[發(fā)明專利]大工件直徑激光測量系統(tǒng)及測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210146571.7
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN103424079A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱沙;趙云;陳世超;鄭軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國測試技術(shù)研究院力學研究所
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工件測量裝置，尤其是工件直徑的激光測量，屬于精密測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)生產(chǎn)中，為判別圓工件的直徑是否滿足要求，常需要對圓工件的直徑進行測量。工件的幾何形狀及精度要求是否合格會直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。特別是工件在經(jīng)過一段時間的使用后，因受熱和其他因素，會產(chǎn)生輥身熱凸、磨損變形的現(xiàn)象，如在這種情況下軋制產(chǎn)品時，不但會嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，而且會減少設(shè)備其他構(gòu)件如軸承等機件的壽命。正確的測量與檢驗工件(圓)，是認識其機械性能、幾何形狀及其精度狀況的基本手段。通過檢測可以達到正確判斷工件是否符合精度要求，并根據(jù)測量得到的誤差值，分析產(chǎn)生誤差的原因，從而采取措施改進工藝，以保證和不斷提高工件的加工精度。

對小直徑的精密測量，可使用弓高弦長法、直徑千分尺、游標卡尺等。大直徑的測量，一般使用卡鉗和鋼板尺，由卡鉗張開卡住工件的直徑，再在鋼板尺上由張開口復(fù)核該張開口的長度得到直徑；也有使用π尺測量大直徑的方式，但不適用工業(yè)現(xiàn)場大工件直徑的測量。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種大工件直徑激光測量系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

工件直徑激光測量系統(tǒng)，包括測量裝置和主機箱；測量裝置包括激光掃描頭、步進電機和測量架；測量架內(nèi)安裝有精密導(dǎo)軌和精密絲桿；激光掃描頭搭載在精密絲桿上、精密絲桿置于精密導(dǎo)軌上、由步進電機驅(qū)動運行；測量架兩端設(shè)有可轉(zhuǎn)動的支撐腳；主機箱中包括微處理器、激光控制器、數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊、走位控制器、激光電源、顯示屏；微處理器向激光控制器發(fā)送信號，激光控制器向激光掃描頭發(fā)送信號；激光掃描頭依次向數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、微處理器回傳信號；微處理器通過走位控制器控制步進電機；微處理器向顯示屏發(fā)送信號；激光電源向激光控制器供電。

大工件直徑激光測量方法，包括以下步驟：

A.校準：將測量架放置在被測工件上，開啟主機箱電源，調(diào)整測量架的支撐腳，使測量架與被測物體垂直，調(diào)整測量架的高度，使顯示屏上的基準線為一直線；

B.測量：調(diào)整主機箱檔位，開啟步進電機，通過精密絲桿沿精密導(dǎo)軌推動搭載的激光掃描頭)掃描被測工件的一段圓弧面；

C.計算：由精密導(dǎo)軌至被測工件圓弧上一系列點的二維坐標值、及步進電機的步進值，構(gòu)成空間三維坐標，通過微處理器進行擬合計算，得出被測工件的直徑值，由顯示屏顯示。

本發(fā)明的有益效果是，減輕了檢驗人員的勞動強度，提高檢測效率，克服手工操作、目視讀數(shù)、人工計算等人為因素影響，提高測量精度和可靠性。測量直徑范圍600-1400mm，精度0.1mm。可用于工業(yè)現(xiàn)場大工件直徑的測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是圖1中測量架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明電路聯(lián)接框圖。

圖中零部件及編號：

1-激光掃描頭，2-步進電機，3-測量架，4-精密導(dǎo)軌，5-精密絲桿，

6-支撐腳，7-顯示屏，8-被測工件，9-數(shù)據(jù)采集模塊，

10-數(shù)據(jù)處理模塊，11-微處理器，12-激光控制器，13-走位控制器，

14-激光電源。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。

參見圖1-3，大工件直徑激光測量系統(tǒng)，包括測量裝置和主機箱；測量裝置包括激光掃描頭1、步進電機2和測量架3；測量架3內(nèi)安裝有精密導(dǎo)軌4和精密絲桿5；激光掃描頭1搭載在精密絲桿5上、精密絲桿5置于精密導(dǎo)軌4上、由步進電機2驅(qū)動運行；測量架3兩端設(shè)有可轉(zhuǎn)動的支撐腳6；主機箱中包括微處理器11、激光控制器12、數(shù)據(jù)采集模塊9、數(shù)據(jù)處理模塊10、走位控制器13、激光電源14、顯示屏7；微處理器11向激光控制器12發(fā)送信號，激光控制器12向激光掃描頭1發(fā)送信號；激光掃描頭1依次向數(shù)據(jù)采集模塊9、數(shù)據(jù)處理模塊10、微處理器11回傳信號；微處理器11通過走位控制器13控制步進電機2；微處理器11向顯示屏7發(fā)送信號；激光電源14向激光控制器12供電。

激光掃描頭1為二維激光掃描頭。步進電機2為精密步進電機。

大工件直徑激光測量方法，包括以下步驟：

A.校準：將測量架(3)放置在被測工件(8)上，開啟主機箱電源，調(diào)整測量架(3)的支撐腳(6)，使測量架(3)與被測物體垂直，調(diào)整測量架(3)的高度，使顯示屏(7)上的基準線為一直線；