[發明專利]基于測距原理的大型鍛件同心度檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201810005285.6
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108180870B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 張云剛;王永達;劉云杰;夏華;張玉存
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 劉建年

一種基于測距原理的大型鍛件同心度檢測裝置，包括激光檢測裝置、檢測驅動裝置、控制處理裝置和顯示裝置；其中激光檢測裝置主要由Z字架及五臺激光測距儀組成；檢測驅動裝置主要由底座、支架、第一與第二橫架及三臺伺服電機組成；激光檢測裝置包括直角Z字架和五臺激光測距儀；檢測驅動裝置用于實現非檢測位置與檢測位置之間的轉換；控制處理裝置用于對五臺激光測距儀和三個伺服電機發送控制信號，接收五臺激光測距儀采集到的距離信息，對距離信息進行濾波去噪、信息分離、多參數分析及最優中心算法處理，得到被測件中心位置坐標及中心偏移量的大小與方位。本發明測量速度快，測量所需時間短，同心度結果誤差達到1mm。

技術領域

本發明涉及一種基于測距原理的大型鍛件同心度檢測裝置及其檢測方法，屬于機械加工中的工件同心度測量技術領域。

背景技術

測量技術是工業發展的基礎，目前，同心度測量作為幾何參數測量領域中的一種已經廣泛應用于許多領域，大多數帶有孔的機器零件都有著同心度要求，以保證產品的合格性。但很多情況下，同心度偏差無法在加工過程中直接或間接得出，而只能在加工后通過檢測得到。盡管有些產品通過后續處理后，其缺陷得到了適當的修正，但還是會有相當數量的產品最終因缺陷無法得到修正而成為廢品，從而造成了資源和能源的嚴重浪費，增加了產品的成本。因此，在加工過程中進行中心位置測量對于保證生產產品的質量，提高生產效率具有重要意義。

目前，大尺寸鍛件同心度檢測技術按照原理不同可分為機械檢測儀、激光檢測儀和CCD檢測儀三種，廣泛用于各種轉動設備的兩軸找同心度工作。其中，北京理工大學研制出的DTZ_1型大尺寸同軸度測量儀，克服了以往大尺寸同軸度測量時成本高、對特大型工件不能測量的缺點，誤差來源較多且不易控制、對測量環境與被測物體要求高、不能用于微小型元器件檢測領域。

激光測距的方法大致可以分為飛行時間法、干涉法和三角法三種，在本發明裝置中，所用到的是激光三角法測距。首先光源發出的激光發射后，在待測目標的表面上產生光斑，經過待測目標的光學作用后，光通過透鏡在放置位置敏感器件的焦平面上成像。當用激光掃描待測目標運動時，物體表面上光斑所處的位置同樣會發生變化，這樣在焦平面上的像的變化就可以通過位置敏感器件定位并求出物體的變化量，實現測距的要求。將所測得的數據傳至處理系統，利用算法實現，求得兩被測物體截面圓心坐標，從而根據同心度參數調整被測件的相對位置。

發明內容

本發明克服了現有同心度檢測技術中的測量精度不足且易受環境影響的缺點，提供一種基于測距原理的大型鍛件同心度檢測裝置及其檢測方法，實現了在鍛件加工過程中對同心度的精確測量，一方面可以提高鍛件的加工質量，另一方面可以減少由于加工誤差較大而造成的資源浪費。本發明主要利用激光測距原理來實現在鍛件加工過程中的同心度檢測。

為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于測距原理的大型鍛件同心度檢測裝置，包括激光檢測裝置、檢測驅動裝置、控制處理裝置和顯示裝置；其中激光檢測裝置主要由直角Z字架及五臺激光測距儀組成；檢測驅動裝置主要由底座、支架、第一橫架、第二橫架及三臺伺服電機組成；

所述激光檢測裝置包括直角Z字架和五臺激光測距儀，直角Z字架包括第一段、第二段和第三段，第一段與第三段上均裝有電控伸縮桿；第一段為垂直向，第二段為水平向，第一段與第二段一端呈直角連接；第三段也為垂直向，與第二段另一端呈直角連接，第一段、第二段和第三段在同一平面內，且第一段與第三段指向相反，第一段端部和第三段端部為可伸縮結構；第一激光測距

儀安裝在第一段端部的電控伸縮桿上，且可隨端部一同伸縮，第二激光測距儀安裝在第一段的中部，且第一、第二激光測距儀為同向安裝；第五激光測距儀在第二激光測距儀的下部且相對于第一激光測距儀反向180度安裝在第一段上；第三激光測距儀安裝在第三段的中部，第四激光測距儀安裝在第三段端部的電控伸縮桿上，且可隨端部一同伸縮；第三、第四激光測距儀為同向安裝且與第一、第二激光測距儀相向；