CN221350025U - 一种薄壁金属的在线壁厚测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄壁金属的在线壁厚测量装置，包括设置在待测金属件的两侧的第一点激光传感器和第二点激光传感器；还包括：第一安装座，用于固定所述第一点激光传感器；第二安装座，用于固定所述第二点激光传感器；第一微距工件，用于安装所述第一安装座；第二微距工件，用于安装所述第二安装座；所述第一微距工件和/或所述第二微距工件的两侧分别设有第一固定座和第二固定座；所述第一微距工件和/或所述第二微距工件分别在所述第一固定座和所述第二固定座之间范围内位置可调节；通过设置微距调节机构对点激光传感器进行间距微调，可以实时调节点激光传感器的聚焦，提高测量精确度和测量效率。

Description

一种薄壁金属的在线壁厚测量装置

技术领域

本实用新型涉及机器视觉技术领域，特别是涉及一种薄壁金属的在线壁厚测量装置。

背景技术

目前，在机械加工中经常遇到测量产品厚度尺寸，测量方法包括接触式测量和非接触式测量：

接触式测量，通常使用厚度测量仪千分尺、游标卡尺等通用量具，或者制作专用量具厚度量规测量。采用接触式测量方法，一方面，遇到厚度尺寸公差小的零件，则用卡尺、厚度测量仪千分尺无法检测或者检测不准确；另一方面，使用厚度测量仪千分尺、游标卡尺等工具测量产品厚度时，为了得到准确的值，量具和产品的通常是要接触，量具一般为金属测量金属厚度则会造成产品划伤；严重时，直接导致零件报废，影响交付，造成严重的经济损失。

非接触式测量，主要是采用点激光传感器来获取待测物体表面的数据，然后通过对数据的处理来测量物体的外观尺寸以及几何误差。这种非接触的测量方式，在测量过程中不会对零件造成损坏，因此越来越受到广泛应用。

但是现有的点激光测量方法中，点激光传感器通常是固定不动的，如果需要调整激光聚焦在被测物体上的光斑，则需要通过双轴或三轴调节机构对物体进行位置调整，使得测量不够灵活，而且使用过程中效率也比较低。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种薄壁金属的在线壁厚测量装置，通过设置微距调节机构对点激光传感器进行间距微调，可以实时调节点激光传感器的聚焦，提高测量精确度和测量效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种薄壁金属的在线壁厚测量装置，包括设置在待测金属件的两侧的第一点激光传感器(10)和第二点激光传感器(20)；还包括：

第一安装座(11)，用于固定所述第一点激光传感器(10)；

第二安装座(21)，用于固定所述第二点激光传感器(20)；

第一微距工件(12)，用于安装所述第一安装座(11)；

第二微距工件(22)，用于安装所述第二安装座(21)；

所述第一微距工件(12)和/或所述第二微距工件(22)的两侧分别设有第一固定座(31)和第二固定座(32)；所述第一微距工件(12)和/或所述第二微距工件(22)分别在所述第一固定座(31)和所述第二固定座(32)之间范围内位置可调节。

优选的，所述第一固定座(31)和所述第二固定座(32)之间连接有调节螺杆(35)；所述第一微距工件(12)和/或所述第二微距工件(22)活动设置在所述调节螺杆(35)上，并沿着所述调节螺杆(35)移动和间距调节。

优选的，所述第一固定座(31)和所述第二固定座(32)之间还连接有一个以上的导杆(34)，所述第一微距工件(12)和/或所述第二微距工件(22)穿设于所述导杆(34)上，并在进行位置调节时沿着所述导杆(34)滑动；所述导杆(34)包括两个以上并且对称设置在所述调节螺杆(35)的两侧。

优选的，所述第一安装座(11)和所述第二安装座(21)分别设有一个以上的安装孔(36)；所述第一微距工件(12)设有间隔布置的若干第一调节孔(121)，所述第一安装座(11)的安装孔(36)与部分第一调节孔(121)螺栓连接；所述第二微距工件(22)设有间隔布置的若干第二调节孔(221)，所述第二安装座(21)的安装孔(36)与部分第二调节孔(221)螺栓连接。

优选的，所述第一安装座(11)和所述第二安装座(21)还分别设有用于安装所述第一点激光传感器(10)和所述第二点激光传感器(20)的安装口(38)，还设有与所述安装口(38)连通的的调节开口(381)。

优选的，所述第一安装座(11)和所述第二安装座(21)还分别设有锁孔(37)，所述锁孔(37)和所述安装孔(36)分别设置在所述第一安装座(11)或所述第二安装座(21)的两侧，所述锁孔(37)设置于所述调节开口(381)的同侧并通过螺栓将所述调节开口(381)锁紧闭合。

优选的，还包括底座(30)，所述第一固定座(31)和所述第二固定座(32)固定安装于所述底座(30)上。

优选的，所述底座(30)还设有用于放置所述待测金属件(40)的检测台(33)，所述第一点激光传感器(10)和所述第二点激光传感器(20)分别设有激光发射孔和激光探测孔；且所述激光发射孔和所述激光探测孔位于所述检测台(33)的上方。

优选的，所述检测台(33)设有定位孔或定位件，所述待测金属件(40)固定设置于所述定位孔或定位件处。

优选的，所述激光发射孔和所述激光探测孔分别设于待测金属件(40)的两侧且二者对齐，所述激光发射孔发射出的激光束穿过所述待测金属件(40)后被所述激光探测孔接收。

本实用新型的有益效果是：

(1)、本实用新型通过将点激光传感器固定在安装座上，并将安装座安装在可调节移动的微距工件上，通过调节微距工件的位置进而对点激光传感器进行间距微调，可以实时调节点激光传感器的聚焦，提高测量精确度和测量效率；

(2)、本实用新型的微距工件移动设置在第一固定座和第二固定座之间，并且可通过调节螺杆对微距工件进行位置调节，从而实现点激光传感器的间距微调，使得微距工件的活动空间范围稳定可靠，调节操作方便；

(3)、本实用新型的第一固定座和第二固定座之间还设有导杆，微距工件在进行位置调节过程中可沿着该导杆移动，使得调节过程更平稳；

(4)、本实用新型的微距调节机构除了通过移动微距工件进行间距调节，还包括在微距工件上设置多个调节孔，点激光传感器的安装座与微距工件连接时，可根据间距要求选择对应的调节孔进行螺栓连接，实现双调节；

(5)本实用新型的点激光传感器的安装口的一侧或两侧设有调节开口，通过设置锁孔对调节开口进行锁紧闭合，从而使得本装置可适应不同规格的点激光传感器，适用范围更广；

(6)本实用新型的待测金属件定位设置在装置的检测台上，通过微调点激光传感器对待测金属件进行聚焦，使得测量更准确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种薄壁金属的在线壁厚测量装置的组装结构示意图；

图2为本实用新型一种薄壁金属的在线壁厚测量装置的分解结构示意图；

图中：

10-第一点激光传感器；11-第一安装座；12-第一微距工件；121-第一调节孔；

20-第二点激光传感器；21-第二安装座；22-第二微距工件；221-第二调节孔；

30-底座；31-第一固定座；32-第二固定座；33-检测台；34-导杆；35-调节螺杆；36-安装孔；37-锁孔；38-安装口；381-调节开口；39-激光发射孔/激光探测孔；

40-待测金属件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图2所示，本实用新型的一种薄壁金属的在线壁厚测量装置，包括设置在待测金属件的两侧的第一点激光传感器10和第二点激光传感器20；还包括：

第一安装座11，用于固定所述第一点激光传感器10；

第二安装座21，用于固定所述第二点激光传感器20；

第一微距工件12，用于安装所述第一安装座11；

第二微距工件22，用于安装所述第二安装座21；

所述第一微距工件12和/或所述第二微距工件22的两侧分别设有第一固定座31和第二固定座32；所述第一微距工件12和/或所述第二微距工件22分别在所述第一固定座31和所述第二固定座32之间范围内位置可调节。

其中，所述第一安装座11与所述第一微距工件12之间，所述第二安装座21与所述第二微距工件22之间，可采用一体成型结构，也可以通过螺接固定或卡接固定等组装结构。当采用所述一体成型结构时，主要通过调节微距工件的位置进行传感器间距调节；当采用所述组装结构时，还可进一步通过组装位置的调节进行传感器间距调节，扩大调节范围。

本实施例中，所述第一固定座31和所述第二固定座32之间连接有调节螺杆35；所述第一固定座31和所述第二固定座32之间还连接有一个以上的导杆34，优选的，所述导杆34包括两个以上并且对称设置在所述调节螺杆35的两侧。所述第一微距工件12和/或所述第二微距工件22活动设置在所述调节螺杆35上，并沿着所述调节螺杆35移动和间距调节。本实施例中，所述第一微距工件12和/或所述第二微距工件22穿设于所述导杆34上，并在进行位置调节时沿着所述导杆34滑动。

本实施例中，所述第一安装座11和所述第二安装座21分别设有一个以上的安装孔36；所述第一微距工件12设有间隔布置的若干第一调节孔121，所述第一安装座11的安装孔36与部分第一调节孔121螺栓连接；所述第二微距工件22设有间隔布置的若干第二调节孔221，所述第二安装座21的安装孔36与部分第二调节孔221螺栓连接。

优选的，所述第一调节孔121和所述第二调节孔221可采用2*2、4*4、8*8等矩阵结构，所述第一安装座11与所述第一微距工件12之间、所述第二安装座21与所述第二微距工件22之间，可从前后左右各个方向上进行位置调节。

本实施例中，所述第一安装座11和所述第二安装座21还分别设有用于安装所述第一点激光传感器10和所述第二点激光传感器20的安装口38，还设有与所述安装口38连通的的调节开口381。所述第一安装座11和所述第二安装座21还分别设有锁孔37，所述锁孔37和所述安装孔36分别设置在所述第一安装座11或所述第二安装座21的两侧，所述锁孔37设置于所述调节开口381的同侧并通过螺栓将所述调节开口381锁紧闭合。本实施例中，所述调节开口381的延伸方向与所述锁孔37的延伸方向垂直设置。

还包括底座30，所述第一固定座31和所述第二固定座32固定安装于所述底座30上。所述底座30还设有用于放置所述待测金属件40的检测台33，所述检测台33设有定位孔或定位件，所述待测金属件40固定设置于所述定位孔或定位件处。所述第一点激光传感器10和所述第二点激光传感器20分别设有激光发射孔和激光探测孔；且所述激光发射孔和所述激光探测孔位于所述检测台33的上方。所述激光发射孔和所述激光探测孔分别设于待测金属件40的两侧且二者对齐，所述激光发射孔发射出的激光束穿过所述待测金属件40后被所述激光探测孔接收。

本实用新型的安装过程简述如下：

首先，将第一固定座31安装固定到底座30上，再将导杆34和调节螺杆35的其中一端安装至第一固定座31上，之后将第一微距工件12或第二微距工件22插入所述导杆34和调节螺杆35上，接着将第二固定座32将另一端的导杆34和调节螺杆35进行安装，并将第二固定座32安装固定在底座30上。同时，将第一点激光传感器10和第二点激光传感器20分别与第一安装座11和第二安装座21进行锁紧固定，并且，将第一安装座11和第二安装座21分别与第一微距工件12和第二微距工件22进行锁紧固定。最后将所述第一微距工件12和所述第二微距工件22沿着调节螺杆35前后移动，实现对点激光传感器的间距微调。

本实用新型的壁厚测量工作原理简述如下：

基于激光束的光学特性和激光探测器的时间测量原理，当激光束垂直射向物体表面时，会在物体表面形成一个光斑；当激光束穿过物体，经过透镜后再次聚焦在激光探测器上时，探测器接收到的光信号与物体厚度有关，将该光信号通过上位机输出，进行壁厚计算。

所述壁厚计算主要是利用了光学三角测量的原理：在传感器内部，透镜将激光束聚焦在物体表面上，形成一个光斑。而当激光穿过物体并聚焦在探测器上时，透镜也将探测器上的激光束聚焦在一个点上，这个点与物体表面上的光斑形成一个光学三角形。通过测量三角形的各边长和夹角，可以计算出薄壁金属件的厚度。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄壁金属的在线壁厚测量装置，包括设置在待测金属件的两侧的第一点激光传感器（10）和第二点激光传感器（20）；其特征在于，还包括：

第一安装座（11），用于固定所述第一点激光传感器（10）；

第二安装座（21），用于固定所述第二点激光传感器（20）；

第一微距工件（12），用于安装所述第一安装座（11）；

第二微距工件（22），用于安装所述第二安装座（21）；

所述第一微距工件（12）和/或所述第二微距工件（22）的两侧分别设有第一固定座（31）和第二固定座（32）；所述第一微距工件（12）和/或所述第二微距工件（22）分别在所述第一固定座（31）和所述第二固定座（32）之间范围内位置可调节。

2.根据权利要求1所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述第一固定座（31）和所述第二固定座（32）之间连接有调节螺杆（35）；所述第一微距工件（12）和/或所述第二微距工件（22）活动设置在所述调节螺杆（35）上，并沿着所述调节螺杆（35）移动和间距调节。

3.根据权利要求2所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述第一固定座（31）和所述第二固定座（32）之间还连接有一个以上的导杆（34），所述第一微距工件（12）和/或所述第二微距工件（22）穿设于所述导杆（34）上，并在进行位置调节时沿着所述导杆（34）滑动；所述导杆（34）包括两个以上并且对称设置在所述调节螺杆（35）的两侧。

4.根据权利要求1所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述第一安装座（11）和所述第二安装座（21）分别设有一个以上的安装孔（36）；所述第一微距工件（12）设有间隔布置的若干第一调节孔（121），所述第一安装座（11）的安装孔（36）与部分第一调节孔（121）螺栓连接；所述第二微距工件（22）设有间隔布置的若干第二调节孔（221），所述第二安装座（21）的安装孔（36）与部分第二调节孔（221）螺栓连接。

5.根据权利要求4所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述第一安装座（11）和所述第二安装座（21）还分别设有用于安装所述第一点激光传感器（10）和所述第二点激光传感器（20）的安装口（38），还设有与所述安装口（38）连通的调节开口（381）。

6.根据权利要求5所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述第一安装座（11）和所述第二安装座（21）还分别设有锁孔（37），所述锁孔（37）和所述安装孔（36）分别设置在所述第一安装座（11）或所述第二安装座（21）的两侧，所述锁孔（37）设置于所述调节开口（381）的同侧并通过螺栓将所述调节开口（381）锁紧闭合。

7.根据权利要求1所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：还包括底座（30），所述第一固定座（31）和所述第二固定座（32）固定安装于所述底座（30）上。

8.根据权利要求7所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述底座（30）还设有用于放置所述待测金属件（40）的检测台（33），所述第一点激光传感器（10）和所述第二点激光传感器（20）分别设有激光发射孔和激光探测孔；且所述激光发射孔和所述激光探测孔位于所述检测台（33）的上方。

9.根据权利要求8所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述检测台（33）设有定位孔或定位件，所述待测金属件（40）固定设置于所述定位孔或定位件处。

10.根据权利要求8所述的薄壁金属的在线壁厚测量装置，其特征在于：所述激光发射孔和所述激光探测孔分别设于待测金属件（40）的两侧且二者对齐，所述激光发射孔发射出的激光束穿过所述待测金属件（40）后被所述激光探测孔接收。