基于激光位移傳感器與無線收發裝置的測頭制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了基于激光位移傳感器與無線收發裝置的測頭，根據需要將總體結構模塊化，分為變徑調節部分、測量部分、固定部分以及連接部分，以共同作用完成軸孔類工件的定位。本實用新型專利技術能夠將工件的位置與機床坐標系相關聯，并且可以實現不同尺寸孔徑的孔心在位測取，從而實現軸孔類工件在機床上的快速定位。同時能夠通過對孔心的定位，實現機床主軸軸線與機床導軌平行度、孔心距等的測量。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種精密測量裝置，更加具體地說，特別是涉及一種基于激光位移傳感器與無線收發裝置的軸孔類工件定位裝置。
技術介紹
實現工件在位測量是眾多加工者的需求，在大型、超大型工件加工時尤為如此。在數控機床日益普及的今天，利用機床已有的坐標系統，為機床配置專有功能的測頭，成為眾多學者、工程技術人員探索的熱門內容。今天，測頭已成為數控機床的一種重要附件。利用測頭來確定工件在機床坐標系中的X、Y、Z坐標，是目前大多數控機床主要采用的找正方式。測頭的使用效果是影響實際生產的重要因素，不但能減輕工人勞動強度，還能有效地保證零件的精度、提高生產效率。如何使用和開發出測頭的功能，最大限度地發揮它在現實生產中高效、精確、便捷的功能，也是數控機床增效的一個重要方面。 常用的能夠用于軸孔類工件的定位測頭按測量方法分為接觸式測頭和非接觸式測頭，其中采用接觸式測量的主要是機械式測頭，機械式測頭在測量時，手動控制測頭與零件接觸，當測頭指示燈發亮時，記下工件在機床坐標系中位置，輸入至目標存儲器中。紅外線測頭采用的是機械式測頭與紅外數據傳輸技術組成，雖然紅外線測頭采用的是無線傳輸，但仍屬于接觸式測頭。接觸式測頭需要人為引導，難以實現動態自動測量，且接觸式測量有可能會損傷工件表面和測頭本身，是一種消耗式測量。采用非接觸式測量的主要分為光學式測頭和電氣式測頭。電氣式測頭有電感測頭、電容測頭等，電感測頭容易被磁化，測量一段時間后需要停下來消磁。電容測頭由于測量原理的緣故，無法實現長距離的測量。光學測頭主要有三角法測頭、視像測頭等。視像測頭對于CCD的安裝要求較高，在實際應用中使用不方便。三角法測頭是目前使用最多的測頭，但多局限于有線供電、有線傳輸數據的方式，測頭在機床上不能連續旋轉，難以實現動態旋轉測量。
技術實現思路
本技術的目的是為克服上述技術的不足，提供一種不同于以往的軸孔類工件定位裝置，能夠將工件的位置與機床坐標系相關聯，并且可以實現不同尺寸孔徑的孔心在位測取，從而實現軸孔類工件在機床上的快速定位。同時能夠通過對孔心的定位，實現機床主軸軸線與機床導軌平行度、孔心距等的測量。本技術的技術目的通過下述技術方案予以實現基于激光位移傳感器與無線收發裝置的測頭，由變徑調節部件、測量部件、固定部件和連接部件組成，其中所述固定部件為測頭架，由上下兩個圓盤、連接上下兩個圓盤的中間支架以及設置在上圓盤下面的夾持裝置組成；所述變徑調節部件與下圓盤之間為活動連接，具體來說，所述變徑調節部件與下圓盤的連接處為雙直線槽結構，這樣一來可實現變徑調節部件位置的變化，以調節激光位移傳感器的測試位置；所述測量部件由激光位移傳感器、無線收發模塊以及電池組成，所述激光位移傳感器固定于變徑調節部件的移動架上，可隨移動架移動以測量不同尺寸的圓孔；所述無線收發模塊和電池設置在上圓盤下面的夾持裝置中，以實現與固定部件的連接；所述電池與無線收發模塊、激光位移傳感器相連，為其工作提供能量，例如可采用鋰電池供電，充電時間為3小時，持續供電時間可達46小時，能夠實現長時間的測量；所述激光位移傳感器可采用高精度的激光位移傳感器，以實現精確測量被測物之間的位移；所述無線收發裝置可采用藍牙串口模塊DXT3C，可以在100米范圍內完成無線藍牙數據傳輸，通過無 線模塊可將傳感器測得的數據傳送到計算機，通過計算機處理后得到測量結果。所述連接部件設置在上圓盤或者下圓盤的中心位置，同時頂部可根據不同要求設計與機床主軸相連的結構，測頭上下均可以固定連接部件，以便首尾顛倒后仍可連接在機床上。為解決公知技術中存在的技術問題，本技術的技術方案提供一種軸孔類工件在機床上的定位裝置，該裝置能夠高精度、高效率、高穩定性的完成軸孔類工件在機床上的定位，并具有如下有益效果I.非接觸測量接觸測量一般要求操作人員要位于測量要素附近操作、讀數或引導，這就限制了自動測量的可能性。基于激光位移傳感器與無線裝置的新型測頭采用的是非接觸測量，非接觸測頭遠離被測表面，因此該自動或半自動過程具有足夠安全性。2.檢測精度高該測頭采用高精度激光位移傳感器，能夠快速精確的完成孔心定位，從而能夠準確的定位軸孔類工件，測量精度能夠達到微米級。3.動態自動測量，尤其是可以實現旋轉測量高精度的激光位移傳感器與無線收發模塊的完美結合，配上電量充足的鋰電池供電能夠不用考慮電源線、信號傳輸線的繞線問題，使激光位移傳感器在非接觸動態自動測量的基礎上使用的空間更大，更能使該測頭用于動態旋轉測量。4.適用范圍廣該測頭不僅能夠完成軸孔類工件在機床上的定位，通過設計變徑調節裝置實現不同孔徑的工件的定位。同時利用孔心定位方法能夠實現機床主軸軸線與機床導軌之間的平行度、孔心距以及兩平面之間距離等的測量。5.機械結構簡單該測頭僅通過結構簡單的測頭架將傳感器、無線收發裝置、電池、變徑調節裝置等部件組合到一起，使用方便、簡單。6.測量結果直接與機床坐標系關聯該測頭的測量基準就是切削主軸的回轉軸線。孔心定位、機床主軸軸線與機床導軌之間的平行度、孔心距以及兩平面之間距離等的測量結果均與機床坐標相關聯，從而可以指導后續的加工。附圖說明圖I為本技術的結構圖。圖2為本技術的應用圖。圖3為本技術與機床主軸的連接部位放大圖。圖中1連接部件，2無線收發模塊，3電池，4激光位移傳感器，5測頭架，6變徑調節部件，7無線模塊天線，8機床，9測頭，10機床主軸，11軸孔類工件，12上圓盤，13下圓盤，14雙直線槽結構。具體實施方式下面以箱體類工件孔心定位為例，并配合附圖詳細說明如下，以進一步了解本技術的
技術實現思路
、特點及功效。如附圖I一3所示，一種基于激光位移傳感器與無線收發模塊的側頭，由變徑調節部件、測量部件、固定部件和連接部件組成所述固定部件為測頭架5，由上圓盤12、下圓盤13、連接上下兩個圓盤的中間支架以及設置在上圓盤下面的夾持裝置組成。所述變徑調節部件6與下圓盤13之間為活動連接，具體來說，所述變徑調節部件與下圓盤的連接處為雙直線槽結構14，這樣一來可實現變徑調節部件位置的變化，以調節 激光位移傳感器的測試位置。所述測量部件由激光位移傳感器4、無線收發模塊2以及電池3組成，所述激光位移傳感器位于變徑調節部件的移動架上，可隨移動架移動以測量不同尺寸的圓孔；所述無線收發模塊和電池設置在上圓盤下面的夾持裝置中，以實現與固定部件的連接；所述電池與無線收發模塊、激光位移傳感器相連，為其工作提供能量，例如可采用鋰電池供電，充電時間為3小時，持續供電時間可達46小時，能夠實現長時間的測量；所述激光位移傳感器可采用高精度的激光位移傳感器，以實現精確測量被測物之間的位移；所述無線收發裝置可采用藍牙串口模塊DXT3C并配有天線7，可以在100米范圍內完成無線藍牙數據傳輸，通過無線模塊可將傳感器測得的數據傳送到計算機，通過計算機處理后得到測量結果。所述連接部件I設置在上圓盤或者下圓盤的中心位置，同時頂部可根據不同要求設計與機床主軸10相連的結構，測頭上下均可以固定連接部件，以便首尾顛倒后仍可連接在機床上。本技術采用激光位移傳感器進行非接觸測量。相對于傳統的百分表測量，該測頭不需人為進行引導，通過數顯直接能夠知道測頭離待測軸孔的位置。該測頭僅通過結構簡單的測頭本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于激光位移傳感器與無線收發裝置的測頭，由變徑調節部件、測量部件、固定部件和連接部件組成，其特征在于，其中：所述固定部件為測頭架，由上下兩個圓盤、連接上下兩個圓盤的中間支架以及設置在上圓盤下面的夾持裝置組成；所述變徑調節部件與下圓盤之間為活動連接；所述測量部件由激光位移傳感器、無線收發模塊以及電池組成，所述激光位移傳感器固定于變徑調節部件的移動架上，所述無線收發模塊和電池設置固定在上圓盤下面的夾持裝置中，所述電池與無線收發模塊、激光位移傳感器相連；所述激光位移傳感器與無線收發模塊相連；所述連接部件設置在上圓盤或者下圓盤的中心位置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王仲，蘇野，劉新波，劉紅光，陳浩，李興強，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：實用新型
國別省市：