[實用新型]一種激光位移傳感器在機測量系統

有效

• 申請號: 201820621041.6
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN208132567U
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 李文龍;寇猛;王剛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23Q17/24
• 分類號: B23Q17/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本實用新型屬于在機測量領域，并公開了一種激光位移傳感器在機測量的系統。該測量系統包括工作臺、機床夾具、刀柄夾具、測量傳感器，工作臺表面沿其軸向方向上設置有多條槽，用于放置機床夾具，機床夾具通過被放置在不同的槽中實現位置的變換；機床夾具用于夾持待加工零件；刀柄夾具設置在工作臺的上方，用于夾持測量傳感器，機床主軸具有多個方向的自由度，用于調整測量傳感器的位置；測量傳感器發出測量激光至待測零件的表面，然后接受該激光經待測零件表面反射后的反射光，以此檢測該測量光感器與待測零件之間的距離。通過本實用新型，實現非接觸式在機測量，工作效率高，累積誤差小，大大提高了產品合格率和檢測效率。

技術領域

本實用新型屬于在機測量領域，更具體地，涉及一種激光位移傳感器在機測量系統。

背景技術

隨著制造工業的迅速發展，生產出的產品的形狀更加復雜、尺寸公差的要求更加嚴格，加工精度的要求越來越高，而在以往的加工實踐中，只能通過數控程序來保證零件的加工精度，但面對加工過程中的因刀具磨損等非程序控制因素產生的加工誤差，缺乏可靠的工藝手段進行分析、判斷及調整，最終導致加工零件合格率低，造成大量人力、物力資源的浪費。

對于航空領域的飛機結構件和導彈彈體結構件等尺寸規格大，加工特征多，精度要求高的復雜薄壁零件，在其加工過程中可能會有多道工序需要進行三坐標測量儀測量。而三坐標測量儀是在全封閉式的測量環境中運行的，其接觸式的檢測方法需要進行繁瑣的檢測路線編程設計及碰撞仿真檢查，造成檢測時間比加工時間還要長的現狀，嚴重影響了生產效率，同時零件也可能會多次中轉，反復裝夾，這就造成誤差累積，存在質量隱患。

現有技術中雖然出現了接觸式在機測量，該技術可以通過實時提供分析數據，為工藝改進、質量問題追溯提供依據，為批次性生產提供可靠質量保證，但接觸式測頭在測量時需對單點進行反復碰觸，效率低且易受到零件結構的限制；接觸式在機測量易產生干涉，路徑規劃困難，需充分考慮測桿長度、直徑等尺寸參數，對其測量路徑進行規劃，這樣對操作人員提出了較高的技術要求；另外傳統接觸式測量無法實現對每個工件進行全檢測，只能抽檢部分，檢測可靠性差。

為克服上述檢測方式的缺陷，現有技術中出現了非接觸式測量方式，其中激光位移傳感器測量系統受到了廣泛的關注。但目前成熟的激光位移測量系統并不多。劉勇等人在論文中公開了一種激光位移傳感器測量系統，其主要針對復雜零件，開發出整套的可應用于各種激光位移測量傳感器在機測量系統，可實現測頭的自動更換以及對加工后零件的快速測量，但是其公開的技術存在著一些問題，其中沒有考慮激光的出光方向的問題，默認點激光傳感器安裝在機床主軸上之后出射光線與Z軸平行，但實際安裝會存在一些誤差，理應考慮點激光的出光方向，另外傳感器測的數據如何與機床坐標系結合以及工件坐標系的建立也需要著重考慮設計。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種激光位移傳感器在機測量系統，通過采用刀柄夾具夾持測量傳感器，在測量開始之前，通過換刀機構的自動換刀功能切換到安裝有測量傳感器的刀柄，實現一次性裝夾工作，利用機床主軸的移動對裝夾在機床上的零件進行掃描測量，實現自動化的零件特征檢測，工作效率高，累積誤差小，大大提高了產品合格率和檢測效率。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種激光位移傳感器在機測量系統，其特征在于，該測量系統包括工作臺、機床夾具、刀柄夾具、測量傳感器，

所述工作臺表面沿其軸向方向上設置有多條槽，用于放置所述機床夾具，該機床夾具通過被放置在不同的槽中實現位置的變換；

所述機床夾具設置在所述工作臺上，用于夾持待加工零件，該機床夾具在所述工作臺上移動以此改變待加工零件的位置；

所述刀柄夾具設置在所述工作臺的上方，與機床主軸連接，用于夾持測量傳感器，所述機床主軸具有多個方向的自由度，用于調整測量傳感器的位置；