CN113533339A - 一种多轴检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多轴检测系统，涉及检测设备技术领域，包括激光检测单元、扫描单元和随动接收单元；所述扫描单元用以安装工件且其能绕着自身轴线自转；所述激光检测单元位于所述扫描单元的一侧且其上设有光源组件，所述光源组件能绕着自身的轴线向上或向下摆动；所述随动接收单元位于所述扫描单元的另一侧且其上转动连接有接收器，所述接收器用以接收所述光源组件的光源且二者的夹角始终保持垂直；其解决了现有技术中对工件进行内部检测时准确度和效率较低且适应性较差的问题。

Description

一种多轴检测系统

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，尤其是涉及一种多轴检测系统。

背景技术

日常生产中，为保证产品的质量往往需要对工件进行质量检测，其主要包括表面检测和内部检测；表面检测的检查范围包括工件表面缺陷检查，如表面裂纹、划痕、凹坑、凸起、斑点、腐蚀等缺陷，内部检测则需要借用专用的检测设备来检测金属材料或部件内部是否存在裂纹或缺陷，公开号为CN206420795U的专利公开了一种检测装置，但一方面由于其检测过程中测量台需自转并逐步横向移动以配合射线枪完成检测工作，导致测量台工作过程中的晃动较大，影响测量准确度且测量效率较低，另一方面其仅能对扁平的工件进行扫描，不能检测形状较为复杂的工件，导致其适应性较差。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种多轴检测系统，其解决了现有技术中对工件进行内部检测时准确度和效率较低且适应性较差的问题。

根据本发明的实施例，一种多轴检测系统，包括激光检测单元、扫描单元和随动接收单元；

所述扫描单元用以安装工件且其能绕着自身轴线自转；

所述激光检测单元位于所述扫描单元的一侧且其上设有光源组件，所述光源组件能绕着自身的轴线向上或向下摆动；

所述随动接收单元位于所述扫描单元的另一侧且其上转动连接有接收器，所述接收器用以接收所述光源组件的光源且二者的夹角始终保持垂直。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过将光源组件设置在扫描单元的一侧且光源组件能绕着自身轴线向上或向下摆动、将接收器设置在扫描单元的另一侧且其能够随着光源组件联动，以保持光源组件的光源始终垂直照射在接收器上，增强了接收器对光源的感应效果进而提高了测量准确度；检测时，通过光源组件的向上或向下摆动配合扫描单元的回转运动即可对工件的周圈进行扫描检测，检测过程中工件无需横向运动，减少了工件的晃动，提升了检测准确度和效率，且光源组件向上或向下摆动可对不同高度以及不同外形的工件进行检测，提升了系统的适用性。

附图说明

图1为本发明实施例的立体图；

图2为本发明实施例的工作示意图；

图3为图1中的A处局部放大图；

图4为图2中的B处局部放大图；

图5为本发明实施例中夹爪的结构示意图。

上述附图中：1、工件；2、光源组件；201、激光枪；202、连接板；3、接收器；4、第一基座；5、立柱；6、第一安装座；7、机架；8、第二安装座；9、第三安装座；10、滑轨；11、滑条；12、第二基座；13、回转台；14、弧形槽轮；15、螺栓；16、橡胶块；17、机械手臂；18、夹持台；19、夹爪；20、摆动部；21、连杆；22、连接块；221、翻边。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1及图2所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，包括激光检测单元、扫描单元和随动接收单元，扫描单元用以安装工件1且其能绕着自身轴线自转，激光检测单元位于扫描单元的一侧且其上设有光源组件2，光源组件2能绕着自身的轴线向上或向下摆动(即图2中的夹角C)，随动接收单元位于扫描单元的另一侧且其上转动连接有接收器3，接收器3用以接收光源组件2的光源且二者的夹角始终保持垂直；应当理解的是，上述扫描单元的自转、光源组件2的上下摆动以及接收器3的上下摆动均可通过设置常规的转动机构来实现，此处不再赘述。

通过将光源组件2设置在扫描单元的一侧且光源组件2能绕着自身轴线向上或向下摆动，将接收器3设置在扫描单元的另一侧且其能够随着光源组件2联动(即当光源组件2向上或向下摆动时，接收器3相应的向上或向下摆动)，以保持光源组件2的光源始终垂直照射于接收器3上，增强了接收器3对光源的感应效果进而提高了测量准确度；检测时，通过光源组件2的向上或向下摆动配合扫描单元的回转运动即可对工件1的周圈进行扫描检测，检测过程中工件1无需横向运动，减少了工件1的晃动，提升了检测的准确度，且光源组件2向上或向下摆动可对不同高度的工件1进行检测，提升了本系统的适用性。

如图1及图2所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，为进一步提升本系统的适用性，激光检测单元还包括第一基座4、立柱5和第一安装座6，立柱5横向(即图2中的X向)滑动连接于第一基座4上，第一安装座6竖向(即图2中的Z向)滑动连接于立柱5上，光源组件2安装于第一安装座6上，应当理解的是，上述横向滑动连接以及竖向滑动连接均可采用常规的运动副来实现，例如可在立柱5上固设竖向的导向轨，将第一安装座6滑动连接于导向轨上并采用丝杠运动副驱动第一安装座6向上或向下运动，当然，还可以采用常规的齿轮配合齿条的方式实现第一安装座6在立柱5上的上下移动，此处不再赘述；采用上述方案，光源组件2可沿着立柱5竖向运动以及随着立柱5一起横向运动，以实现光源组件2水平位置以及竖直高度的调节，从而实现对不同高度的工件1进行检测，具体调节位置以光源组件2向上或向下摆动时能够扫描完整个工件1的侧面为准；此外，通过横向和竖向调节光源组件2的位置并配合光源组件2的上下摆动，还可实现对工件1的局部进行检测，尤其是对于一些异型曲面具备良好的检测效果。

如图1至图4所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，为实现接收器3与光源组件2之间的随动，随动接收单元包括机架7、第二安装座8和第三安装座9，第二安装座8纵向滑动连接于机架7上，第三安装座9横向滑动连接于第二安装座8上，第三安装座9朝向光源组件2的一端固设有竖向的滑轨10，滑轨10上竖向滑动连接有滑条11，接收器3安装于滑条11的底端且其回转轴线与光源组件2的回转轴线相平行，当然，第二安装座8和第三安装座9上应当设有驱动其滑动的驱动机构(详见后文阐述)；采用上述方案，当光源组件2向上或向下摆动过程中，接收器3能够与之随动从而使光源始终垂直照射于接收器3上，进而提升检测的准确度。

如图1及图2所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，为进一步提升本系统的自动化，扫描单元包括第二基座12和回转台13，为方便进行上料，将第二基座12布置于第一基座4的一端，第二基座12的一侧设有用以将工件1抓取至回转台13上的抓取单元，回转台13纵向滑动连接于第二基座12上，回转台13用以安装工件1且其绕着自身轴线回转，应当理解的是，回转台13采用常规的回转结构即可实现其自转，此处不再赘述；为使本系统的结构较为紧凑，将抓取单元布置于第二基座12靠近第一基座4的一侧；采用上述方案，上料时，回转台13首先纵向滑动至与抓取单元的一侧，抓取单元将工件1抓取并放置在回转台13上，然后回转台13带动工件1纵向滑移至复位，即可完成工件1的自动上料与下料(下料同理，此处不再赘述)，为方便抓取单元将工件1放置并定位在回转台13上，可在回转台13上设置定位凸台(图中未示出)，并在工件1的底端面上设置与定位凸台相匹配的定位凹槽(图中未示出)即可实现二者的定位。

如图1至图4所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，第二安装座8上固设有竖向的第一电机(图中未示出)，第一电机(图中未示出)的输出轴上套设有第一齿轮(图中未示出)，机架7上固设有纵向的连接块22，连接块22与两个机架7构成龙门架增强了机架7的强度和稳定性，连接块22的顶部固设有两条向外的翻边221，任一翻边221相对的一侧设有与第一齿轮相啮合的第二齿，第二安装座8上通过连接组件竖向转动连接有多个弧形槽轮14，各弧形槽轮14相对的一侧分别与翻边221的上下两端相贴合；采用上述方案，第一电机通过第一齿轮即可驱动第二安装座8纵向滑动，多个弧形槽轮14对第二安装座8起到竖向限位作用且其能够减少第二安装座8滑动时的磨损；同理，第三安装座9与第二安装座8以及滑条11与滑轨10之间均可采用上述连接方式实现滑动连接，此处不再赘述。

如图3及图4所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，连接组件包括螺栓15，螺栓15设有螺纹段和光杆段，螺纹段穿过第二安装座8且二者螺纹连接，弧形槽轮14套设于光杆段上且二者间隙配合，螺栓15的头部直径大于弧形槽轮14的内径以对弧形槽轮14的轴向进行限位。采用上述方案，简单有效的实现了弧形槽轮14转动连接于第二安装座8上，便于拆装。

如图1所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，光源组件2包括激光枪201和连接板202，连接板202横向转动连接于第一安装座6上，激光枪201安装于所述连接板202上。具体的，激光枪201包括转筒和内置于转筒内的光源，转筒设有横向贯通的透光槽且其能绕着自身轴线转动，光源仅能从透光槽透出从而实现光源向上或向下摆动，连接板202横向转动连接于第一安装座6上使得光源组件2可绕着横向转动至倾斜，以对较为复杂的工件1表面进行检测，当然，为取得良好的检测准确度，可将接收器3也横向转动连接于滑条11的底端以实现其与光源组件2之间的联动进而保持二者间夹角的垂直。

如图1所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，为进一步提升激光枪201竖向的调节范围从而增强本系统的适用性，激光枪201竖向滑动连接于连接板202上。

如图1所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，为避免激光组件沿着立柱5向上或向下滑动时撞击到立柱5的两端面从而产生较大的震动，立柱5的上下两端均设有橡胶块16，各橡胶块16均正对第一安装座6上。

如图1及图5所示，本发明实施例提出了一种多轴检测系统，抓取单元包括机械手臂17、夹持台18、两个夹爪19和驱动机构，夹持台18转动连接于机械手臂17上，两个夹爪19均滑动连接于夹持台18上，驱动机构包括摆动部20、第二电机和两个连杆21，各连杆21的两端分别转动连接于摆动部20的端部和夹爪19的一端上，第二电机与摆动部20相连用以驱动其摆动以使两个夹爪19相向或背离运动，需要注意的是，上述机械手臂17为常规的六轴机器人，其具体结构为本领域常规技术手段，此处不再赘述。

本实施例的工作过程为，如图1所示，扫描单元纵向运动到夹取单元附近，夹取单元的夹爪19在第二电机的驱动下抓取工件1，随后机械手臂17将工件1放置到回转台13上，回转台13上的定位凸台将工件1进行定位，扫描单元纵向运动到扫描点，检测系统由横向、竖向以及光源组件2的上下摆动三轴联动对工件1进行扫描定位，回转台13按系统要求进行回转运动，右侧随动接收系统也根据要求与激光组件的上下摆动进行联动，以满足光源始终与接收器3保持垂直，所有检测运动由高精度机械运动系统(例如滚珠丝杠副等)构成；当然，实践中需要将执行上述各项运动的驱动机构均电连接于控制器，以使其协调作用，上述控制器可为常规的PLC控制器，其具体结构以及电连接方式均为本领域常规技术手段，此处不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多轴检测系统，其特征在于：包括激光检测单元、扫描单元和随动接收单元；

所述扫描单元用以安装工件(1)且其能绕着自身轴线自转；

所述激光检测单元位于所述扫描单元的一侧且其上设有光源组件(2)，所述光源组件(2)能绕着自身的轴线向上或向下摆动；

所述随动接收单元位于所述扫描单元的另一侧且其上转动连接有接收器(3)，所述接收器(3)用以接收所述光源组件(2)的光源且二者的夹角始终保持垂直。

2.如权利要求1所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述激光检测单元还包括第一基座(4)、立柱(5)和第一安装座(6)，所述立柱(5)横向滑动连接于所述第一基座(4)上，所述第一安装座(6)竖向滑动连接于所述立柱(5)上，所述光源组件(2)安装于所述第一安装座(6)上。

3.如权利要求2所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述随动接收单元包括机架(7)、第二安装座(8)和第三安装座(9)，所述第二安装座(8)纵向滑动连接于所述机架(7)上，所述第三安装座(9)横向滑动连接于所述第二安装座(8)上，所述第三安装座(9)朝向所述光源组件(2)的一端固设有竖向的滑轨(10)，所述滑轨(10)上竖向滑动连接有滑条(11)，所述接收器(3)安装于所述滑条(11)的底端且其回转轴线与所述光源组件(2)的回转轴线相平行。

4.如权利要求3所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述扫描单元包括第二基座(12)和回转台(13)，所述第二基座(12)位于所述第一基座(4)的一端，所述第二基座(12)的一侧设有用以将工件(1)抓取至所述回转台(13)上的抓取单元，所述回转台(13)纵向滑动连接于所述第二基座(12)上，所述回转台(13)用以安装工件(1)且其可绕着自身轴线回转。

5.如权利要求3或4所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述第二安装座(8)上固设有竖向的第一电机，所述第一电机的输出轴上套设有第一齿轮，所述机架(7)上固设有纵向的连接块(22)，所述连接块(22)的顶部固设有两条向外的翻边(221)，任一所述翻边(221)相对的一侧设有与所述第一齿轮相啮合的第二齿，所述第二安装座(8)上通过连接组件竖向转动连接有多个弧形槽轮(14)，各所述弧形槽轮(14)相对的一侧分别与所述翻边(221)的上下两端相贴合。

6.如权利要求5所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述连接组件包括螺栓(15)，所述螺栓(15)设有螺纹段和光杆段，所述螺纹段穿过所述第二安装座(8)且二者螺纹连接，所述弧形槽轮(14)套设于所述光杆段上且二者间隙配合，所述螺栓(15)的头部直径大于所述弧形槽轮(14)的内径。

7.如权利要求2或3所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述光源组件(2)包括激光枪(201)和连接板(202)，所述连接板(202)横向转动连接于所述第一安装座(6)上，所述激光枪(201)安装于所述连接板(202)上。

8.如权利要求7所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述激光枪(201)竖向滑动连接于所述连接板(202)上。

9.如权利要求2所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述立柱(5)的上下两端均设有橡胶块(16)，各所述橡胶块(16)均正对所述第一安装座(6)上。

10.如权利要求4所述的一种多轴检测系统，其特征在于：所述抓取单元包括机械手臂(17)、夹持台(18)、两个夹爪(19)和驱动机构，所述夹持台(18)转动连接于所述机械手臂(17)上，两个所述夹爪(19)均滑动连接于所述夹持台(18)上，所述驱动机构包括摆动部(20)、两个连杆(21)和第二电机，各所述连杆(21)的两端分别转动连接于所述摆动部(20)的端部和所述夹爪(19)上，所述第二电机与所述摆动部(20)相连用以驱动其摆动以使两个所述夹爪(19)相向或背离运动。

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