CN217818609U - 一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，属于航空制孔领域，包括随制孔设备末端移动的固定支架，所述固定支架顶端固定安装有安装支板，所述安装支板顶面中心安装有十字叉激光发射器，所述十字叉激光发射器发射端口处安装有补光灯，所述十字叉激光发射器两侧通过设置有调节机构分别转动安装有第一摄像头和第二摄像头，所述十字叉激光发射器发射端一侧设置试板，所述试板上垂直设置有模拟虚线，所述试板与制孔坐标系垂直设置，所述十字叉激光发射器可发射出激光十字叉，所述激光十字叉中心形成有激光十字交叉点；它可以实现更加高精度的测量法向偏差，从而测量一个弧面或者复杂曲面的法向偏差，使得制孔精度更高。

Description

一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置

技术领域

本实用新型涉及航空制孔领域，更具体地说，涉及一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置。

背景技术

在国内大量的制孔设备末端上都配有法向找正功能，其中一种主要方式是通过四点触碰接触式传感器跟随制孔末端触接触需制孔位置附近的产品表面及四个传感器触碰产品表面后的不同位移，计算出产品表面与制孔坐标系的法向偏差，从而进行法向的找正。另一种主要方式是通过非接触式的四点激光距离传感器，随着制孔末端移动到需制孔的产品表面上方，发射激光并通过激光测距传感器测出的不同距离计算出产品表面与制孔坐标系的法向偏差，从而实现产品的法向找正。

现有测量系统测量的是需制孔位置附近的产品表面，不是实际的需加工点的实际位置；并且现有测量系统都需要多附传感器，不可避免会存在一定的累积误差。在测量一个平面产品的法向精度时，现有测量方式的精度可以得到保证，达到0.5度以内。但在测量一个弧面或复杂曲面时，精度会随着曲面复杂度越来越低，甚至无法测量。伴随产品结构复杂度的不断提升，精度要求越来越高，需要开发一款可以测量正确制孔点位置，满足大部分曲面的高精度法向偏差测量系统。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，它可以实现更加高精度的测量法向偏差，从而测量一个弧面或者复杂曲面的法向偏差，使得制孔精度更高。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，包括随制孔设备末端移动的固定支架，所述固定支架顶端固定安装有安装支板，所述安装支板顶面中心安装有十字叉激光发射器，所述十字叉激光发射器发射端口处安装有补光灯，所述十字叉激光发射器两侧通过设置有调节机构分别转动安装有第一摄像头和第二摄像头，所述十字叉激光发射器发射端一侧设置试板，所述试板上垂直设置有模拟虚线。

进一步的，所述试板与制孔坐标系垂直设置。

进一步的，所述十字叉激光发射器可发射出激光十字叉，所述激光十字叉中心形成有激光十字交叉点，所述模拟虚线与制孔坐标系的X/Y轴平行，且与所述激光十字交叉点相交。

进一步的，所述补光灯呈圆环状结构，且中心轴线与所述十字叉激光发射器发射端的交叉中心轴线相重合。

进一步的，所述第一摄像头和所述第二摄像头在所述十字叉激光发射器两侧对称设置，且所述第一摄像头和所述第二摄像头为相同型号的工业相机。

进一步的，所述第一摄像头和所述第二摄像头电性连接有测量软件，所述测量软件可通过图片测量工件的位置和相对尺寸。

进一步的，所述调节机构包括安装于所述第一摄像头和所述第二摄像头转动轴底端的从动齿轮以及安装于所述安装支板底面的伺服电机，所述伺服电机动力输出端固定安装有驱动齿轮，所述从动齿轮和所述驱动齿轮相啮合。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

本方案利用第一摄像头、第二摄像头和十字叉激光发射器相配合，测量的是投射到需制孔中心位置的产品表面的十字叉交叉点的角度，是实际加工点的位置，再通过十字叉交叉点的不同角度计算出产品表面与制孔坐标系的法向偏差，从而实现产品的真实法向找正；激光十字叉法向偏差测量方式可以正确反映需加工点的产品表面与制孔坐标系的法向关系、可以测量高曲率的复杂产品、并提供良好的测量精度，从而可测量一个弧面或者复杂曲面的法向偏差，使得制孔精度更高。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的侧面结构示意图；

图3为本实用新型的局部结构示意图；

图4为本实用新型的计算坐标结构示意图。

图中标号说明：

1、第一摄像头；2、第二摄像头；3、十字叉激光发射器；4、补光灯；5、固定支架；6、安装支板；7、试板；8、激光十字叉；9、激光十字交叉点；10、α角；11、β角；12、γ角；13、模拟虚线；14、从动齿轮；15、驱动齿轮；16、伺服电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1-4，一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，包括随制孔设备末端移动的固定支架5，所述固定支架5顶端固定安装有安装支板6，所述安装支板6顶面中心安装有十字叉激光发射器3，所述十字叉激光发射器3发射端口处安装有补光灯4，所述十字叉激光发射器3两侧通过设置有调节机构分别转动安装有第一摄像头1和第二摄像头2，所述十字叉激光发射器3发射端一侧设置试板7，所述试板7上垂直设置有模拟虚线13，所述试板7与制孔坐标系垂直设置，所述十字叉激光发射器3可发射出激光十字叉8，所述激光十字叉8中心形成有激光十字交叉点9，所述模拟虚线13与制孔坐标系的X/Y轴平行，且与所述激光十字交叉点9相交。

参阅图1和图2，其中，所述补光灯4呈圆环状结构，且中心轴线与所述十字叉激光发射器3发射端的交叉中心轴线相重合，可使得补光更加均匀，从而使得所述第一摄像头1和所述第二摄像头2照片拍摄更加清晰。

参阅图1和图2，其中，所述第一摄像头1和所述第二摄像头2在所述十字叉激光发射器3两侧对称设置，且所述第一摄像头1和所述第二摄像头2为相同型号的工业相机，可从两侧拍摄不同角度的工件照片，方便进行测量识别。

参阅图1-4，其中，通过将所述第一摄像头1和所述第二摄像头2电性连接有测量软件，同时所述测量软件可通过图片测量工件的位置和相对尺寸，从而可通过拍摄工件的照片来获取α角10、β角11、γ角12，同时α＝β+γ，设x为β、y为γ，z为法向偏差，把此时x/y/z的值记录作为法向偏差的参考点(此时z为0，无偏差)，从而来计算法向偏差。

参阅图3，所述调节机构包括安装于所述第一摄像头1和所述第二摄像头2转动轴底端的从动齿轮14以及安装于所述安装支板6底面的伺服电机16，通过在所述伺服电机16动力输出端固定安装有驱动齿轮15，同时所述从动齿轮14和所述驱动齿轮15相啮合，可通过伺服电机16调节第一摄像头1和所述第二摄像头2的角度，方便清晰的拍摄工件照片，使得测量结果更加准确。

在使用时：确定好法向零点的参考位后，可沿激光十字交叉点9的横向轴和竖向轴旋转试板7，旋转后，α角10、β角11、γ角12都会有变化，记录新的x/y/z的值；

同上，在1度角内将试板7旋转100次不同的角度，从而形成一个三维的模型，通过此模型构建出的数学算法关系即可通过不同的α角10、β角11、γ角12换算出x/y的坐标，同时计算出z，z即为需要测量的法向偏差。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，包括随制孔设备末端移动的固定支架（5），其特征在于：所述固定支架（5）顶端固定安装有安装支板（6），所述安装支板（6）顶面中心安装有十字叉激光发射器（3），所述十字叉激光发射器（3）发射端口处安装有补光灯（4），所述十字叉激光发射器（3）两侧通过设置有调节机构分别转动安装有第一摄像头（1）和第二摄像头（2），所述十字叉激光发射器（3）发射端一侧设置试板（7），所述试板（7）上垂直设置有模拟虚线（13）。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，其特征在于：所述试板（7）与制孔坐标系垂直设置。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，其特征在于：所述十字叉激光发射器（3）可发射出激光十字叉（8），所述激光十字叉（8）中心形成有激光十字交叉点（9），所述模拟虚线（13）与制孔坐标系的X/Y轴平行，且与所述激光十字交叉点（9）相交。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，其特征在于：所述补光灯（4）呈圆环状结构，且中心轴线与所述十字叉激光发射器（3）发射端的交叉中心轴线相重合。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，其特征在于：所述第一摄像头（1）和所述第二摄像头（2）在所述十字叉激光发射器（3）两侧对称设置，且所述第一摄像头（1）和所述第二摄像头（2）为相同型号的工业相机。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式激光十字叉法向偏差测量装置，其特征在于：所述调节机构包括安装于所述第一摄像头（1）和所述第二摄像头（2）转动轴底端的从动齿轮（14）以及安装于所述安装支板（6）底面的伺服电机（16），所述伺服电机（16）动力输出端固定安装有驱动齿轮（15），所述从动齿轮（14）和所述驱动齿轮（15）相啮合。

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