[發(fā)明專利]一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011090553.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN112066886A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴永臣;袁怡;謝海量;李振興;劉琴劍;吳繼托;辛清源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32322
• 代理人: 周錦全

本發(fā)明公布了一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置，主要由基座Ⅰ、零件驅(qū)動(dòng)及夾持部件A、X軸移動(dòng)部件B、Y軸移動(dòng)部件C、Z軸移動(dòng)部件D、X?Z轉(zhuǎn)動(dòng)部件E及圖像采集部件F組成。通過圖像采集部件F對(duì)被測零件端面進(jìn)行圖像采集，提取端面幾何參數(shù)，為優(yōu)化激光位移傳感器的最佳擺放位置及姿態(tài)提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)視覺引導(dǎo)，通過X軸移動(dòng)部件B、Y軸移動(dòng)部件C、Z軸移動(dòng)部件D、X?Z轉(zhuǎn)動(dòng)部件E實(shí)現(xiàn)對(duì)激光位移傳感器最佳擺放位置及姿態(tài)的自動(dòng)調(diào)整，通過零件驅(qū)動(dòng)及夾持部件A及X軸移動(dòng)部件B的配合工作實(shí)現(xiàn)激光位移傳感器與主軸的同步運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)周向循環(huán)體零件的精確、快速、連續(xù)的非接觸測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于周向循環(huán)體零件尺寸及公差的檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置。

背景技術(shù)

周向循環(huán)體零件是一類由某種固定的幾何功能結(jié)構(gòu)單元沿其回轉(zhuǎn)圓周方向周期循環(huán)布置而成的零件，如:正多邊形軸，鏈輪，擺線輪等。不同的周向循環(huán)體零件也有很多的相同點(diǎn)，如其表面具有周期性，通常作為機(jī)械傳動(dòng)部件，有較高的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度要求，其精度是影響整機(jī)性能的關(guān)鍵因素等。目前，由于高精密測量儀價(jià)格高昂，通用性差，主要依靠進(jìn)口且經(jīng)常遭受嚴(yán)格的限購和禁購，因此，眾多中小型企業(yè)對(duì)周向循環(huán)體零件的檢測手段仍以人工檢測為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大、對(duì)檢測人員要求高，檢測結(jié)果與人為因素關(guān)聯(lián)較大；且目前的檢測方法大都是接觸式測量，測量數(shù)據(jù)過于離散，無法確認(rèn)產(chǎn)品的全面、真實(shí)的誤差，難以真實(shí)的反映零件的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度。

綜上所述，周向循環(huán)體零件尺寸及公差檢測技術(shù)的發(fā)展迫切需要一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置，可以準(zhǔn)確、快速、連續(xù)地對(duì)周向循環(huán)體零件尺寸及公差進(jìn)行檢測。設(shè)計(jì)開發(fā)出一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置，具有重要意義與實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)周向循環(huán)體零件的精確、快速、連續(xù)的非接觸測量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種周向循環(huán)體零件尺寸及公差的視覺引導(dǎo)激光非接觸精密測量裝置，主要由基座Ⅰ、零件驅(qū)動(dòng)及夾持部件A、X軸移動(dòng)部件B、Y軸移動(dòng)部件C、Z軸移動(dòng)部件D、X-Z轉(zhuǎn)動(dòng)部件E及圖像采集部件F組成。由于本實(shí)驗(yàn)裝置要保證被測零件旋轉(zhuǎn)軸線與激光位移傳感器X軸移動(dòng)方向的平行度要求，且要盡可能保證運(yùn)行平穩(wěn)，選擇使用精密加工的車床進(jìn)行改造，作為實(shí)驗(yàn)裝置的基座Ⅰ。其中，零件驅(qū)動(dòng)及夾持部件A固定在基座Ⅰ主軸箱側(cè)面，X軸移動(dòng)部件B固定在基座Ⅰ上并通過絲杠與Y軸移動(dòng)部件C中的車床拖板相連，Z軸移動(dòng)部件D及圖像采集部件F通過連接件固定在Y軸移動(dòng)部件C中的中拖板上，X-Z轉(zhuǎn)動(dòng)部件E通過連接件固定在Z軸移動(dòng)部件D中升降臺(tái)的上臺(tái)面上，激光位移傳感器通過連接件固定在X-Z轉(zhuǎn)動(dòng)部件E上。

進(jìn)一步地，X軸移動(dòng)部件B主要由60步進(jìn)電機(jī)、梅花彈性聯(lián)軸器、絲杠、長光柵尺組成。其中，絲杠與車床拖板上固定的絲杠螺母相連，60步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠正、反轉(zhuǎn)，車床拖板上固定的絲杠螺母將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為車床拖板的直線運(yùn)動(dòng)，使車床拖板可沿X軸方向左右移動(dòng)，車床拖板通過L形連接件與長光柵尺的移動(dòng)測頭相連，實(shí)現(xiàn)車床拖板在X軸方向的位移信號(hào)采集。

進(jìn)一步地，Y軸移動(dòng)部件C為車床拖板的電動(dòng)改裝，主要由57步進(jìn)電機(jī)、絲杠、中拖板及短光柵尺組成。其中，57步進(jìn)電機(jī)通過連接件固定在車床拖板側(cè)面，通過聯(lián)軸器與固定在車床拖板上的絲杠相連，驅(qū)動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng)使中拖板可沿Y軸方向前后移動(dòng)，短光柵尺的移動(dòng)測頭通過連接件與中拖板相連，實(shí)現(xiàn)中拖板在Y軸方向的位移信號(hào)采集。

進(jìn)一步地，Z軸移動(dòng)部件D主要由升降臺(tái)及分體式位移傳感器組成。其中，升降臺(tái)通過連接件與中拖板固連，分體式位移傳感器的外殼通過連接件與升降臺(tái)的上臺(tái)面固連，分體式位移傳感器的移動(dòng)測頭通過螺紋連接安裝在與升降臺(tái)所在的同一安裝板上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)升降臺(tái)位移信號(hào)的測量反饋。