一种非接触式圆筒零件内外径尺寸及形位误差测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种非接触式圆筒零件内外径尺寸及形位误差测量装置，包括视觉测量系统、激光位移测量系统、转台系统、光栅位移测量系统、运动控制系统、测量平台；视觉测量系统采集测量区域图像数据；两只激光位移传感器分别设在两个连接支架端部并相对安装，分别测量内部和外部距离，支架另一端连接气浮滑块；气浮转台承载五维调整平台、零件夹具及被测零件；金属光栅尺安装在基座上，光栅读数头安装在气浮滑块上获取位移量，伺服电机安装在直线导轨上，直线导轨安装在基座上，直线导轨滑块连接带动气浮滑块；工控机完成气浮转台、伺服电机运动控制，通过图像数据、激光位移距离、转台角度、光栅位移数据运算，得到测量参数。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量
，特别涉及一种非接触式圆筒零件内外径尺寸及形位误差测量装置。
技术介绍
在机械零部件生产过程中，针对圆筒形状零件内外尺寸及加工形位误差的检测通常依赖传统的测量方法，如利用千分尺、游标卡尺、深度卡尺、量规等通用量具进行测量，或者用坐标测量机等仪器装置进行测量。这些测量大都是测量装置与被测物体相接触，通用量具检测手段比较落后，速度低、精度低、劳动强度大、可靠性差，坐标测量机精度高，但检测时测量限制条件较多，通常用于外表面参数的测量，由于坐标测量机Z轴结构、尺寸及触针结构、尺寸的限制，Z轴机械臂及触针与被测零件极易发生干涉，所以圆筒形状零件内腔的尺寸及以内腔参数为基准的形位误差测量是尚未圆满解决的技术难题。
技术实现思路
本技术提供了一种非接触式圆筒形状零件内外径尺寸及形位误差测量装置，可以实现大批量零件的快速测量。本技术本技术是通过如下技术实现的。一种非接触式圆筒形状零件内外径尺寸及形位误差测量装置，其特征是：包括视觉测量系统、激光位移测量系统、转台系统、光栅位移测量系统、运动控制系统、测量平台；其中视觉测量系统包括镜头、数字相机（1）、（2）、（3）、照明光源，数字相机采集图像数据，通过串口接入到工控机；激光位移测量系统包括激光位移传感器（4）、（5），激光位移传感器（4）、（5）设在支架端部并相对安装，通过支架连接气浮滑块（13），激光位移传感器（4）、（5）通过解码器接入到工控机；转台系统包含可运动控制、角度值输出的气浮转台（8）、五维调整平台（9）、零件夹具（10），气浮转台通过控制器接入到工控机；光栅位移测量系统包括金属光栅尺（11）、光栅读数头（12）、伺服电机（16）、直线导轨（14），金属光栅尺（11）安装在基座（6）上，光栅读数头（12）安装在气浮滑块（13）上，伺服电机（16）安装在直线导轨（14）上，直线导轨（14）安装在基座（6）上，直线导轨（14）滑块连接气浮滑块（13），伺服电机控制卡通过电机驱动器连接控制伺服电机，伺服电机控制卡安装在工控机中，光栅读数头（12）通过解码器接入到工控机；运动控制系统包括气浮转台运动控制、伺服电机控制，由工控机完成；测量平台包括基座（6）、侧基座（7）、气浮导轨（15）。与现有技术相比，本技术的有益效果是：该技术测量装置对圆筒形状零件进行测量时，与被测工件是非相接触，可对工件内外径尺寸及加工形位误差进行无损耗测量，具有技术先进、测量速度快、精度高等优点，可大幅度降低劳动强度，提高效率。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术的测量装置的结构示意图。图中，1数字相机，2数字相机，3数字相机，4激光位移传感器，5激光位移传感器，6基座，7侧基座，8气浮转台，9五维调整平台，10零件夹具，11金属光栅尺，12光栅读数头，13气浮滑块，14直线导轨，15气浮导轨，16伺服电机，17被测零件。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式，对本技术做进一步说明。该实施例为一种非接触式圆筒形状零件内外径尺寸及形位误差测量装置，其特征是：包括视觉测量系统、激光位移测量系统、转台系统、光栅位移测量系统、运动控制系统、测量平台；其中视觉测量系统包括镜头、数字相机（1）、（2）、（3）、照明光源，数字相机采集图像数据通过串口接入到工控机，数字相机固定安装在侧基座（7）上，其图像信息由工控机进行处理，首先标定单个数字相机，建立数字图像像素与实际尺寸的对应关系，再进行系统标定建立数字相机与整体装置的坐标关系；激光位移测量系统包括激光位移传感器（4）、（5），激光位移传感器（4）、（5）设在支架端部并相对安装，通过支架连接气浮滑块（13），激光位移传感器（4）、（5）通过解码器接入到工控机，激光位移传感器（4）测量圆筒内径向距离，激光位移传感器（5）测量圆筒外径向距离，经过系统标定可建立与整体装置的坐标关系；转台系统包含可运动控制、角度值输出的气浮转台（8）、五维调整平台（9）、零件夹具（10），气浮转台（8）通过控制器接入到工控机，角度值既用于角度控制又用于坐标计算，五维调整平台（9）用于调整圆筒零件轴线与气浮滑块（13）连接的激光位移传感器（4）运动轴线一致，零件夹具（10）用于零件装夹定位，便于大批量测量时编程使用；光栅位移测量系统包括金属光栅尺（11）、光栅读数头（12）、伺服电机（16）、直线导轨（14），金属光栅尺（11）安装在基座（6）上，光栅读数头（12）安装在气浮滑块（13）上，伺服电机（16）安装在直线导轨（14）上，直线导轨（14）安装在基座（6）上，直线导轨（14）滑块与气浮滑块（13）连接，伺服电机（16）控制直线导轨（14）运动，即带动气浮滑块（13）及其连接的激光位移传感器（4）、（5）运动，伺服电机控制卡通过电机驱动器连接控制伺服电机（16），伺服电机控制卡安装在工控机中，光栅读数头（12）通过解码器接入到工控机，光栅位移信号既用于伺服电机（16）位移控制又用于坐标计算；运动控制系统包括气浮转台运动控制、伺服电机位移控制，由工控机完成；测量平台包括基座（6）、侧基座（7）、气浮导轨（15），是整个测量装置的硬件平台，承载部件、传感器、转台及运动控制系统。当测量装置对被测零件（17）进行测量时，首先将被测零件（17）放到零件夹具（10）上；视觉测量系统采集被测部位图像信息，并将图像数据传送到工控机，经过图像处理，可识别获得测量参数尺寸信息及坐标信息；测量圆筒零件不同高度测量部位时，工控机通过伺服电机控制卡产生控制信号送到伺服电机驱动器，伺服电机驱动器驱动伺服电机（16）带动直线导轨（14）滑块及连接的气浮滑块（13）、激光位移传感器（4）、（5）沿测量轴线运动，激光位移传感器（4）、（5）扫描被测零件（17），并将扫描数据传送到工控机；测量圆筒零件不同角度测量部位时，工控机通过气浮转台控制器产生控制信号驱动控制气浮转台（8）转动，使被测部位到达测量区域。该技术的自动测量仪测量时与被测物体不相接触，可对轴类工件外形尺寸进行无损耗测量，具有技术先进、测量速度快、精度高等优点，可大幅度降低劳动强度，提高检测效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式圆筒零件内外径尺寸及形位误差测量装置，其特征是：包括视觉测量系统、激光位移测量系统、转台系统、光栅位移测量系统、运动控制系统、测量平台；其中视觉测量系统包括镜头、数字相机（1）、（2）、（3）、照明光源，数字相机通过串口接入到工控机；激光位移测量系统包括激光位移传感器（4）、（5），激光位移传感器（4）、（5）设在支架端部并相对安装，通过支架连接气浮滑块（13），激光位移传感器（4）、（5）通过解码器接入到工控机；转台系统包括气浮转台（8）、五维调整平台（9）、零件夹具（10），气浮转台（8）通过控制器接入到工控机；光栅位移测量系统包括金属光栅尺（11）、光栅读数头（12）、伺服电机（16）、直线导轨（14），金属光栅尺（11）安装在基座（6）上，光栅读数头（12）安装在气浮滑块（13）上，伺服电机（16）安装在直线导轨（14）上，直线导轨（14）安装在基座（6）上，直线导轨（14）滑块连接气浮滑块（13），伺服电机控制卡通过电机驱动器连接控制伺服电机（16），伺服电机控制卡安装在工控机中，光栅读数头（12）通过解码器接入到工控机；运动控制系统包括气浮转台运动控制、伺服电机控制，由工控机完成；测量平台包括基座（6）、侧基座（7）、气浮导轨（15）。...

【技术特征摘要】
1.一种非接触式圆筒零件内外径尺寸及形位误差测量装置，其特征是：包括视觉测量系统、激光位移测量系统、转台系统、光栅位移测量系统、运动控制系统、测量平台；其中视觉测量系统包括镜头、数字相机（1）、（2）、（3）、照明光源，数字相机通过串口接入到工控机；激光位移测量系统包括激光位移传感器（4）、（5），激光位移传感器（4）、（5）设在支架端部并相对安装，通过支架连接气浮滑块（13），激光位移传感器（4）、（5）通过解码器接入到工控机；转台系统包括气浮转台（8）、五维调整平台（9）、零件夹具（10），气浮转台（8）通过控制器接入到工控机；光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国昌，徐正红，严军，
申请(专利权)人：安徽省长江计量所，
类型：新型
国别省市：安徽;34