发明提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法的矫正检测设备的检测板部分放大图；
图6为本发明提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法的矫正角度算法示意图；
图7为本发明提出的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法的检测角度算法示意图。
图中：1工作台、11水平板、111光孔、12激光接收器、2立柱、21滑槽、211、22伸缩杆、221主动齿轮、23步进电机、3检测罩、31检测槽、32矫正激光发生器、33检测板、331光敏检测片、332检测激光发生器、4双杆气缸、41联动腔、411调节转轴、412从动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-7，一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法，包括以下主要步骤：
a、激光检测高度；检测罩3上的两个矫正激光发生器32发出激光至工作台1侧面的两个激光接收器12上，检测罩3两端相对工作台1的垂直高度h1和h2，且已知两个矫正激光发生器32的距离为L；
b、计算倾斜角；计算检测罩3两端距离工作台1的高度差H，H＝|h1-h2|，则单侧倾斜角度为
Figure BDA0002556486220000061
得出
Figure BDA0002556486220000062
则旋转角度∠a＝π-2∠c；
c、平行矫正；通过旋转角度∠a获得检测罩3矫正的旋转量，控制步进电机23转动并通过主动齿轮221和从动齿轮412的啮合带动调节转轴411转动，使得检测罩3转动相应的旋转角度∠a，完成检测罩3与工作台1的平行矫正；
d、工件测量；将工件放置在工作台1上的水平板11上，控制双杆气缸4下滑使得检测槽31罩住工件，然后控制检测激光发生器332发出激光，光敏检测片331接收反射光信号得出坐标(x,y)以及间隔时间t，已知光速为c；
e、平整度计算；首先计算反射光信号与检测激光发生器332的距离
Figure BDA0002556486220000063
光程S＝c×t，设入射光路长度为m，反射光路长度为n，则S＝m+n，可得出m2+z2＝n2，则可计算出
Figure BDA0002556486220000071
则可得出倾斜角
Figure BDA0002556486220000072
即得出工件的各处平整度。
在上述加工平面水平光学矫正检测的过程中所用到的矫正检测设备包括工作台1，工作台1的上端安装有水平板11，工作台1的侧壁对称安装有两个激光接收器12，水平板11上对称开设有两个光孔111，工作台1的侧壁上安装有立柱2，立柱2上开设有滑槽21，滑槽21内滑动安装有双杆气缸4，双杆气缸4上开设有联动腔41，联动腔41内转动安装有调节转轴411，调节转轴411延伸至双杆气缸4的外侧并安装有检测罩3，检测罩3的底面两侧对称嵌设有两个矫正激光发生器32，检测罩3的底面开设有检测槽31，检测槽31内嵌设有多个检测板33，每个检测板33均包括多个矩阵排列的光敏检测片331，多个光敏检测片331的中间嵌设有检测激光发生器332；
立柱2内嵌设有步进电机23，步进电机23的输出轴上安装有伸缩杆22，伸缩杆22延伸至双杆气缸4的联动腔41内并安装有主动齿轮221，调节转轴411上安装有从动齿轮412，且主动齿轮221啮合从动齿轮412。
两个光孔111分别与两个激光接收器12，和两个矫正激光发生器32处于同一轴线上；
检测槽31罩住工件，减短检测光程，避免工件倾斜角度过大导致反射光信号超出检测激光发生器332所在的检测板33，且检测槽31能够避免外界环境对检测激光发生器332和光敏检测片331的干扰，降低了检测误差，增加了检测的精确性；
两个矫正激光发生器32测量检测罩3与工作台1的垂直偏差，通过垂直偏差以及两个矫正激光发生器32计算出检测罩3相对于工作台1倾斜角度，根据相对倾斜角度计算处检测罩3的矫正旋转量，然后通过步进电机23矫正检测罩3，使得检测罩3与工作台1相对平行，降低机器误差，增加检测的精确性；
多个检测板33对工件进行多点检测，进一步增加设备对工件检测的准确性，降低检测误差；
步进电机23通过伸缩杆22带动主动齿轮221转动，从而使得从动齿轮412带动调节转轴411转动矫正检测罩3，且伸缩杆22能够在双杆气缸4上下滑动的过程中伸缩并能够保持转动输出，实现转动矫正与移动检测独立进行，即能够实现快速矫正并检测工件平整度，减少检测时间，增加检测效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法，其特征在于，包括以下主要步骤：
a、激光检测高度；检测罩(3)上的两个矫正激光发生器(32)发出激光至工作台(1)侧面的两个激光接收器(12)上，检测罩(3)两端相对工作台(1)的垂直高度h1和h2，且已知两个矫正激光发生器(32)的距离为L；
b、计算倾斜角；计算检测罩(3)两端距离工作台(1)的高度差H，H＝|h1-h2|，则单侧倾斜角度为
Figure FDA0002556486210000011
得出
Figure FDA0002556486210000012
则旋转角度∠a＝π-2∠c；
c、平行矫正；通过旋转角度∠a获得检测罩(3)矫正的旋转量，控制步进电机(23)转动并通过主动齿轮(221)和从动齿轮(412)的啮合带动调节转轴(411)转动，使得检测罩(3)转动相应的旋转角度∠a，完成检测罩(3)与工作台(1)的平行矫正；
d、工件测量；将工件放置在工作台(1)上的水平板(11)上，控制双杆气缸(4)下滑使得检测槽(31)罩住工件，然后控制检测激光发生器(332)发出激光，光敏检测片(331)接收反射光信号得出坐标(x,y)以及间隔时间t，已知光速为c；
e、平整度计算；首先计算反射光信号与检测激光发生器(332)的距离
Figure FDA0002556486210000013
光程S＝c×t，设入射光路长度为m，反射光路长度为n，则S＝m+n，可得出m2+z2＝n2，则可计算出
Figure FDA0002556486210000014
n＝S-m，则可得出倾斜角
Figure FDA0002556486210000021
即得出工件的各处平整度。
在上述加工平面水平光学矫正检测的过程中所用到的矫正检测设备包括工作台(1)，所述工作台(1)的上端安装有水平板(11)，所述工作台(1)的侧壁对称安装有两个激光接收器(12)，所述水平板(11)上对称开设有两个光孔(111)，所述工作台(1)的侧壁上安装有立柱(2)，所述立柱(2)上开设有滑槽(21)，所述滑槽(21)内滑动安装有双杆气缸(4)，所述双杆气缸(4)上开设有联动腔(41)，所述联动腔(41)内转动安装有调节转轴(411)，所述调节转轴(411)延伸至双杆气缸(4)的外侧并安装有检测罩(3)，所述检测罩(3)的底面两侧对称嵌设有两个矫正激光发生器(32)，所述检测罩(3)的底面开设有检测槽(31)，所述检测槽(31)内嵌设有多个检测板(33)，每个所述检测板(33)均包括多个矩阵排列的光敏检测片(331)，多个所述光敏检测片(331)的中间嵌设有检测激光发生器(332)；
所述立柱(2)内嵌设有步进电机(23)，所述步进电机(23)的输出轴上安装有伸缩杆(22)，所述伸缩杆(22)延伸至双杆气缸(4)的联动腔(41)内并安装有主动齿轮(221)，所述调节转轴(411)上安装有从动齿轮(412)，且主动齿轮(221)啮合从动齿轮(412)。
2.根据权利要求1所述的一种工件加工平面水平光学矫正检测的方法，其特征在于，两个所述光孔(111)分别与两个激光接收器(12)，和两个矫正激光发生器(32)处于同一轴线上。
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