CN112945071A - 一种在线检测面板状态的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线检测面板状态的系统及方法，包括顶板和基座，所述基座的上方设置有顶板，所述顶板的底部磁性吸附有磁性块，且磁性块的中心位置固定设置有固定轴，所述磁性块底部固定连接有支撑杆，且支撑杆远离磁性块的一端固定连接有第一旋转编码器，所述磁性块上的固定轴穿过第一旋转编码器，该装置通过当第二旋转编码器沿待测工件的一侧侧面滚动时，通过第一读数头读取磁栅尺的码道的位置信息，推算出定位三角板沿待测工件的该侧边的运动距离，进而可通过定位三角板在待测工件测量可运动的范围推算出待测工件的该侧边的长度，从而实现对于长方形门板的长度的测量，判断该面板的尺寸是否能加工出需要的面板尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及检测面板状态技术领域，具体为一种在线检测面板状态的系统及方法。
背景技术
防盗门又称防盗安全门，在生产防盗门时，需要对防盗门的面板进行加工，由于面板的加工需要对其尺寸进行测量，同时确定裁切出的面板是否符合加工要求，以及如何对其进行定位加工，成为实际生产加工中的难题。
当前，长方形的面板检测通常是用尺子进行测量四个边的长度，但是对四个角度的测量一般通过目测进行，使得代加工的面板是否具有可加工性，并不确定，经常出现加工后的面板不符合产品的标准。
为此，我们提出一种在线检测面板状态的系统及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对长形面板能够简单的对其进行是否可加工的在线检测的系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种在线检测面板状态的系统，包括顶板和基座，定位装置将具有磁性的顶板固定在基座(11)的正上方，所述顶板的底部磁性吸附有磁性块，且磁性块的中心位置固定设置有固定轴，所述磁性块底部固定连接有支撑杆，且支撑杆远离磁性块的一端固定连接有第一旋转编码器，所述磁性块上的固定轴穿过第一旋转编码器；
所述基座的顶部放置有待测工件，且待测工件的顶部放置有定位三角板，所述定位三角板的顶部固定连接有第一连接杆，且第一连接杆的顶部固定连接有旋转球体，所述旋转球体的顶部与固定轴水平转动连接，所述旋转球体的底部固定连接有第二连接杆，且第二连接杆处于竖直状态，所述第二连接杆远离旋转球体的一端与定位三角板固定连接，所述定位三角板的底部一侧对称设置有两个第二旋转编码器，第一读数头和第二旋转编码器对应设置；
所述旋转球体的一侧固定安装有安装板，且安装板靠近第一旋转编码器的一端固定安装有第二读数头与第一旋转编码器相适配。
具体的，所述第二连接杆的中心线与第一旋转编码器的中心线重合。
具体的，所述第一连接杆、第二连接杆和定位三角板的底边的垂直平分线构成的平面与定位三角板的底边垂直。
具体的，所述第二旋转编码器与待测工件的接触环面上设置有摩擦环。
具体的，所述定位三角板的底面固定设置有两个旋转轴，且旋转轴到定位三角板的底边的垂直平分线的距离相等，所述第二旋转编码器与定位三角板上的旋转轴转动连接。
一种在线检测面板状态的方法，包括以下步骤：
步骤一、测出待测工件的四条边的长度；
步骤二、测出待测工件的四个角的角度；
步骤三、当得到待测工件的长度和角度后，以待测工件的最长边AE为基准边，由定位结构将长边定位，其中α为锐角，∠α+∠β＝180°；∠γ＝∠β+∠σ；BH⊥AE；CF⊥AE，其中∠α、∠γ为已知，由∠α+∠γ-180＝∠σ，可以得出∠σ的正负，由此可以得出B点和C点哪一个点位相对AE的距离较远；
H点作为待测工件加工的基准点；
如果C点比B点对AE的距离远，那么BH的长度小于CF，通过BC的长度计算得出BD和HF的长度，进而通过AE-AH的长度与HF的长度进行比较，可确定HF的长度与HE的长度的长短关系，若HF的长度的长度长，则采用HE的长度作为待测工件长度的可加工尺寸，BH的长度作为待测工件宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件是否符合加工要求；
若HE的长度长，则采用HF的长度作为待测工件长度的可加工尺寸，BH的长度作为待测工件宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件是否符合加工要求。
如果C点比B点对AE的距离近，那么CF的长度小于BH，通过BC的长度计算得出BD和HF的长度，进而通过AE-AH的长度与HF的长度进行比较，可确定HF的长度与HE的长度的长短关系，若HF的长度的长度长，则采用HE的长度作为待测工件长度的可加工尺寸，CF的长度作为待测工件宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件是否符合加工要求；
若HE的长度长，则采用HF的长度作为待测工件长度的可加工尺寸，CF的长度作为待测工件宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件是否符合加工要求。
测出待测工件的四条边的长度，包括如下步骤，
第一步：定位三角板为等腰三角形，把定位三角板两个长度相等的边放置于待测工件的上面，定位三角板的底边移出待测工件，且与待测工件对应的边平行；
第二步：将待测工件安装固定在基座的上表面；
第三步：通过定位三角板底部设置的第二旋转编码器与待测工件的侧面进行移动时，第二旋转编码器做旋转运动，从而使第二旋转编码器沿着待测工件的一个侧边进行滚动前进，通过第一读数头读取磁栅尺的码道的位置信息，推算出定位三角板沿待测工件的该侧边的运动距离，进而可通过定位三角板在待测工件测量可运动的范围推算出待测工件的该侧边的长度。
测出待测工件四个角的角度，包括如下步骤，
第一步：当待测工件为不规则的四边形时，移动定位三角板到待测工件的一个角位置处时，保持磁性块的位置不发生变化，转动定位三角板使定位三角板上的第二旋转编码器抵靠住待测工件的两个边，在此过程中，定位三角板通过第二连接杆和第一连接杆带动旋转球体转动，旋转球体转动带动固定在旋转球体侧面的安装板进行旋转，从而使得第二读数头相对第一旋转编码器转动，定位三角板带动第二旋转编码器与待测工件的另一条边相切，停止转动；
第二步：通过第二读数头采集到的的磁栅尺的码道的两个位置信息，就可以推算出旋转球体转动的角度，由此就可以推算出待测工件该检测角的角度；
第三步：对待测工件其余的三个角均重复第一步和第二步的操作，从而即可检测出待测工件的四个角的角度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过把定位三角板放置在待测工件上，从而使定位三角板底部的第二旋转编码器与待测工件的一侧进行接触，把待测工件定位在基座上面，使定位三角板底部的第二旋转编码器进行旋转，当第二旋转编码器沿待测工件的一侧侧面滚动时，通过第一读数头读取磁栅尺的码道的位置信息，推算出定位三角板沿待测工件的该侧边的运动距离，进而可通过定位三角板在待测工件测量可运动的范围推算出待测工件的该侧边的长度，从而实现对于长方形门板的长度的测量，判断该面板的尺寸是否能加工出需要的面板尺寸。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明侧面结构示意图；
图3为本发明侧面另一状态的结构示意图；
图4为本发明角度测量原理图；
图5为本发明角度测量另一状态的原理图；
图6为本发明第一种定位原理示意图；
图7为本发明第二种定位原理示意图；
图8为本发明第三种定位原理示意图；
图9为本发明第四种定位原理示意图。
图中：1、顶板；2、磁性块；3、支撑杆；4、第一旋转编码器；5、旋转球体；6、第一连接杆；7、定位三角板；8、待测工件；9、第二旋转编码器；10、第一读数头；11、基座；12、第二连接杆；13、安装板；14、第二读数头；15、固定轴。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图9，图示中的一种在线检测面板状态的系统，包括顶板1和基座11，定位装置将具有磁性的顶板1固定在基座11的正上方，所述顶板1的底部磁性吸附有磁性块2，且磁性块2的中心位置固定设置有固定轴15，所述磁性块2底部固定连接有支撑杆3，且支撑杆3远离磁性块2的一端固定连接有第一旋转编码器4，所述磁性块2上的固定轴15穿过第一旋转编码器4。
所述基座11的顶部放置有待测工件8，且待测工件8的顶部放置有定位三角板7，所述定位三角板7的顶部固定连接有第一连接杆6，且第一连接杆6的顶部固定连接有旋转球体5，所述旋转球体5的顶部与固定轴15水平转动连接，所述旋转球体5的底部固定连接有第二连接杆12，且第二连接杆12处于竖直状态，所述第二连接杆12远离旋转球体5的一端与定位三角板7固定连接，所述定位三角板7的底部一侧对称设置有两个第二旋转编码器9，第一读数头10和第二旋转编码器9对应设置；
所述旋转球体5的一侧固定安装有安装板13，且安装板13靠近第一旋转编码器4的一端固定安装有第二读数头14与第一旋转编码器4相适配。
为了保证第一旋转编码器4位于第二连接杆12的正上方，所述第二连接杆12的中心线与第一旋转编码器4的中心线重合，所述第一连接杆6、第二连接杆12和定位三角板7的底边的垂直平分线构成的平面与定位三角板7的底边垂直。
为了保证第二旋转编码器9沿待测工件8的侧面移动时，第二旋转编码器9做旋转运动，所述第二旋转编码器9与待测工件8的接触环面上设置有摩擦环，所述定位三角板7的底面固定设置有两个旋转轴，且旋转轴到定位三角板7的底边的垂直平分线的距离相等，所述第二旋转编码器9与定位三角板7上的旋转轴转动连接。
所述第二旋转编码器9与第一旋转编码器4的结构组成和工作原理相同。
测出待测工件8的四条边的长度，包括如下步骤，
第一步：定位三角板7为等腰三角形，把定位三角板7两个长度相等的边放置于待测工件8的上面，定位三角板7的底边移出待测工件8，且与待测工件8对应的边平行；
第二步：将待测工件8安装固定在基座11的上表面，且基座11的下表面与升降装置固定连接，将顶板1有定位装置固定在检测平台的正上方；
第三步：通过定位三角板7底部设置的第二旋转编码器9与待测工件8的侧面进行移动时，第二旋转编码器9做旋转运动，从而使第二旋转编码器9沿着待测工件8的一个侧边进行滚动前进，通过第一读数头10读取磁栅尺的码道的位置信息，推算出定位三角板7沿待测工件8的该侧边的运动距离，进而可通过定位三角板7在待测工件8测量可运动的范围推算出待测工件8的该侧边的长度。
测出待测工件(8)四个角的角度，包括如下步骤，
第一步：当待测工件8为不规则的四边形时，移动定位三角板7到待测工件8的一个角位置处时，保持磁性块2的位置不发生变化，转动定位三角板7使定位三角板7上的第二旋转编码器9抵靠住待测工件8的两个边，在此过程中，定位三角板7通过第二连接杆12和第一连接杆6带动旋转球体5转动，旋转球体5转动带动固定在旋转球体5侧面的安装板13进行旋转，从而使得第二读数头14相对第一旋转编码器4转动，定位三角板7带动第二旋转编码器9与待测工件8的另一条边相切，停止转动；
第二步：通过第二读数头14采集到的的磁栅尺的码道的两个位置信息，就可以推算出旋转球体5转动的角度，由此就可以推算出待测工件8该检测角的角度；
第三步：对待测工件8其余的三个角均重复第一步和第二步的操作，从而即可检测出待测工件8的四个角的角度。
第一旋转编码器4为现有常识技术，其由两部分组成：短圆环体和固定在短圆环体外侧表面的第一磁栅尺。第一磁栅尺成圆环状。预先设定好第一磁栅尺的码道与编码数据库中编码的对应关系，建立好编码与角度的对应关系。
编码数据库中记录有码道位置信息与编码的对应关系和编码与角度的位置关系，因此，编码器通过第二接触头14采集到磁栅尺的码道的位置信息，即可利用编码数据库，得到相应的编码，根据编码进而得到记录被测旋转部件旋转多少角度的测量结果。并且，由旋转角度的测量结果，即可推算出第一旋转编码器4相对物体移动的位移，进而判断第二读数头14相对第一旋转编码器4旋转的角度。
角度测量原理：因第一旋转编码器4位于第二连接杆12的正上方且同轴，同时，第一连接杆6、第二连接杆12和定位三角板7的底边的垂直平分线构成的平面与定位三角板7的底边垂直。又因为，待测工件8的侧边与三角板7的底边平行。当待测工件8为锐角或者钝角时，角度关系如图2所示。第一旋转编码器4上的磁栅尺旋转角度为∠B,待测工件8的角度为∠A,∠A与∠B为互补关系，∠A+∠B＝180°。
磁性块2吸附在顶板1上，可以通过定位三角板7拖动磁性块2在顶板1上滑动，并且能够保证定位三角板7水平放置，第二连接杆12处于竖直状态。便于对待测工件8的边长进行测量。另外，如果对待测工件8的边角进行角度测量时，可将磁性块2拖拽至顶板1的适当位置，定位三角板7在抵靠一个边使，记录下当前第二读数头14相对第一旋转编码器4，然后调整定位三角板7抵靠住另一个边。再这个过程中，保证磁性块2相对顶板1不发生水平面上的旋转运动。
初始状态时，定位三角板7带动第二旋转编码器9移动，直到第二旋转编码器9与待测工件8的一个侧面相切，且位于左侧的第二旋转编码器9与该侧面的最左侧的位置接触重合。移动定位三角板7，使第二旋转编码器9沿待测工件8的侧面位置转动前进，直到右侧的第二旋转编码器9与待测工件8该侧面的最右侧的位置接触重合。通过第一读数头10读取第二旋转编码器9上的磁栅尺的码道的位置信息，推算出待测工件8的该侧边的长度，重复以上过程，测量出待测工件8的四边的长度。
定位原理：当得到待测工件8的长度和角度后，以待测工件8的最长边AE为基准边，由定位结构将长边定位。其中α为锐角。由图中的几何关系可得到如下关系，∠α+∠β＝180°；∠γ＝∠β+∠σ；BH⊥AE；CF⊥AE，其中∠α、∠γ为已知，由∠α+∠γ-180＝∠σ，可以得出∠σ的正负，由此可以得出B点和C点哪一个点位相对AE的距离较远。
如果C点比B点对AE的距离远，那么BH的长度小于CF。通过BC的长度计算得出BD和HF的长度，进而通过AE-AH的长度与HF的长度进行比较，可确定HF的长度与HE的长度的长短关系。若HF的长度的长度长，则采用HE的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸。BH的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸。然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求。则H点作为面板加工的基准点。
若HE的长度长，则采用HF的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸。BH的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸。然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求。则H点作为面板加工的基准点。
如果C点比B点对AE的距离近，那么CF的长度小于BH。通过BC的长度计算得出BD和HF的长度，进而通过AE-AH的长度与HF的长度进行比较，可确定HF的长度与HE的长度的长短关系。若HF的长度的长度长，则采用HE的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸。CF的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸。然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求。
若HE的长度长，则采用HF的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸。CF的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸。然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求。则H点作为面板加工的基准点。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种在线检测面板状态的系统，包括顶板(1)和基座(11)，其特征在于，定位装置将具有磁性的顶板(1)固定在基座(11)的正上方，所述顶板(1)的底部磁性吸附有磁性块(2)，且磁性块(2)的中心位置固定设置有固定轴(15)，所述磁性块(2)底部固定连接有支撑杆(3)，且支撑杆(3)远离磁性块(2)的一端固定连接有第一旋转编码器(4)，所述磁性块(2)上的固定轴(15)穿过第一旋转编码器(4)；
所述基座(11)的顶部放置有待测工件(8)，且待测工件(8)的顶部放置有定位三角板(7)，所述定位三角板(7)的顶部固定连接有第一连接杆(6)，且第一连接杆(6)的顶部固定连接有旋转球体(5)，所述旋转球体(5)的顶部与固定轴(15)水平转动连接，所述旋转球体(5)的底部固定连接有第二连接杆(12)，且第二连接杆(12)处于竖直状态，所述第二连接杆(12)远离旋转球体(5)的一端与定位三角板(7)固定连接，所述定位三角板(7)的底部一侧对称设置有两个第二旋转编码器(9)，第一读数头(10)和第二旋转编码器(9)对应设置；
所述旋转球体(5)的一侧固定安装有安装板(13)，且安装板(13)靠近第一旋转编码器(4)的一端固定安装有第二读数头(14)与第一旋转编码器(4)相适配。
2.根据权利要求1所述的一种在线检测面板状态的系统，其特征在于：所述第二连接杆(12)的中心线与第一旋转编码器(4)的中心线重合。
3.根据权利要求1所述的一种在线检测面板状态的系统，其特征在于：所述第一连接杆(6)、第二连接杆(12)和定位三角板(7)的底边的垂直平分线构成的平面与定位三角板(7)的底边垂直。
4.根据权利要求1所述的一种在线检测面板状态的系统，其特征在于：所述第二旋转编码器(9)与待测工件(8)的接触环面上设置有摩擦环。
5.根据权利要求1所述的一种在线检测面板状态的系统，其特征在于：所述定位三角板(7)的底面固定设置有两个旋转轴，且旋转轴到定位三角板(7)的底边的垂直平分线的距离相等，所述第二旋转编码器(9)与定位三角板(7)上的旋转轴转动连接。
6.一种在线检测面板状态的方法，根据权利要求1-5中任一项所述的一种在线检测面板状态的系统，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、测出待测工件(8)的四条边的长度；
步骤二、测出待测工件(8)的四个角的角度；
步骤三、当得到待测工件(8)的长度和角度后，以待测工件(8)的最长边AE为基准边，由定位结构将长边定位，其中α为锐角，∠α+∠β＝180°；∠γ＝∠β+∠σ；BH⊥AE；CF⊥AE，其中∠α、∠γ为已知，由∠α+∠γ-180＝∠σ，可以得出∠σ的正负，由此可以得出B点和C点哪一个点位相对AE的距离较远；
H点作为待测工件加工的基准点；
如果C点比B点对AE的距离远，那么BH的长度小于CF，通过BC的长度计算得出BD和HF的长度，进而通过AE-AH的长度与HF的长度进行比较，可确定HF的长度与HE的长度的长短关系，若HF的长度的长度长，则采用HE的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸，BH的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求；
若HE的长度长，则采用HF的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸，BH的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求。
如果C点比B点对AE的距离近，那么CF的长度小于BH，通过BC的长度计算得出BD和HF的长度，进而通过AE-AH的长度与HF的长度进行比较，可确定HF的长度与HE的长度的长短关系，若HF的长度的长度长，则采用HE的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸，CF的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求；
若HE的长度长，则采用HF的长度作为待测工件8长度的可加工尺寸，CF的长度作为待测工件8宽度的可加工尺寸，然后与门板的加工标准尺寸进行进行比对，即可得出该待测工件8是否符合加工要求。
7.根据权利要求6所述一种在线检测面板状态的方法，其特征在于，测出待测工件(8)的四条边的长度，包括如下步骤，
第一步：定位三角板(7)为等腰三角形，把定位三角板(7)两个长度相等的边放置于待测工件(8)的上面，定位三角板(7)的底边移出待测工件(8)，且与待测工件(8)对应的边平行；
第二步：将待测工件(8)安装固定在基座(11)的上表面；
第三步：通过定位三角板(7)底部设置的第二旋转编码器(9)与待测工件(8)的侧面进行移动时，第二旋转编码器(9)做旋转运动，从而使第二旋转编码器(9)沿着待测工件(8)的一个侧边进行滚动前进，通过第一读数头(10)读取磁栅尺的码道的位置信息，推算出定位三角板(7)沿待测工件(8)的该侧边的运动距离，进而可通过定位三角板(7)在待测工件(8)测量可运动的范围推算出待测工件(8)的该侧边的长度。
8.根据权利要求6所述一种在线检测面板状态的方法，其特征在于，测出待测工件(8)四个角的角度，包括如下步骤，
第一步：当待测工件(8)为不规则的四边形时，移动定位三角板(7)到待测工件(8)的一个角位置处时，保持磁性块(2)的位置不发生变化，转动定位三角板(7)使定位三角板(7)上的第二旋转编码器(9)抵靠住待测工件(8)的两个边，在此过程中，定位三角板(7)通过第二连接杆(12)和第一连接杆(6)带动旋转球体(5)转动，旋转球体(5)转动带动固定在旋转球体(5)侧面的安装板(13)进行旋转，从而使得第二读数头(14)相对第一旋转编码器(4)转动，定位三角板(7)带动第二旋转编码器(9)与待测工件(8)的另一条边相切，停止转动；
第二步：通过第二读数头(14)采集到的的磁栅尺的码道的两个位置信息，就可以推算出旋转球体(5)转动的角度，由此就可以推算出待测工件(8)该检测角的角度；
第三步：对待测工件(8)其余的三个角均重复第一步和第二步的操作，从而即可检测出待测工件(8)的四个角的角度。
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2021
- 2021-02-02 CN CN202110145936.3A patent/CN112945071B/zh active Active
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112945071B (zh) | 2022-11-04 |
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