CN210741411U

CN210741411U - 一种检测装置

Info

Publication number: CN210741411U
Application number: CN201920068792.4U
Authority: CN
Inventors: 陈文波
Original assignee: Suzhou Roy Amy Precision Industry Co ltd
Current assignee: Suzhou Roy Amy Precision Industry Co ltd
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2029-01-16

Abstract

本实用新型公开的检测装置，至少包括探测头、工作台、固定装置和驱动装置，固定装置设于工作台，驱动装置与工作台连接，固定装置用于固定待测物，驱动装置依据X轴和/或Y轴和/或Z轴和/或A轴和/或B轴为所述工作台提供驱动力；检测时，驱动装置驱动工作台运动，使探测头相对于待测物按照预设轨迹移动完成检测。本实用新型使得探测头在对复杂结构，特别是复杂内腔结构进行检测时，能够实现直接一次性测量，而无需采用多次退回选择探测角度和方向以增加探测深度的形式，提高了探测的效率和探测的精度，并且降低了系统数据处理难度。

Description

一种检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，特别是一种对复杂结构特别是具有复杂内腔结构的构件进行检测的检测装置。

复杂内腔结构主要指对具有非常规形态的，包括而不限于如长弧形、多段组合结构等非连续平滑结构

背景技术

作为一种重要的检测工具，三坐标测量机广泛地应用在机械、汽车、航空、军工等行业中，其检测对象可包括箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面、各种工具原型、机器中小型配件等，可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。三坐标测量机的结构是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台，测量探头可以以手动或机动方式移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。如图1所示，通常，三坐标测量机的测量探头固定在移动导轨的机构上，在对复杂结构，特别是对复杂内腔结构进行测量时，按照现行的技术需要将测量探头多次伸缩同时配合角度调整，也就是测量时，需要将测量探头在一定的方向上伸进内腔进行探测作业，在一次探测完成后，探测头退回原位，调整方向，重新伸进内腔进行新探测作业，重复这一操作，直至完成探测工作。现行的这种测量方式，需要将测试工作分为多个区段来进行测量作业，并且每一个段作业所获得的坐标点数据，还需要用调整后的测量头数据来进行校正，再将该多段坐标点进行拼接整合，才能形成完整的测量结果模型。这种测量方式操作复杂，极易形成测量死角，并且在模型建立是需要较大的计算量，会严重影响数据测量和模型的构建效率。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种检测装置，使得探测头在对复杂结构，特别是复杂内腔结构进行检测时，能够实现直接一次测量，而无需采用多次退回选择探测角度和方向以增加探测深度的形式，提高了探测的效率和探测的精度，并且降低了系统数据处理难度。

本实用新型公开的一种检测装置，至少包括探测头、工作台、固定装置和驱动装置；

所述固定装置设于所述工作台；

所述驱动装置与所工作台连接，这种连接可以是驱动装置与工作装置直接连接，也可以是通过传动装置间接连接；

所述固定装置用于固定待测物；

所述驱动装置依据X轴和/或Y轴和/或Z轴和/或A轴和/或B轴为所述工作台提供驱动力；检测时，所述驱动装置驱动所述工作台运动，使探测头(探测头固定设于工作台的一侧)相对于待测物按照预设轨迹移动完成检测。

进一步地，所述固定装置为夹持式装置、板式装置或者悬挂式装置；通过选用不同的固定装置，可以满足对不同形状的待测物的固定，合适的固定方式有利于优化待测物的移动轨迹，从而提高探测效率和避免出现探测死角。

进一步地，所述驱动装置的动力系统为伺服系统、轴承系统中的至少一种。

进一步地，所述轴承系统为空气轴承。

进一步地，所述工作台包括A轴转台和B轴转台。

进一步地，所述工作台包括A轴转台和B轴转台，A轴转台和所述B轴转台活动连接，A轴转台绕A轴旋转，B轴转台绕B轴于A轴转台上旋转。

进一步地，所述待测物具有内腔结构(如复杂的内腔结构，包括而不限于具有弯曲表面、不规律表面等的内腔结构等)。

进一步地，所述复杂结构检测装置还包括基座。

进一步地，所述基座用于承载所述驱动装置和/或工作台。

本方案的动力系统是指以伺服电机/直线电机、高精度轴承系统、高精度空气轴承等为动力源，配合光栅尺、低热形变系数的天然高精度花岗岩等材料的导轨平台等技术，实现了系统的高精度控制。需要特别限定的是，本方案有关检测机构未明确限定和指出的技术方案，均可以采用现有技术予以完整，以实现正常实施。

本实用新型有益效果:

本实用新型通过驱动装置驱动工作台依据X轴和/或Y轴和/或Z轴和/或A轴和/或B轴运动，使待测物的方向和角度发生变化，而探测头只需固定设于一个位置，从而避免现有技术所采用的多次伸缩探测头并改变其方向而进行分段探测的形式，可以实现一次性测量，从而提高了数据的衔接性，并且由于探测头是固定的，可以以探测头为原点直接建立坐标系，从而降低建模计算量。

附图说明：

图1、本实用新型的一种现有技术的示意图；

图2、本实用新型方案的一种实施方式的状态1示意图；

图3、图2所示实施方式的状态2示意图，状态2由状态1将待测物按所示方向旋转得到；

图4、本实用新型一种实施例结构示意图，其中X轴、Y轴、Z轴指其工作平台在三维空间体系的移动轴；A轴指A轴旋转台在水平方向的旋转轴；B轴指B轴旋转台的旋转轴，其为垂直于A轴旋转台(或者其A轴)的法向轴。

附图标记列表：

1、待测物；2、复杂内腔结构；3、探测头；4、现有技术的探测头移动方向；5、探测点C及

其径向对应点C’；6、本实用新型的待测物的移动方向；7、基座；8、驱动装置；9、工作

台；91、A轴转台；92、B轴转台；10、固定装置。

具体实施方式

下面具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

需要注意的是本实用新型方案中X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴均指联动轴，而非对机床中主轴总量的限定。

如图2和图3所示，针对具有复杂内腔结构的待测物1，为了检测其复杂内腔结构2，确定其加工质量(包括加工尺寸和加工精度)，是否符合加工要求。在现有技术中，需要将探测头3沿移动方向4探入复杂内腔结构2内，探测到探测点C，而其径向对应点C’则为传统探测方法本次探测的不可探测区，对该径向对应点C’需要退出探测头3并重新调整期位置再次探测方可。而本技术则在遇到如图所示的复杂内腔结构2时，其可以在移动待测物1增加探测头3在复杂内腔结构2的探测深度的同时，配合在移动方向6的运动，从而使待测物1处于图3所示的状态，从而实现对探测点C以及其其径向对应点C’的一次检测，同理对其它点以及其对应点的检测同样适用，只要按照运动控制参数对工件平台和/或探测头的联动即可。这就使得本技术可以实现在机床加工极限内，依照预设轨迹参数使探测头3相对于待测物1移动，实现一次性探测。

实施例1

如图4所示，在基座7上设有驱动装置8，驱动装置8与工作台9连接，工作台9包括A轴旋转台91和B轴旋转台92，B轴旋转台92内嵌于A轴旋转台91，并且B轴旋转台可以在A轴旋转台91内沿着B轴自由旋转；驱动装置8以空气轴承作为动力沿X、Y、Z、轴的各轴方向驱动工作台9(此时为空气轴承在各个方向与工作台9连接，空气轴承分别在各个方向为工作台9为其提供精确移动的驱动力)，驱动装置8还为A轴旋转台91和B轴旋转台92以A、B轴作为旋转轴旋转提供动力，在工作台9的B轴旋转台92上设有固定装置10，本实施例固定装置10选用板式装置，待测物1通过固定装置10固定于B轴旋转台92上，探测头3通过支架固定设于基座7上，探测头3位于工作台的一侧；检测时，驱动装置8按照预设参数驱动工作台9移动，完成对待测物1的待探测点(如点C)的坐标数据的获取，而后驱动装置8在按照执行参数驱动工作台9在X、Y、Z、A轴、B轴联动至其它探测点(如点C’)并获取其坐标数据，重复这一过程，使探测头3相对于待测物1按照预设轨迹移动从而完成检测，获得内腔部分的形状、尺寸数据，并最终获得加工精度包括而不限于公差等参数，以方便判断该待测物是否符合加工要求。

实施例2

在基座7上设有驱动装置8，驱动装置8与工作台9连接，工作台9包括A轴旋转台91和B轴旋转台92，B轴旋转台92内嵌于A轴旋转台91，并且B轴旋转台可以在A轴旋转台91内沿着B轴自由旋转；驱动装置8以空气轴承作为动力沿X、Y、Z、轴的各轴方向驱动工作台9(此时为空气轴承在各个方向与工作台9连接，空气轴承分别在各个方向为工作台9为其提供精确移动的驱动力)，驱动装置8还为A轴旋转台91和B轴旋转台92以A、B轴作为旋转轴旋转提供动力，在工作台9的B轴旋转台92上设有固定装置10，本实施例固定装置10选用夹持式装置，待测物1通过固定装置10固定于B轴旋转台92上，探测头3通过支架固定设于基座7上，探测头3位于工作台的一侧；检测时，驱动装置8按照预设参数驱动工作台9移动，完成对待测物1的待探测点(如点C)的坐标数据的获取，而后驱动装置8在按照执行参数驱动工作台9在X、Y、Z、A轴、B轴联动至其它探测点(如点C’)并获取其坐标数据，重复这一过程，使探测头3相对于待测物1按照预设轨迹移动从而完成检测，获得内腔部分的形状、尺寸数据，并最终获得加工精度包括而不限于公差等参数，以方便判断该待测物是否符合加工要求。

实施例3

在基座7上设有驱动装置8，驱动装置8与工作台9连接，工作台9包括A轴旋转台91和B轴旋转台92，B轴旋转台92内嵌于A轴旋转台91，并且B轴旋转台可以在A轴旋转台91内沿着B轴自由旋转；驱动装置8以伺服系统作为动力沿X、Y、Z轴的各轴方向驱动工作台9(此时伺服系统中的伺服电机通过传动装置和工作台9连接，通过伺服电机带动传动装置转动，从而分别在各个方向为工作台9为其提供精确移动的驱动力)，驱动装置8还为A轴旋转台91和B轴旋转台92以A、B轴作为旋转轴旋转提供动力，在工作台9的B轴旋转台92上设有固定装置10，本实施例固定装置10选用悬挂装置，待测物1通过固定装置10固定于B轴旋转台92上，探测头3通过支架固定设于基座7上，探测头3位于工作台的一侧；检测时，驱动装置8按照预设参数驱动工作台9移动，完成对待测物1的待探测点(如点C)的坐标数据的获取，而后驱动装置8在按照执行参数驱动工作台9在X、Y、Z、A轴、B轴联动至其它探测点(如点C’)并获取其坐标数据，重复这一过程，使探测头3相对于待测物1按照预设轨迹移动从而完成检测，获得内腔部分的形状、尺寸数据，并最终获得加工精度包括而不限于公差等参数，以方便判断该待测物是否符合加工要求。

另一种实施方式，与前述实施例相区别的是：其为工作台9在X、Y、Z轴方向由驱动装置8驱动时，探测头3可以旋转以达到上述实施方式在A轴和/或B轴联动的效果。

采用以上方案的建模效率预计能够提升5-10％以上，主要贡献是由于固定的探测头作为坐标原点，并将运动轨迹矢量化，进而有利于探测坐标的计算和模型的建立，同时本技术的一次探测，免除了传统技术的多次技术和模型拼接。

本处实施例对本实用新型要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本实用新型要求保护的范围内；同时本实用新型方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种检测装置，包括探测头，其特征在于，至少还包括工作台、固定装置和驱动装置；

所述固定装置设于所述工作台，所述工作台包括A轴转台和/或B轴转台，A轴转台和所述B轴转台活动连接，A轴转台绕A轴旋转，B轴转台绕B轴于A轴转台上旋转；

所述驱动装置与所述工作台连接；

所述固定装置用于固定待测物；

所述驱动装置依据X轴和/或Y轴和/或Z轴和/或A轴和/或B轴为所述工作台提供驱动力。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述固定装置为夹持式装置、板式装置或者悬挂式装置。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述驱动装置的动力系统为伺服系统、轴承系统中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述轴承系统为空气轴承。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述待测物具有内腔结构。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括基座。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述基座用于承载所述驱动装置和/或工作台。