[發(fā)明專利]基于雙激光器的散熱器鋁管直線度測量系統(tǒng)及其測量方法

在審

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• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104457624A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周好斌;劉景平;徐向前;袁森;徐興龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27;G01B11/02
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密測量領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙激光器的散熱器鋁管直線度測量系統(tǒng)及其測量方法。

背景技術(shù)

散熱器鋁管直線度是該產(chǎn)品的重要技術(shù)參數(shù)之一，目前散熱器鋁管直線度的測量方法主要有兩種，其一是采用大平板加塞規(guī)的方法，其二是采用三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行測量。??

?第一種方法是將被測散熱器管自然放置于大平板之上，用塞規(guī)測量由于散熱器管的彎曲而造成的與大平板之間的間隙，并將此值換算成散熱器鋁管的直線度，該方法雖然操作簡單，但測量精度不高，測量結(jié)果受人為因素影響大。

第二種方法中的三坐標(biāo)測量儀是近三十年來發(fā)展起來的一種高效率精密測量儀器，其分辨率與示值精度在微米級以上。三坐標(biāo)測量儀的基本工作原理是：將被測量零件放入三坐標(biāo)測量儀的測量空間內(nèi)，采用計算機(jī)控制，通過探頭（經(jīng)過一定組合）的探測，可獲得一系列與被測幾何元素有直接關(guān)系的探頭控制點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過測量儀自帶的計算機(jī)及軟件通過一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算自動求出被測元素的幾何尺寸、相互間的位置尺寸以及存在的尺寸誤差與形位誤差。三坐標(biāo)測量儀具有高精度與高效率、自動化與智能化等特點(diǎn)，但同時存在設(shè)備復(fù)雜龐大，價格昂貴，不易維護(hù)，對操作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)要求高等問題，導(dǎo)致測量成本居高不下。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于雙激光器的散熱器鋁管直線度測量系統(tǒng)及其測量方法，本發(fā)明采用激光位移傳感器作為位移數(shù)據(jù)測量傳感器，在保留了包括應(yīng)用大理石平臺等傳統(tǒng)直線度測量方法的諸多優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用步進(jìn)電機(jī)帶動固定在滑動平臺上的雙激光非接觸式位移傳感器往復(fù)式左右滑動同時進(jìn)行正面和側(cè)面直線度測量，一次正常測量過程包括來回兩次數(shù)據(jù)測量，且側(cè)面激光器與正面激光器的經(jīng)過一定位置組裝，這些措施可有效補(bǔ)償外界因素引起的隨機(jī)誤差，有效提高了測量精度，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、綜合計算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及圖形圖像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對鋁管正面和側(cè)面兩個方向直線度的自動化及智能化測量，并自動顯示直線度位移曲線及生成檢測報告。系統(tǒng)功能強(qiáng)大，針對性強(qiáng)，人機(jī)界面簡單直觀，自動化與智能化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，使用及維護(hù)簡單方便，能有效提高生產(chǎn)效率與測量精度，并能切實(shí)降低企業(yè)生產(chǎn)成本，本系統(tǒng)具有使用廣泛的特點(diǎn)，可以用于汽車中冷器鋁管及具有類似外部形狀的機(jī)械零件的直線度測量，具有極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于雙激光器的散熱器鋁管直線度測量系統(tǒng)，包括有設(shè)在大理石平臺上的導(dǎo)軌平臺，導(dǎo)軌平臺上設(shè)有與步進(jìn)電機(jī)2相連的絲杠式移動導(dǎo)軌，移動導(dǎo)軌在導(dǎo)軌槽上做直線運(yùn)動；移動導(dǎo)軌上方設(shè)有高精度非接觸式雙激光位移傳感器；雙激光位移傳感器4兩側(cè)設(shè)有位置感應(yīng)探頭；在步進(jìn)電機(jī)及雙激光位移傳感器之后設(shè)有下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；

所述的位置感應(yīng)探頭包括左側(cè)位置感應(yīng)探頭和右側(cè)位置感應(yīng)探頭；雙激光位移傳感器包括正面激光位移傳感器、側(cè)面激光位移傳感器。

所述的下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)相連；與左側(cè)位置感應(yīng)探頭、右側(cè)位置感應(yīng)探頭相連；通過控制放大器與正面激光位移傳感器、側(cè)面激光位移傳感器相連；下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與顯示裝置、打印機(jī)相連。

所述的下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的微處理器采用單片機(jī)或DSP。

所述的下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配有急停按鈕和保險裝置。

所述的步進(jìn)電機(jī)采用普通直流電機(jī)或永磁有刷直流電機(jī)或永磁無刷直流電機(jī)或永磁同步電機(jī)或開關(guān)磁阻電機(jī)或異步電機(jī)。

所述的大理石平臺上設(shè)有鋁管加持裝置，鋁管加持裝置為導(dǎo)磁裝置，鋁管放置在鋁管加持架上，在鋁管上方設(shè)有與鋁管加持架磁性相反的磁鐵。

所述位置感應(yīng)探頭可使步進(jìn)電機(jī)帶動移動夾頭移動到相應(yīng)位置停止或反向運(yùn)動。

基于雙激光器的散熱器鋁管直線度測量系統(tǒng)的測量方法，包括以下步驟：

1）上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的控制軟件界面上設(shè)有控制按鈕，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊控制按鈕，向下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送控制命令，下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過接口電路控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)；

2）收到命令的步進(jìn)電機(jī)帶動絲杠式移動導(dǎo)軌在導(dǎo)軌槽上做往復(fù)直線運(yùn)動，移動導(dǎo)軌上的高精度雙激光非接觸式位移傳感器對夾頭夾持的待測散熱器鋁管的正面和側(cè)面同時進(jìn)行直線度測量，側(cè)面激光器與正面激光器的經(jīng)過相互平行組裝后使其測量方向也互為平行關(guān)系，有效補(bǔ)償了外界因素引起的隨機(jī)誤差；