一种回转体工件内径测量系统技术方案

本申请公开了一种回转体工件内径测量系统。包括:支撑组件和设置在所述支撑组件上的测量组件；本申请利用从下至上依次固接的基座、支撑部和安装部形成支撑框架，安装测量所用部件；通过在基座上设置回转工作台，用其上的固定部固定回转体工件；通过在回转工作台内设置转角光栅，测量被测回转体工件的旋转角度；通过在安装部的导轨上设置Z向主轴，与回转工作台旋转轴构成两轴测量；通过在安装部上设置摄像机，检测回转工作台上是否放有工件；通过在安装部上设置位移光栅，测量Z向主轴的移动位移；通过在Z向主轴底端设置气动位移传感器，向其气囊中打入高压气体，将其探头吹出，测量与工件内壁被测面的相对距离；实现两轴测量回转体工件内径。

【技术实现步骤摘要】
一种回转体工件内径测量系统
本公开一般涉及回转体工件测量
，具体涉及一种回转体工件内径测量系统。
技术介绍
在回转体工件生产过程的质量检测中，三坐标测量机是主要的检测手段。三坐标测量机虽然具有较高的测量精度，但由于其特定的测量方式，系统的测量效率较低，不能满足现场实时的测量要求；并且由于三坐标测量机昂贵的价格和严格的使用环境条件要求，使其很难被广泛应用，难以满足现代生产的要求；目前，在大批量工业生产中，普遍采用人工测量保证回转体工件的制造和加工精度，而人工测量的方式效率很低，难以满足现代生产的要求。因此，我们提出一种回转体工件内径测量系统，用以解决上述的三坐标测量机价格昂贵，使用环境要求高，测量效率低，引入误差较多的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种有效减少引入误差，测量速度快、精度高，自动化程度高，节省成本，结构简单且易于实现的回转体工件内径测量系统。第一方面，本申请提供一种回转体工件内径测量系统，包括:支撑组件和设置在所述支撑组件上的测量组件；所述支撑组件包括：从下至上依次固接的基座、支撑部和安装部；所述测量组件包括：设置在所述基座上的回转工作台和竖直设置在所述安装部上的导轨；所述回转工作台上设置有固定部，用于夹紧被测回转体工件；所述回转工作台内设置有转角光栅，用于测量所述被测回转体工件的旋转角度；所述导轨上安装有Z向主轴；所述安装部上设置有与所述导轨相邻设置的位移光栅，用于测量所述Z向主轴的移动位移；所述Z向主轴的底端设置有气动位移传感器，且所述气动位移传感器能够伸入所述被测回转体工件的内部；所述安装部上还设置有摄像机，且其与所述Z向主轴表面平行设置。根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：用于驱动所述转角光栅与所述位移光栅运行的驱动组件。根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动组件包括：电机驱动器和与所述电机驱动器连接的伺服电机；所述伺服电机的输出轴与所述转角光栅、所述位移光栅固接；所述电机驱动器用于控制所述伺服电机的运行。根据本申请实施例提供的技术方案，所述气动位移传感器连接有电磁阀。根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：用于控制所述测量组件的控制模块。根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块包括：主控制单元和与所述主控制单元信号连接的运动控制单元以及信号传输单元；所述主控制单元，与所述摄像机电连接，用于分别控制所述摄像机、所述转角光栅、所述位移光栅以及所述气动位移传感器的运行；所述运动控制单元，与所述电机驱动器电连接，用于接收所述主控制单元传输的脉冲信号，并将脉冲信号传输至所述电机驱动器；所述信号传输单元，与所述电磁阀电连接，用于接收所述主控制单元发出的信号，并输出至所述电磁阀。根据本申请实施例提供的技术方案，所述运动控制单元连接有数据转换单元；所述数据转换单元，分别与所述伺服电机、所述电机驱动器电连接，用于采集所述伺服电机的转速数据，并传输至所述电机驱动器。根据本申请实施例提供的技术方案，所述运动控制单元还设置有操作面板，用于操纵所述运动控制单元。根据本申请实施例提供的技术方案，所述主控制单元通过ISA总线与所述运动控制单元通讯连接。综上所述，本技术方案具体地公开了一种回转体工件内径测量系统的具体结构。本申请具体地在支撑组件上设计测量组件，利用测量组件的Z向主轴与回转工作台的旋转轴C轴组成两轴测量系统，对被测回转体工件的内径进行测量，以实现减少引入误差，测量速度快、精度高，自动化程度高，节省成本的目的；本申请利用从下至上依次固接的基座、支撑部以及安装部，形成测量系统的支撑框架，以安装测量组件所用的部件；通过在所述基座上设置回转工作台，利用回转工作台作为本测量系统的回转工作台，并在回转工作台上设置固定部，以固定被测回转体工件；通过在所述回转工作台内设置转角光栅，测量所述被测回转体工件的旋转角度；进一步地，通过在所述安装部的导轨上设置Z向主轴，作为本两轴测量系统中的一个主轴，与回转工作台的旋转轴构成两轴测量；通过在所述安装部上设置摄像机，以检测回转工作台上是否放置有被测回转体工件；通过在所述安装部上设置与所述导轨相邻设置的位移光栅，测量所述Z向主轴的移动位移，以保证在Z方向上能有一个准确的位置定位；通过在所述Z向主轴的底端设置气动位移传感器，其伸入所述被测回转体工件的内部，能够与被测回转体工件的内壁接触，依靠向其气囊中打入高压气体，将其探头吹出，从而测量与被测面的相对距离；实现两轴测量回转体工件内径过程。本技术方案进一步地为了提高自动化程度，以及保证测量的精确性，设计控制模块，控制测量组件的整体测量过程；利用主控制单元与所述摄像机电连接、与第一控制单元以及信号传输单元信号连接，作为主要控制单元，分别控制所述摄像机进行工件识别、所述转角光栅的旋转角度、所述位移光栅平移距离以及所述气动位移传感器的测量过程；主控制单元利用模板匹配的方法，首先利用图像金字塔的原理把摄像头采集到的图像和模板图降采样到给定层，使用缩小后的图像和模板进行粗搜索，每层得到若干个候选点；然后逐层对候选点进行过滤筛选，直到选出最匹配的点，然后判断该点所对应的子图与模板图的相似度是否大于预设阈值，如果大于则证明图中存在待检测的工件，即工件识别存在，然后开启后面的测量程序；利用转角光栅本身的平行光投射在转角光栅的动栅(指示光栅)和定栅(标尺光栅)上，测量时，利用伺服电机带动动栅旋转，而定栅不动，则透过的光线可形成莫尔条纹，数据转换单元一端的光敏管检测到透射过来的光信号，光敏管输出近似正弦电压信号，该信号经过放大、整形、微分电路后形成脉冲信号，通过计量工作过程中总的脉冲数，则可获得被测回转体工件的旋转角度；将位移光栅的标尺光栅固定在Z向主轴的固定端，将光栅读数头安装在Z向主轴的移动端上，指示光栅装在光栅读数头中，在测量时，利用伺服电机带动Z向主轴的移动端上下移动，而标尺光栅不动，则透过的光线可形成莫尔条纹，数据转换单元一端的光敏管检测到透射过来的光信号，光敏管输出近似正弦电压信号，该信号经过放大、整形、微分电路后形成脉冲信号，通过计量工作过程中总的脉冲数，则可获得Z向主轴位移；利用主控制单元通过ModbusRTU协议与信号传输单元进行通信，控制信号传输单元的串口，以实现对电磁阀的控制，当接通电磁阀时，气动位移传感器进行一次测量，然后主控制单元通过串口通信读取气动位移传感器的测量值。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1、图2为一种回转体工件内径测量系统的结构示意图。图3为控制模块的流程原理图。图中标号：1、基座；2、支撑部；3、安装部；4、回转工作台；5、固定部；6、被测回转体工件；7、Z向主轴；8、位移光栅；9、气动位移传感器；10、摄像机；11、电机驱动器；12、伺服电机；13、电磁阀；14、主控制单元；15、信号传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回转体工件内径测量系统，其特征在于，包括:支撑组件和设置在所述支撑组件上的测量组件；/n所述支撑组件包括：从下至上依次固接的基座(1)、支撑部(2)和安装部(3)；/n所述测量组件包括：设置在所述基座(1)上的回转工作台(4)和竖直设置在所述安装部(3)上的导轨；所述回转工作台(4)上设置有固定部(5)，用于夹紧被测回转体工件(6)；所述回转工作台(4)内设置有转角光栅，用于测量所述被测回转体工件(6)的旋转角度；所述导轨上安装有Z向主轴(7)；所述安装部(3)上设置有与所述导轨相邻设置的位移光栅(8)，用于测量所述Z向主轴(7)的移动位移；所述Z向主轴(7)的底端设置有气动位移传感器(9)，且所述气动位移传感器(9)能够伸入所述被测回转体工件(6)的内部；所述安装部(3)上还设置有摄像机(10)，且其与所述Z向主轴(7)表面平行设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种回转体工件内径测量系统，其特征在于，包括:支撑组件和设置在所述支撑组件上的测量组件；
所述支撑组件包括：从下至上依次固接的基座(1)、支撑部(2)和安装部(3)；
所述测量组件包括：设置在所述基座(1)上的回转工作台(4)和竖直设置在所述安装部(3)上的导轨；所述回转工作台(4)上设置有固定部(5)，用于夹紧被测回转体工件(6)；所述回转工作台(4)内设置有转角光栅，用于测量所述被测回转体工件(6)的旋转角度；所述导轨上安装有Z向主轴(7)；所述安装部(3)上设置有与所述导轨相邻设置的位移光栅(8)，用于测量所述Z向主轴(7)的移动位移；所述Z向主轴(7)的底端设置有气动位移传感器(9)，且所述气动位移传感器(9)能够伸入所述被测回转体工件(6)的内部；所述安装部(3)上还设置有摄像机(10)，且其与所述Z向主轴(7)表面平行设置。


2.根据权利要求1所述的一种回转体工件内径测量系统，其特征在于，还包括：用于驱动所述转角光栅与所述位移光栅(8)运行的驱动组件。


3.根据权利要求2所述的一种回转体工件内径测量系统，其特征在于，所述驱动组件包括：电机驱动器(11)和与所述电机驱动器(11)连接的伺服电机(12)；所述伺服电机(12)的输出轴与所述转角光栅、所述位移光栅(8)固接；所述电机驱动器(11)用于控制所述伺服电机(12)的运行。


4.根据权利要求1所述的一种回转体工件内径测量系统，其特征在于，所述气动位移传感器(9)连接有电磁阀(13)。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帅，
申请(专利权)人：赵帅，
类型：发明
国别省市：河北;13