CN114427842A - 一种物体表面精度检测系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物体表面精度检测系统及其控制方法，物体表面精度检测系统包括装设在检测平台上的旋转机构、三轴移动机构以及检测机构；所述旋转机构，用于加装负载并驱动负载实现自转；所述检测机构与所述三轴移动机构相连，所述检测机构在所述三轴移动机构的带动下在XYZ轴上进行往返移动；所述检测机构的检测端往所述检测平台所在方向延伸，使得所述检测端在所述三轴移动机构的带动下移动至正对所述旋转机构的位置对所述旋转机构上的负载进行表面检测。本发明可适用于检测物体表面的平面或者曲面精度，通用性强，且可实现多个面同时检测的效果。

Description

一种物体表面精度检测系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及数控检测技术领域，尤其涉及一种物体表面精度检测系统及其控制。

背景技术

现阶段所有经过生产工序制造而成的物体都需要进行平面度检测以及曲面加工精度的检测；而对于U型桶，由于其桶口直径相对较小，现有的平面度检测装置仅能对U型桶的外表面进行检测，却无法对其内侧平面度进行检测，现有的检测方式都需要通过人工视觉去检测精度，其检测效率低，且检测也存在一定误差，对于部分较为隐蔽的结构，例如内孔型的壁面也无法检测，使得检测盲点较多，且准确性也相对较低；且无论是人工视觉检测还是现有的平面度检测装置都只能对U型桶的单一表面进行检测，无法达到多面同检测的效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种物体表面精度检测系统，可适用于检测物体表面的平面或者曲面精度，通用性强，且可实现多个面同时检测的效果。

本发明的目的之二在于提供一种物体表面精度检测系统的控制方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种物体表面精度检测系统，包括装设在检测平台上的旋转机构、三轴移动机构以及检测机构；

所述旋转机构，用于加装负载并驱动负载实现自转；

所述检测机构与所述三轴移动机构相连，所述检测机构在所述三轴移动机构的带动下在XYZ轴上进行往返移动；

所述检测机构的检测端往所述检测平台所在方向延伸，使得所述检测端在所述三轴移动机构的带动下移动至正对所述旋转机构的位置对所述旋转机构上的负载进行表面检测。

进一步地，所述三轴移动机构包括横向设在所述检测平台上的X轴移动模组，设在所述X轴移动模组上的Z轴升降模组，以及设在所述Z轴升降模组上的Y轴移动模组。

进一步地，所述检测机构包括检测驱动电机、延伸件以及检测装置，所述检测驱动电机装设在所述Y轴移动模组上，所述延伸件的一端连接所述检测装置形成所述检测机构的检测端，所述延伸件的另一端与所述检测驱动电机相连并在所述检测驱动电机的驱动下以平行于XZ平面的方向进行旋转。

进一步地，所述X轴移动模组包括X轴丝杆、X轴驱动电机以及X轴移动块；所述X轴驱动电机与所述X轴丝杆相连，所述X轴丝杆通过对应螺母与所述X轴移动块相连；所述X轴驱动电机驱动所述X轴丝杆运转以带动X轴移动块沿X轴方向进行往返移动。

进一步地，所述Z轴升降模组装设在所述X轴移动块上，所述Z轴升降模组的内部结构与所述X轴移动模组相同。

进一步地，所述X轴移动模组和所述Z轴升降模组分别装设有光栅尺以及光栅读数头，通过所述光栅尺以及所述光栅读数头对所述X轴移动模组和所述Z轴升降模组之间的位置进行实时检测。

进一步地，所述Y轴移动模组在Y轴上移动的最大行程大于或等于所述旋转机构与所述X轴移动模组之间的距离。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种如上述的物体表面精度检测系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取所述旋转机构的位置信息，并控制所述旋转机构驱动负载实现自转；

根据所述旋转机构的位置信息控制所述三轴移动机构带动所述检测机构的检测端移动至正对所述旋转机构的位置以对所述旋转机构上正在自转的负载内外表面进行检测。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明在检测平台上设有旋转机构，可带动旋转机构上的负载实现自转，在负载自转的同时，控制三轴移动机构带动检测机构的检测端移动至正对所述旋转机构的位置，让检测端对正在自转的负载进行外表面检测；此外，检测机构的检测端向下延伸从而让检测端进入桶体结构负载的内部，对负载的内表面进行检测；从而对物体内外表面进行检测的同时实现多个面同时检测的效果，可检测精度要求较高的物件，提高检测准确度和效果。

附图说明

图1为本发明物体表面精度检测系统的整体结构示意图；

图2为本发明物体表面精度检测系统正视结构示意图。

图中：1、检测平台；2、旋转机构；3、X轴移动模组；31、X轴移动块；32、X轴驱动电机；4、Z轴升降模组；41、Z轴移动块；42、Z轴驱动电机；5、Y轴移动模组；6、检测机构；61、检测驱动电机；62、延伸件；63、检测装置；7、隔离板。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

本实施例提供一种物体表面精度检测系统，该系统适用于检测物体表面的平面或者曲面精度，其检测精度高达微米级。

参考图1、图2所示，本实施例的检测系统包括装设在检测平台1上的旋转机构2、三轴移动机构以及检测机构6；所述旋转机构2、所述三轴移动机构以及所述检测机构6均与内设在所述检测平台1中的中控模块相连，利用所述中控模块对所述旋转机构2、所述三轴移动机构以及所述检测机构6进行控制，同时采集各机构所反馈的数据，实现自动化控制的效果。

本实施例的所述检测平台1上设有所述旋转机构2，所述旋转机构2由齿轮结构组成，具体地，所述旋转机构2包括旋转盘和齿轮驱动组件，所述旋转盘的外轮廓上设有齿牙，所述齿轮驱动组件与所述旋转盘上的齿牙相啮合，并驱动所述旋转盘旋转。所述旋转机构2上固定有负载，驱动负载以均匀速度进行自转。

设在所述检测平台1上的所述三轴移动机构具体包括有横向设在所述检测平台1上的X轴移动模组3，设在所述X轴移动模组3上的Z轴升降模组4，以及设在所述Z轴升降模组4上的Y轴移动模组5；所述X轴移动模组3可带动所述Z轴升降模组4沿X轴方向进行往返移动，所述Z轴升降模组4可带动所述Y轴移动模组5在Z轴方向上进行往返移动，而所述检测机构6则装设在所述Y轴移动模组5上，在所述Y轴移动模组5的驱动下可带动所述检测机构6在Y轴方向上进行往返移动；所述中控模块对所述三轴移动机构进行控制，可带动所述检测机构6精准地移动至正对所述旋转机构2的位置，实现对负载表面进行检测。

本实施例中，所述X轴移动模组3包括X轴丝杆、X轴驱动电机32以及X轴移动块31；所述X轴驱动电机32与所述X轴丝杆相连，所述X轴丝杆通过对应螺母与所述X轴移动块31相连；所述X轴驱动电机32驱动所述X轴丝杆运转以带动X轴移动块31沿X轴方向进行往返移动。

本实施例所述Z轴升降模组4则装设在所述X轴移动块31上。所述Z轴升降模组4与所述X轴移动模组3的结构相同，具体包括Z轴丝杆、Z轴驱动电机42以及Z轴移动块41，所述Z轴驱动电机42与所述Z轴丝杆相连，所述Z轴丝杆通过对应螺母与所述Z轴移动块41相连；所述Z轴驱动电机42驱动所述Z轴丝杆运转以带动Z轴移动块41沿Z轴方向进行往返移动。

而在所述Z移动块上装设有所述Y轴移动模组5，所述Y轴移动模组5同样可通过丝杆和电机进行驱动，在此不再详细描述其内部具体结构。本实施例在所述X轴丝杆以及所述Z轴丝杆的两侧均设有线性导轨滑块，以提高X轴以及Z轴方向上的移动平衡性，使得在X轴和Z轴上的直线运动精度高达1um。

本实施例中所述X轴移动模组3和所述Z轴升降模组4的结构材料均采用钢制材料零件，以提高移动过程中的稳定性，且不轻易变形。而在所述X轴移动模组3和所述Z轴升降模组4上均设有隔离板7，用于遮挡所述X轴移动模组3以及所述Z轴升降模组4内部结构，以防其他物件掉落经丝杆上影响系统正常工作。

与此同时，为了提高移动准确性，可在X轴和Z轴上分别装设光栅尺及光栅读数头，通过所述光栅尺以及所述光栅读数头对所述X轴移动模组3和所述Z轴升降模组4之间的位置进行实时检测和反馈，便于所述检测机构6准确到达目标位置。

本实施例在所述Z轴移动块41上装设有所述Y轴移动模组5，所述Y轴移动模组5在Y轴上移动的行程相对较小，实现Y轴方向的精准微调；而在所述Y轴移动模组5上装设有所述检测机构6，使得所述检测机构6可在所述三轴移动机构的带动下在X轴、Y轴以及Z轴上进行往返移动；且本实施例中所述Y轴移动模组5在Y轴上移动的最大行程大于或等于所述旋转机构2与所述X轴移动模组3之间的距离，确保装设在所述Y轴移动模组5上的所述检测机构6可移动至负载的正上方对负载进行全面的表面检测。

本实施例中所述检测机构6包括检测驱动电机61、延伸件62以及检测装置63，所述检测驱动电机61为伺服电机，通过伺服电机与所述延伸件62相连，使得所述延伸件62以伺服电机的电机轴为原点进行旋转，本实施例中所述延伸件62以平行于XY平面的方向进行旋转，可进一步提高检测角度灵活性。

而本实施例中所述延伸件62的末端连接有检测装置63，其检测装置63可以是激光检测笔，用于检测负载表面平整度以及曲面加工精度。所述延伸件62具有一定长度，所述延伸件62的具体长度可根据所述Y轴移动模组5移动至所述Z轴升降模组4的最低点时所述Y轴移动模组5到所述检测平台1之间的距离来决定。当所述中控模块控制所述检测装置63移动至所述旋转机构2的正上方时，可下降所述检测装置63使得所述检测装置63的延伸件62伸入负载内部，通过所述延伸件62上的激光检测笔对负载内部表面进行检测。

本实施例中所述中控模块可控制所述检测机构6的检测端在XYZ轴上进行移动，还可带动检测端实行旋转检测，同时驱动所述旋转机构2带动负载自转，使得检测角度更加灵活，适用于不同物体内外表面的平面或曲面精度检测。

实施例二

本实施例提供一种如上述实施例一所述的物体表面精度检测系统的控制方法，该控制方法具体包括：

获取旋转机构2的位置信息，并控制所述旋转机构2驱动负载实现自转；

根据所述旋转机构2的位置信息控制三轴移动机构带动检测机构6的检测端移动至正对所述旋转机构2的位置，并控制所述检测机构6实现旋转检测，从而对所述旋转机构2上正在自转的负载内外表面进行检测。

本实施例中的控制方法与前述实施例中的检测系统是基于同一发明构思下的另一方面，在前面已经对检测系统的实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施例中的方法实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种物体表面精度检测系统，其特征在于，包括装设在检测平台上的旋转机构、三轴移动机构以及检测机构；

所述旋转机构，用于加装负载并驱动负载实现自转；

所述检测机构与所述三轴移动机构相连，所述检测机构在所述三轴移动机构的带动下在XYZ轴上进行往返移动；

所述检测机构的检测端往所述检测平台所在方向延伸，使得所述检测机构的检测端在所述三轴移动机构的带动下移动至正对所述旋转机构的位置对所述旋转机构上的负载进行表面检测。

2.根据权利要求1所述的物体表面精度检测系统，其特征在于，所述三轴移动机构包括横向设在所述检测平台上的X轴移动模组，设在所述X轴移动模组上的Z轴升降模组，以及设在所述Z轴升降模组上的Y轴移动模组。

3.根据权利要求2所述的物体表面精度检测系统，其特征在于，所述检测机构包括检测驱动电机、延伸件以及检测装置，所述检测驱动电机装设在所述Y轴移动模组上，所述延伸件的一端连接所述检测装置形成所述检测机构的检测端，所述延伸件的另一端与所述检测驱动电机相连并在所述检测驱动电机的驱动下以平行于XZ平面的方向进行旋转。

4.根据权利要求2所述的物体表面精度检测系统，其特征在于，所述X轴移动模组包括X轴丝杆、X轴驱动电机以及X轴移动块；所述X轴驱动电机与所述X轴丝杆相连，所述X轴丝杆通过对应螺母与所述X轴移动块相连；所述X轴驱动电机驱动所述X轴丝杆运转以带动X轴移动块沿X轴方向进行往返移动。

5.根据权利要求4所述的物体表面精度检测系统，其特征在于，所述Z轴升降模组装设在所述X轴移动块上，所述Z轴升降模组的内部结构与所述X轴移动模组相同。

6.根据权利要求2所述的物体表面精度检测系统，其特征在于，所述X轴移动模组和所述Z轴升降模组分别装设有光栅尺以及光栅读数头，通过所述光栅尺以及所述光栅读数头对所述X轴移动模组和所述Z轴升降模组之间的位置进行实时检测。

7.根据权利要求2所述的物体表面精度检测系统，其特征在于，所述Y轴移动模组在Y轴上移动的最大行程大于或等于所述旋转机构与所述X轴移动模组之间的距离。

8.一种如权利要求1～7任意一项所述的物体表面精度检测系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取所述旋转机构的位置信息，并控制所述旋转机构驱动负载实现自转；

根据所述旋转机构的位置信息控制所述三轴移动机构带动所述检测机构的检测端移动至正对所述旋转机构的位置以对所述旋转机构上正在自转的负载内外表面进行检测。

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