CN118129055A - 一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置及扫描方法 - Google Patents

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CN118129055A CN202410535132.8A CN202410535132A CN118129055A CN 118129055 A CN118129055 A CN 118129055A CN 202410535132 A CN202410535132 A CN 202410535132A CN 118129055 A CN118129055 A CN 118129055A
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Abstract

本申请公开了一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置及扫描方法,包括安装支架,安装支架一侧设置有直线移动机构,直线移动机构连接有线激光传感器,直线移动机构用于带动线激光传感器做直线移动以进行扫描,安装支架与直线移动机构之间设置有行程控制机构,行程控制机构用于控制线激光传感器的扫描行程,同时在安装支架上设置有位置反馈机构,用于实时采集并反馈扫描过程中线激光传感器的位置,用于与线激光传感器采集的二维轮廓数据拟合成扫描对象的三维轮廓数据。本申请具有提高了扫描测量装置通用性、可适应在机测量需求的优点。

Description

一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置及扫描方法
技术领域
本申请涉及数字化测量技术领域,尤其涉及一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置及扫描方法。
背景技术
随着航空装备的换代升级以及航空装备制造技术的快速发展,数字化制造在航空装备研制过程中的应用日益增加。而在机测量技术作为加工过程质量控制的重要手段,在航空装备制造中的应用越来越广泛,其测量时保证了零件装夹位置不变,进而避免了二次装夹误差的引入,相较于传统测量,对加工状态的测量具有高效率、高精度的优势。而现有在机测量主要采用的探头接触式在机测量方式,已难以满足航空装备制造过程中针对蜂窝芯等特殊材料以及装配阶差与缝隙等特殊特征的在机测量需求。线激光作为一种新的在机测量方式,其不仅能够对特征尺寸进行测量,同时也能够对典型特征的三位轮廓进行扫描,获得完整的特征数据,针对航空装备数字化制造技术发展带来的新的在机测量需求,线激光扫描能够很好的胜任其功能。
目前虽然有部分技术实现了线激光的扫描功能,但对应的线激光扫描装置多采用线激光传感器与工业相机配合的方式实现工件轮廓的扫描,且其线激光扫描装置为基本为固定式,只能将工件放入装置底部平台才能完成扫描工作,通用性较差,难以适应在机测量需求。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置及扫描方法,旨在解决现有线激光扫描装置通用性较差的技术问题。
为实现上述目的,本申请提供一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,包括安装支架,安装支架一侧设置有直线移动机构,直线移动机构连接有线激光传感器,直线移动机构用于带动线激光传感器做直线移动以进行扫描,安装支架与直线移动机构之间设置有行程控制机构,行程控制机构用于控制线激光传感器的扫描行程。
可选地,行程控制机构包括设置于安装支架底部的第一限位开关和第二限位开关,直线移动机构底部设置有用于和线激光传感器同步移动的开关触发器,开关触发器用于从第一限位开关移动到第二限位开关,以控制线激光传感器的扫描行程。
可选地,第一限位开关和第二限位开关均滑动地设置于安装支架底部,第一限位开关和第二限位开关上均设置有锁紧件,锁紧件用于将第一限位开关和第二限位开关固定于安装支架底部对应位置。
可选地,锁紧件包括T型螺栓,安装支架底部开设有与T型螺栓配合的T形槽,T型螺栓用于沿着T形槽滑移,T型螺栓一端伸出T形槽并贯穿连接第一限位开关或第二限位开关,T型螺栓上螺纹套设有用于压紧第一限位开关或第二限位开关的固定螺母。
可选地,安装支架底部设置有中位标记,中位标记位于第一限位开关和第二限位开关之间居中位置。
可选地,安装支架与直线移动机构之间设置有位置反馈机构,位置反馈机构用于检测线激光传感器扫描过程中的位置及位移量。
可选地,位置反馈机构包括设置于安装支架一侧的位置检测装置,位置检测装置与直线移动机构同侧,且位置检测装置与直线移动机构的移动方向平行,直线移动机构上设置有和位置检测装置对应的读头,读头和线激光传感器同步移动。
可选地,直线移动机构包括设置于安装支架一侧的导滑轨,导滑轨上滑动地设置有移动块,移动块远离导滑轨的另一侧连接有固定板,固定板用于安装线激光传感器,移动块上螺纹贯穿有传动丝杆,传动丝杆连接有驱动机构,驱动机构用于带动传动丝杆转动。
可选地,安装支架侧端设置有侧板,驱动机构包括活动设置于侧板上的主动轮和从动轮,主动轮和从动轮之间套设有同步带,从动轮用于连接传动丝杆,主动轮连接有驱动电机,驱动电机设置于侧板侧壁或安装支架侧壁。
可选地,安装支架上设置有控制器,线激光传感器、行程控制机构、位置反馈机构、驱动电机均与控制器电性连接。
可选地,安装支架上设置有用于连接刀柄的装配柱。
一种扫描方法,基于上述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,包括以下步骤:
根据待扫描对象的外形特征,获取覆盖外形特征的扫描目标行程L0
根据扫描目标行程L0,滑动第一限位开关和第二限位开关,以调节第一限位开关和第二限位开关之间的相对间距L;其中,L≥L0
测量线激光传感器的激光参考零点到数控机床主轴端面的距离,以获取刀长偏置值;
控制数控机床带动线激光扫描装置整体运动至待扫描对象上方;
启动直线移动机构带动线激光传感器移动,以开启扫描;
采集来自线激光传感器的二维轮廓数据和来自位置反馈机构的位置数据,以拟合得到待扫描对象的三维轮廓数据。
可选地,测量线激光传感器的激光参考零点到数控机床主轴端面的距离,以获取刀长偏置值,包括:
在数控机床的工作空间中设置一个XY平面,取其为Z0平面;
驱动数控机床运动,使激光参考零点运动至Z0平面,记录此时数控机床的Z向坐标Zl0
更换探头,采用探头测量Z0平面,记录此时数控机床的Z向坐标Zt0,并读取刀长值Lt0
计算刀长偏置值Ll0;其中,Ll0=Lt0+(Zl0-Zt0)。
本申请所能实现的有益效果如下:
本申请包括安装支架,安装支架一侧设置有直线移动机构,直线移动机构连接有线激光传感器,直线移动机构用于带动线激光传感器做直线移动以进行扫描,安装支架与直线移动机构之间设置有行程控制机构,行程控制机构用于控制线激光传感器的扫描行程。因此,本申请在测量时,通过直线移动机构可带动线激光传感器做直线移动以对待扫描对象进行扫描,同时根据待扫描对象确定好扫描行程后,通过行程控制机构可控制线激光传感器对应的扫描行程,通过移动测量和扫描行程可控的协同作用,适用范围广,提高了通用性,从而可满足在机测量需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本申请的实施例中一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置的结构示意图;
图2为本申请的实施例中一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置另一视角的结构示意图;
图3为本申请的实施例中第一限位开关与锁紧件在安装支架上的连接结构示意图(局部剖视)。
附图标记:
110-安装支架,111-装配柱,112-T形槽,120-刀柄,130-直线移动机构,131-导滑轨,132-移动块,133-固定板,134-传动丝杆,140-线激光传感器,150-行程控制机构,151-第一限位开关,152-第二限位开关,153-开关触发器,154-中位标记,160-锁紧件,161-T型螺栓,162-固定螺母,170-位置反馈机构,171-位置检测装置,172-读头,180-驱动机构,181-主动轮,182-从动轮,183-同步带,184-驱动电机,190-侧板,210-控制器。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外,若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本申请要求的保护范围之内。
实施例1
参照图1-图3,本实施例提供一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,包括安装支架110,安装支架110一侧设置有直线移动机构130,直线移动机构130连接有线激光传感器140,直线移动机构130用于带动线激光传感器140做直线移动以进行扫描,安装支架110与直线移动机构130之间设置有行程控制机构150,行程控制机构150用于控制线激光传感器140的扫描行程。
现有技术中,为实现可适用于检测不同大小工件轮廓的线激光扫描,一般线激光传感器与工业相机配合实现工件轮廓的扫描,需要配置昂贵的工业相机,增加了设备使用成本,同时在测量时,还需要将工件放入装置底部平台才能完成扫描工作,无法适应在机测量需求。
因此,在本实施例中,测量时,通过直线移动机构130可带动线激光传感器140做直线移动以对待扫描对象进行扫描,同时根据待扫描对象(即工件)确定好扫描行程后,通过行程控制机构150可控制线激光传感器140对应的扫描行程,通过移动测量和扫描行程可控的协同作用,可适应不同大小工件轮廓的线激光扫描,不会因为扫描范围过大导致扫描效率低下,适用范围广,提高了通用性,从而可满足在机测量需求,同时可取消工业相机的设置,降低了设备成本。
作为一种可选的实施方式,行程控制机构150包括设置于安装支架110底部的第一限位开关151和第二限位开关152,直线移动机构130底部设置有用于和线激光传感器140同步移动的开关触发器153,开关触发器153用于从第一限位开关151移动到第二限位开关152,以控制线激光传感器140的扫描行程。
在本实施例中,第一限位开关151和第二限位开关152即分别为扫描运动的起点与终点,当执行扫描运动时,开关触发器153在直线移动机构130作用下可随着线激光传感器140同步移动,开关触发器153从脱离第一限位开关151开始执行扫描运动,直到触发到第二限位开关152后完成扫描运动,通过第一限位开关151和第二限位开关152之间的位置关系即可实现扫描行程区间与整个扫描装置相对位置的确定。
作为一种可选的实施方式,第一限位开关151和第二限位开关152均滑动地设置于安装支架110底部,第一限位开关151和第二限位开关152上均设置有锁紧件160,锁紧件160用于将第一限位开关151和第二限位开关152固定于安装支架110底部对应位置。
在本实施方式中,由于第一限位开关151和第二限位开关152可滑动地设置于安装支架110底部,根据待扫描工件外形尺寸估算得到对应的扫描行程后,滑动第一限位开关151和第二限位开关152,使两者之间间距可覆盖扫描行程,然后再分别通过锁紧件160将调节位置后的第一限位开关151和第二限位开关152固定在安装支架110底部对应位置,以避免第一限位开关151和第二限位开关152受外力影响而位置偏移,保证扫描行程的准确性,从而可针对不同大小工件灵活调节扫描行程,提高扫描数据的准确性。
作为一种可选的实施方式,锁紧件160包括T型螺栓161,安装支架110底部开设有与T型螺栓161配合的T形槽112,T型螺栓161用于沿着T形槽112滑移,T型螺栓161一端伸出T形槽112并贯穿连接第一限位开关151或第二限位开关152,T型螺栓161上螺纹套设有用于压紧第一限位开关151或第二限位开关152的固定螺母162。
在本实施方式中,T型螺栓161可以在T形槽112中随意滑动,但无法旋转,滑动时,第一限位开关151或第二限位开关152可随着T型螺栓161滑移,滑移到对应位置后,再通过旋紧固定螺母162即可将第一限位开关151或第二限位开关152固定在安装支架110上,同理,松动固定螺母162后,即可再次使T型螺栓161在T型槽中滑移以调整限位开关的安装位置,进而调整扫描运动的初始位置与扫描行程,调节方便快捷,可快速调节和固定,满足使用要求。
在其他实施方式中,也可在安装支架110底部设置滑轨(图中未画出),第一限位开关151和第二限位开关152均可滑动地连接于滑轨上,同时在第一限位开关151和第二限位开关152设置对应锁紧结构,以将调整位置后的第一限位开关151和第二限位开关152固定在滑轨上。
作为一种可选的实施方式,安装支架110底部设置有中位标记154,中位标记154位于第一限位开关151和第二限位开关152之间居中位置。
在本实施方式中,中位标记154可采用三角形标记,当开关触发器153正对中位标记154时,此时刀柄(与安装支架110连接)轴线处于线激光传感器140的线激光平面内,便于准确定位。
作为一种可选的实施方式,安装支架110与直线移动机构130之间设置有位置反馈机构170,位置反馈机构170用于检测线激光传感器140扫描过程中的位置及位移量。
在本实施方式中,通过位置反馈机构170检测到的线激光传感器140扫描过程中的位置及位移量等位置数据,再结合线激光传感器140的二维轮廓数据,即可拟合得到待扫描工件的三维轮廓数据,从而实现对工件的三维扫描。
作为一种可选的实施方式,位置反馈机构170包括设置于安装支架110一侧的位置检测装置171,位置检测装置171与直线移动机构130同侧,且位置检测装置171与直线移动机构130的移动方向平行,直线移动机构130上设置有和位置检测装置171对应的读头172,读头172和线激光传感器140同步移动。
在本实施方式中,检测时,读头172和线激光传感器140在直线移动机构130作用下同步移动,使得读头172与位置检测装置171发生相对移动时,能够发出脉冲电平信号,从而检测线激光传感器140在扫描过程中的位置及运动位移量。
需要说明的是,位置检测装置171包括但不局限于光栅尺、磁栅等带位置编码的装置,配合对应读头172能够准确定位读头172所在位置。安装时需保证位置检测装置171与直线移动机构130尽可能平行,以保证扫描过程中读头172与位置检测装置171的相对距离保持不变,且读头172与位置检测装置171的距离为系统数据采集最稳定的距离,进一步确保位置数据采集的准确性。为保证扫描数据精度,位置检测装置171的位置检测分辨率应≤0.005mm。且位置检测装置171长度足够长,使线激光传感器140在可达空间内运动时,读头172均能采集到位置信号。
作为一种可选的实施方式,直线移动机构130包括设置于安装支架110一侧的导滑轨131,导滑轨131上滑动地设置有移动块132,移动块132远离导滑轨131的另一侧连接有固定板133,固定板133用于安装线激光传感器140,移动块132上螺纹贯穿有传动丝杆134,传动丝杆134连接有驱动机构180,驱动机构180用于带动传动丝杆134转动。
在本实施方式中,移动块132与传动丝杆134可组成一组滚珠丝杠传动副,在驱动机构180作用下驱动传动丝杆134转动,从而带动移动块132沿着导滑轨131做直线滑移,导滑轨131固定在安装支架110上,可实现移动块132的运动轨迹限制,从而带动与移动块132连接的固定板133上的线激光传感器140同步移动。
需要说明的是,这里固定板133可通过螺栓安装在移动块132上,且具有与线激光传感器140安装孔位相匹配的螺纹孔,可将线激光传感器140与移动块132进行间接连接固定,从而同步带183动线激光传感器140完成扫描运动并实现被扫描特征轮廓数据的采集。开关触发器153设置于移动块132底部,读头172设置于移动块132顶部,从而可同步移动。
作为一种可选的实施方式,安装支架110侧端设置有侧板190,驱动机构180包括活动设置于侧板190上的主动轮181和从动轮182,主动轮181和从动轮182之间套设有同步带183,从动轮182用于连接传动丝杆134,主动轮181连接有驱动电机184,驱动电机184设置于侧板190侧壁或安装支架110侧壁。
在本实施方式中,运行时,驱动电机184带动主动轮181转动,通过同步带183带动从动轮182转动,从而带动传动丝杆134转动,实现自动驱动作用。需要说明的是,驱动电机184可为伺服电机、步进电机等具备为线激光的扫描运动提供旋转运动输出能力的装置;这里可在安装支架110两侧端均设置侧板190,传动丝杆134通过轴承活动连接于两侧板190之间。
作为一种可选的实施方式,安装支架110上设置有控制器210,线激光传感器140、行程控制机构150、位置反馈机构170、驱动电机184均与控制器210电性连接。
在本实施方式中,通过控制器210的设置,可实现线激光传感器140、行程控制机构150、位置反馈机构170、驱动电机184等电器件之间的数据采集、传输及信号传递等,从而提高自动化运行程度。控制器210包括传感控制模块和运动控制模块两部分,传感控制模块用于控制线激光传感器140工作信号、接收位置反馈机构170检测到的线激光传感器140的位置信号、以及对线激光传感器140采集到的数据进行处理与分析;运动控制模块于控制驱动电机184,并接收行程控制机构150的信号,实现线激光传感器140的扫描运动范围控制。
作为一种可选的实施方式,安装支架110上设置有用于连接刀柄120的装配柱111,通过装配柱111可装配连接数控机床的刀柄,装配柱111的直径应≥8mm,且≤20mm,确保其能够安装在绝大多数不同型号的数控机床的刀柄上。
实施例2
参照图1-图3,本实施例提供一种扫描方法,基于上述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,包括以下步骤:
步骤S10:根据待扫描对象的外形特征,获取覆盖外形特征的扫描目标行程L0
步骤S20:根据扫描目标行程L0,滑动第一限位开关151和第二限位开关152,以调节第一限位开关151和第二限位开关152之间的相对间距L;其中,L≥L0
步骤S30:测量线激光传感器140的激光参考零点到数控机床主轴端面的距离,以获取刀长偏置值;
步骤S40:控制数控机床带动线激光扫描装置整体运动至待扫描对象上方;
步骤S50:启动直线移动机构130带动线激光传感器140移动,以开启扫描;
步骤S60:采集来自线激光传感器140的二维轮廓数据和来自位置反馈机构170的位置数据,以拟合得到待扫描对象的三维轮廓数据。
在本实施例中,开启扫描动作之前,先根据待扫描对象(如孔、筋条、凸台等)的外形特征计算可覆盖其外形特征的扫描目标行程L0,然后滑动调节第一限位开关151和第二限位开关152,以调节第一限位开关151和第二限位开关152之间的相对间距L,使得L≥L0,从而确保扫描行程可覆盖待扫描对象的外形特征,确保外形特征能够被完整扫描,同时不会因为扫描范围过大导致扫描效率低下,此时扫描范围的中间位置大致调整至刀柄120轴线所在平面,扫描时将待扫描对象移动至数控机床主轴下方即可保证较好的扫描覆盖率,然后计算刀长偏置值,从而可建立五轴联动虚拟刀尖点,最后开启数控机床的五轴联动功能,运行NC程序,由数控机床带动扫描装置运动至待扫描对象上方,这时可由控制器210控制线激光传感器140运动至扫描起始位置(开关触发器153脱离第一限位开关151时),停止指定时间后,由驱动机构180和直线移动机构130带动线激光传感器140从第一限位开关151处匀速运动至扫描终点位置(开关触发器153触发第二限位开关152时),同时由位置反馈机构170持续反馈线激光传感器140的位置信息,扫描结束后,使线激光传感器140返回扫描初始位置;可通过采用专用软件实现线激光传感器140的数据通信,采集来自线激光传感器140的二维轮廓数据与来自位置反馈机构170的传感器位置数据,以扫描得到的二维轮廓数据为YZ轴数据,以相匹配的传感器位置为X轴数据,从而拟合得到被扫描特征的三维轮廓数据。因此,本实施例在不依赖工业相机的前提下,可仅依靠线激光传感器140实现对不同大小工件的扫描,提高了适用范围。
需要说明的是,当扫描运动开始时,若第一限位开关151处于触发状态,则直接开始扫描,若限位开关处于未触发状态,则先驱动线激光传感器140向第一限位开关151处运动,直至第一限位开关151触发后再开始扫描过程;在进行扫描装置安装时。
作为一种可选的实施方式,在步骤步骤S30中,测量线激光传感器140的激光参考零点到数控机床主轴端面的距离,以获取刀长偏置值,具体包括:
步骤S31:在数控机床的工作空间中设置一个XY平面,取其为Z0平面;
步骤S32:驱动数控机床,使线激光传感器参考零点运动至Z0平面,记录此时数控机床的Z向坐标Zl0
步骤S33:更换探头,采用探头测量Z0平面,记录此时数控机床的Z向坐标Zt0,并读取刀长值Lt0
步骤S34:计算刀长偏置值Ll0;其中,Ll0=Lt0+(Zl0-Zt0)。
在本实施方式中,刀长偏置值即刀具长度偏置值,通过数控机床运动线激光传感器参考零点运动至Z0平面,记录此时数控机床的Z向坐标Zl0,然后重新更换探头再次测量记录数控机床的Z向坐标Zt0,并读取刀长值Lt0,从而可计算得到刀长偏置值Ll0,从而将刀长偏置值Ll0输入到数控系统中的刀长偏置,以建立五轴联动虚拟刀尖点,并以该点为驱动点实现机床运动的控制。
作为一种可选的实施方式,在步骤S10中,根据待扫描对象的外形特征,获取覆盖外形特征的扫描目标行程L0之前,还包括以下步骤:
基于执行扫描动作的数控机床主轴类型,选择对应接口的刀柄120,结合安装支架110上的装配柱111直径,选择合适的装夹方式,并将装配柱111与刀柄120稳定安装在一起;
将刀柄120安装在数控机床主轴上,并结合测量需求,采用SPOS指令对数控机床主轴进行定位,调整线激光传感器140扫描方向至目标方向。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,包括安装支架,所述安装支架一侧设置有直线移动机构,所述直线移动机构连接有线激光传感器,所述直线移动机构用于带动所述线激光传感器做直线移动以进行扫描,所述安装支架与所述直线移动机构之间设置有行程控制机构,所述行程控制机构用于控制所述线激光传感器的扫描行程。
2.如权利要求1所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述行程控制机构包括设置于所述安装支架底部的第一限位开关和第二限位开关,所述直线移动机构底部设置有用于和所述线激光传感器同步移动的开关触发器,所述开关触发器用于从所述第一限位开关移动到所述第二限位开关,以控制所述线激光传感器的扫描行程。
3.如权利要求2所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述第一限位开关和所述第二限位开关均滑动地设置于所述安装支架底部,所述第一限位开关和所述第二限位开关上均设置有锁紧件,所述锁紧件用于将所述第一限位开关和所述第二限位开关固定于所述安装支架底部对应位置。
4.如权利要求3所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述锁紧件包括T型螺栓,所述安装支架底部开设有与所述T型螺栓配合的T形槽,所述T型螺栓用于沿着所述T形槽滑移,所述T型螺栓一端伸出所述T形槽并贯穿连接所述第一限位开关或所述第二限位开关,所述T型螺栓上螺纹套设有用于压紧所述第一限位开关或所述第二限位开关的固定螺母。
5.如权利要求3或4所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述安装支架底部设置有中位标记,所述中位标记位于所述第一限位开关和所述第二限位开关之间居中位置。
6.如权利要求3所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述安装支架与所述直线移动机构之间设置有位置反馈机构,所述位置反馈机构用于检测所述线激光传感器扫描过程中的位置及位移量。
7.如权利要求6所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述位置反馈机构包括设置于所述安装支架一侧的位置检测装置,所述位置检测装置与所述直线移动机构同侧,且所述位置检测装置与所述直线移动机构的移动方向平行,所述直线移动机构上设置有和所述位置检测装置对应的读头,所述读头和所述线激光传感器同步移动。
8.如权利要求6所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述直线移动机构包括设置于所述安装支架一侧的导滑轨,所述导滑轨上滑动地设置有移动块,所述移动块远离所述导滑轨的另一侧连接有固定板,所述固定板用于安装所述线激光传感器,所述移动块上螺纹贯穿有传动丝杆,所述传动丝杆连接有驱动机构,所述驱动机构用于带动所述传动丝杆转动。
9.如权利要求8所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述安装支架侧端设置有侧板,所述驱动机构包括活动设置于侧板上的主动轮和从动轮,所述主动轮和所述从动轮之间套设有同步带,所述从动轮用于连接所述传动丝杆,所述主动轮连接有驱动电机,所述驱动电机设置于所述侧板侧壁或所述安装支架侧壁。
10.如权利要求9所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述安装支架上设置有控制器,所述线激光传感器、所述行程控制机构、所述位置反馈机构、所述驱动电机均与所述控制器电性连接。
11.如权利要求1所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,其特征在于,所述安装支架上设置有用于连接刀柄的装配柱。
12.一种扫描方法,其特征在于,基于如权利要求6-10中任一项所述的一种用于航空零部件轮廓的线激光扫描装置,包括以下步骤:
根据待扫描对象的外形特征,获取覆盖所述外形特征的扫描目标行程L0
根据所述扫描目标行程L0,滑动所述第一限位开关和所述第二限位开关,以调节所述第一限位开关和所述第二限位开关之间的相对间距L;其中,L≥L0
测量所述线激光传感器的激光参考零点到数控机床主轴端面的距离,以获取刀长偏置值;
控制数控机床带动线激光扫描装置整体运动至所述待扫描对象上方;
启动所述直线移动机构带动所述线激光传感器移动,以开启扫描;
采集来自所述线激光传感器的二维轮廓数据和来自所述位置反馈机构的位置数据,以拟合得到所述待扫描对象的三维轮廓数据。
13.如权利要求12所述的一种扫描方法,其特征在于,所述测量所述线激光传感器的激光参考零点到数控机床主轴端面的距离,以获取刀长偏置值,包括:
在所述数控机床的工作空间中设置一个XY平面,取其为Z0平面;
驱动所述数控机床运动,使所述激光参考零点位于Z0平面,记录此时所述数控机床的Z向坐标Zl0
更换探头,采用所述探头测量Z0平面,记录此时所述数控机床的Z向坐标Zt0,并读取刀长值Lt0
计算刀长偏置值Ll0;其中,Ll0=Lt0+(Zl0-Zt0)。
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