一种三轴平面度检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种三轴平面度检测系统及其检测方法，包括基础组件、三轴滑动机构、工件定位平台、以及激光测量组件四部分。三轴滑动机构包括十字滑台和竖直滑台，由十字滑台带动被测工件在水平范围内移动，并与激光测量仪配合工作，采用工件移动而激光测量仪静止的测量方式，提高了测量结果的准确度，解决了当激光测量仪移动时，微小的振动都会对测量结果造成很大偏差，使得测量结果不够准确的问题。激光测量组件包括三组激光发射延长线互呈90°夹角的激光测量仪，通过三轴滑动机构与激光测量仪协调配合，使得该系统能够在一次工序内完成被测工件侧面与上表面平面度的测量，提高测量效率。

A Tri-Axis Flatness Detection System and Its Detection Method

【技术实现步骤摘要】
一种三轴平面度检测系统及其检测方法
本专利技术涉及一种平面度检测系统，具体涉及一种三轴平面度检测系统及其检测方法。
技术介绍
平面度误差是将被测实际表面与理想平面进行比较，两者之间的线值距离即为平面度误差值；或通过测量实际表面上若干点的相对高度差，再换算以线值表示的平面度误差值。较为常见的平面度测量方法通常有打表法和激光法两种，打表测量法是将被测零件和测微计放在标准平板上，以标准平板作为测量基准面，用测微计沿实际表面逐点或沿几条直线方向进行测量。而激光法是利用激光测距从而感知各点的距离，进而判断出其平面度。激光法由于其快速、自动化的特性，适用于大规模生产的环境。现有技术中激光法只存在一个轴，以这个轴为基准、一次只能测量一个表面，当工件为立方形、需要各个边都满足预定的平面度的时候，这种检测系统的弊端便显现出来，当测完一个表面后还需要人为将工件取出、随后换一个面重新定位、继续测量，这无疑降低了整体测量效率；同时，现有技术采用激光测量仪移动、而工件固定不动的方式，依靠激光测量仪不断移动测出工件表面的高度差，而当激光测量仪移动时，由于激光是从激光源头射向工件的，因此微小的振动都会被放大，从而对测量结果造成很大偏差。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种三轴平面度检测系统及其检测方法，解决了现有技术存在的上述问题。技术方案：一种三轴平面度检测系统，包括基础组件、三轴滑动机构、工件定位平台、以及激光测量组件四部分。其中，基础组件，包括大理石基座，以及安装在所述大理石基座上的防尘罩；三轴滑动机构，包括固定安装在所述大理石基座上的十字滑台，以及固定安装在所述大理石基座上、且位于所述十字滑台一侧的竖直滑台；工件定位平台，滑动设置在所述十字滑台上，包括表面粗糙度为Ra0.05的平面基板，以及固定在所述平面基板上表面边缘处的L形定位块；激光测量组件，包括分别固定安装在所述工件定位平台相邻边的两侧、以及滑动设置在所述竖直滑台上的激光测量仪；三个激光测量仪的激光发射延长线互呈90°夹角。在进一步的实施例中，所述大理石基座的下底面四角安装有橡胶脚垫。橡胶脚垫用于减震，防止设备工作时产生振动，导致被测工件在工件定位平台上产生偏移。在进一步的实施例中，所述L形定位块与所述平面基板之间设有30°的过渡倒角，过渡倒角的设置一方面对于被测工件放置在工件定位平台上起到定位导向作用，另一方面能够由该过渡倒角去除边缘毛刺，防止尖锐的角落由毛刺划伤工件表面，影响其表面粗糙度。在进一步的实施例中，所述激光测量仪包括激光位移传感器，所述激光位移传感器包括激光发射头，设置在所述激光发射头一侧的滤光镜，设置在所述滤光镜一侧的镜片组，以及设置在所述镜片组一侧的感光片。激光位移传感器用于感测物体表面距激光发射源的高度，通过固定激光发射源、而水平移动被测工件，使得激光位移传感器感知到物体表面各处的高度差，从而判定被测工件的平面度是否在预定范围内。在进一步的实施例中，所述十字滑台包括一组相互垂直设置的直线滑组，分别包括固定在所述大理石基座上的X轴滑组，以及水平滑动设置在所述X轴滑组上的Y轴滑组。十字滑台用于驱动被测工件在驱动范围内的水平面内移动，从而配合固定不动的激光位移传感器，感测被测工件预定各点的平面度。在进一步的实施例中，所述X轴滑组和Y轴滑组为行星伺服电动缸，所述Y轴滑组固定在所述X轴滑组的滑动块上。行星伺服电动缸由伺服电机驱动控制，相较于气缸，行星伺服电动缸采用蜗杆、滑块、滚珠、推杆配合的方式，将蜗杆的转动转变为推杆的直线运动，从而能够更精确的控制推杆的移动距离。在进一步的实施例中，位于工件定位平台相邻边两侧的激光测量仪分别定义为X激光测量仪和Y激光测量仪；位于工件定位平台上部的激光测量仪定义为Z激光测量仪；所述X激光测量仪、Y激光测量仪、Z激光测量仪的激光路径为笛卡尔正交坐标系分布。X激光测量仪和Y激光测量仪用于测量被测工件的侧表面，Z激光测量仪用于测量被测工件的上表面，三个激光测量仪同时工作，从而可以在不改变工位的情况下直接做到物体的侧表面和上表面的测量，提高工作效率，避免多次上下料。一种三轴平面度检测系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1、操作人员将被检测工件放置在平面基板上，并将被检测工件的直角边紧贴L形定位块；S2、操作人员双手同时按下中控台上的两个启动按钮，启动设备；S3、Z激光测量仪首先启动，激光发射头发射出可见激光射向被测工件表面，经物体反射的激光通过滤光镜进入镜片组，被内部的感光片接收，数字信号处理器根据感光片受光的位置计算出传感器和被测工件之间的距离；S4、十字滑台启动，带动被测工件定位平台在水平面内以S形方式移动，在被测工件移动的同时Z激光测量仪全程工作；S5、感光片受光的位置随着被测工件的平面度变化发生变化，若全程感光片受光的位置最大值与最小值之差在阈值以内，则判定为平面度合格；反之则不合格；S6、X激光测量仪和Y激光测量仪用于感知被测工件的侧表面，方法同上述S3至S5。在进一步的实施例中，所述激光测量仪的计算过程包括以下步骤：A1、测得激光光束的发射源与滤光镜之间的夹角记为；A2、测得激光经过工件表面反射后摄入镜片组的光线与其法向夹角记为；A3、测得感光片与镜片组之间形成的夹角记为；A4、测得感光片上接收到的聚焦激光的偏移距离记为；A5、镜片组与工件表面的激光路径长度记为a，感光片与镜片组之间的激光路径长度记为b；A6、根据公式计算出工件表面沿其法向的移动距离，即平面度公差。有益效果：本专利技术涉及一种三轴平面度检测系统及其检测方法，通过设置三轴滑动机构、工件定位平台、激光测量组件，具体的，三轴滑动机构包括十字滑台和竖直滑台，由十字滑台带动被测工件在水平范围内移动，并与激光测量仪配合工作，采用工件移动而激光测量仪静止的测量方式，提高了测量结果的准确度，解决了当激光测量仪移动时，微小的振动都会对测量结果造成很大偏差，使得测量结果不够准确的问题。激光测量组件包括三组激光发射延长线互呈90°夹角的激光测量仪，通过三轴滑动机构与激光测量仪协调配合，使得该系统能够在一次工序内完成被测工件侧面与上表面平面度的测量，提高测量效率，通过在平面基板上表面边缘处设置L形定位块，便于操作人员轻松将被测工件定位在平面基板上，在进一步的实施例中，L形定位块与平面基板之间设有30°的过渡倒角，过渡倒角的设置一方面对于被测工件放置在工件定位平台上起到定位导向作用，另一方面能够由该过渡倒角去除边缘毛刺，防止尖锐的角落由毛刺划伤工件表面，影响其表面粗糙度。附图说明图1为本专利技术的立体图。图2为本专利技术的俯视图。图3为本专利技术中工件定位平台的立体图。图4为本专利技术中三轴滑动机构的立体图。图5为本专利技术中激光测量组件的内部结构示意图。图6为本专利技术中激光测量组件的测量与计算原理图。图中各附图标记为：大理石基座1、防尘罩2、X激光测量仪3、平面基板4、Z激光测量仪5、竖直滑台6、工件7、十字滑台8、X轴滑组801、Y轴滑组802、滑动块803、L形定位块9、过渡倒角901、Y激光测量仪10、伺服电机11、中控台12、激光发射头13、滤光镜14、镜片组15、感光片16。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴平面度检测系统，其特征是包括：基础组件，包括大理石基座，以及安装在所述大理石基座上的防尘罩；三轴滑动机构，包括固定安装在所述大理石基座上的十字滑台，以及固定安装在所述大理石基座上、且位于所述十字滑台一侧的竖直滑台；工件定位平台，滑动设置在所述十字滑台上，包括表面粗糙度为Ra0.05的平面基板，以及固定在所述平面基板上表面边缘处的L形定位块；激光测量组件，包括分别固定安装在所述工件定位平台相邻边的两侧、以及滑动设置在所述竖直滑台上的激光测量仪；三个激光测量仪的激光发射延长线互呈90°夹角。

【技术特征摘要】
1.一种三轴平面度检测系统，其特征是包括：基础组件，包括大理石基座，以及安装在所述大理石基座上的防尘罩；三轴滑动机构，包括固定安装在所述大理石基座上的十字滑台，以及固定安装在所述大理石基座上、且位于所述十字滑台一侧的竖直滑台；工件定位平台，滑动设置在所述十字滑台上，包括表面粗糙度为Ra0.05的平面基板，以及固定在所述平面基板上表面边缘处的L形定位块；激光测量组件，包括分别固定安装在所述工件定位平台相邻边的两侧、以及滑动设置在所述竖直滑台上的激光测量仪；三个激光测量仪的激光发射延长线互呈90°夹角。2.根据权利要求1所述的一种三轴平面度检测系统，其特征在于：所述大理石基座的下底面四角安装有橡胶脚垫。3.根据权利要求1所述的一种三轴平面度检测系统，其特征在于：所述L形定位块与所述平面基板之间设有30°的过渡倒角。4.根据权利要求1所述的一种三轴平面度检测系统，其特征在于：所述激光测量仪包括激光位移传感器，所述激光位移传感器包括激光发射头，设置在所述激光发射头一侧的滤光镜，设置在所述滤光镜一侧的镜片组，以及设置在所述镜片组一侧的感光片。5.根据权利要求1所述的一种三轴平面度检测系统，其特征在于：所述十字滑台包括一组相互垂直设置的直线滑组，分别包括固定在所述大理石基座上的X轴滑组，以及水平滑动设置在所述X轴滑组上的Y轴滑组。6.根据权利要求5所述的一种三轴平面度检测系统，其特征在于：所述X轴滑组和Y轴滑组为行星伺服电动缸，所述Y轴滑组固定在所述X轴滑组的滑动块上。7.根据权利要求6所述的一种三轴平面度检测系统，其特征在于：位于工件定位平台相邻边两侧的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘东，林慧娟，
申请(专利权)人：江苏省百斯特检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32