[發明專利]一種冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備及方法

在審

• 申請號: 201810114740.6
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108344744A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 趙鵬飛;關天定;高歌;李干新;王偉明
• 申請（專利權）人: 廣東建設職業技術學院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

1.一種冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于，包括激光掃描器、旋轉平臺、三角支撐架和直線運動平臺，所述激光掃描器安裝在旋轉平臺上，旋轉平臺固定在三角支撐架上，三角支撐架與直線運動平臺滑動連接。

2.根據權利要求1所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于：

所述激光掃描器是一個二維線性激光傳感器，每度能產生800點，覆蓋寬度高達240mm，二維線性激光掃描器安裝在旋轉平臺上。

3.根據權利要求2所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于：

所述二維線性激光傳感器,采用三角測量，利用光源和檢測器完成位移測量，其包括一個藍色的半導體激光光源和一個CMOS探測器。

4.根據權利要求1所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于：

所述旋轉平臺包括旋轉環、同步傳送帶和步進電機，同步傳送帶和步進電機附著在旋轉環上。

5.根據權利要求4所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于：

所述旋轉環具有雙導軌，步進電機的軸上安裝有直齒輪，直齒輪夾緊同步傳送帶。

6.根據權利要求5所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于：

所述雙導軌為V形導軌，V形導軌抓握緊旋轉環上的滾珠軸承，滾珠軸承位于三角支撐架上。

7.根據權利要求1所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測設備，其特征在于：

所述直線運動平臺由運動系統和線性導向系統組成，運動系統兩端各設有兩個編碼器和軸耦合器，中間設有鏈輪，一個編碼器嵌入電機內，軸耦合器分別與編碼器連接，編碼器與激光掃描器連接，鏈輪通過鏈條與三角支撐架連接；線性導向系統設有兩條導軌，支撐架的四個滾珠軸承與兩條導軌連接。

8.一種冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一：把受測物件安置好，激光掃描器準備完畢，數據采集系統連接到PC構成了整個系統控制的中心；

步驟二：數據采集系統連接步進電機驅動器和直流電機驅動器，分別發送脈沖信號和模擬控制信號；步進電機控制器將脈沖信號轉換成步進電機控制信號，驅動步進電機，使旋轉環旋轉到激光掃描器所需位置；

步驟三：直流電機驅動器將模擬控制信號轉換為大功率信號驅動直流電機，直流電機的轉速隨信號的變化而變化。直流電機的旋轉角度反映激光傳感器的軸向位置，分別通過編碼器1#和編碼器2#反饋到數據采集系統和激光傳感器控制器；

步驟四：編碼器1#的信號用于直線運動平臺的實時運動控制，編碼器2#用于控制激光傳感器測量，編碼器2#的脈沖控制激光傳感器開關。當檢測到脈沖時將觸發激光并投射在試件表面，再反射到激光頭探測器，并由激光控制器采集并發送到計算機；

步驟五：根據激光測量相鄰斷面之間的距離計算出受測物件上任意點的軸向位置，從而實現編碼器觸發激光掃描的校對。

9.根據權利要求8所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測方法，其特征在于：

所述激光掃描器采用三角測量，利用光源和檢測器完成位移測量。

10.根據權利要求8所述的冷彎薄壁型鋼結構激光幾何缺陷檢測方法，其特征在于：

所述步驟一中，由于冷彎型鋼具有高度反射性，必須額外處理雜散反射以達到一定的精度水平，故采用嵌入式雙極化程序消除雜散反射，且掃描環境保持陰暗，消除環境光的影響。