一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置

实用新型 · 2020-04-23
申请号:CN202020145043.X 申请日:20200123 授权公告号:CN210242870U 授权公告日:20200403 申请人地址:110172 辽宁省沈阳市沈抚新区金枫街75-1号1507 国家/省市:89(沈阳) 代理机构:21116 主分类号:G01D21/02 代理人:于丽丽 申请人:辽宁航空智能制造研究院有限公司 当前权利人:辽宁航空智能制造研究院有限公司 发明人:刘启伟;白钰;郑妍 分类号:G01D21/02;G05B19/042 简要说明:本实用新型涉及一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置。本实用新型包括安装于运动小车上的信号采集板、工业相机、辅助光源、激光位移传感器和三轴加速度传感器,还包括交换机、监控主机和安装于电器柜内的信号接口板;所述信号采集板连接工业相机、辅助光源、激光位移传感器、三轴加速度传感器和信号接口板,所述工业相机连接交换机,所述交换机通过网口连接所述信号接口板和监控主机。本实用新型能够实时检测小车的运动轨迹及运动状态,反馈运动偏差和当前小车的位姿信息,使该装置集成度高,便于运输或移动,可免去对大型圆柱类工件的运输或搬运带来的不便,适合于不同尺寸的大型圆柱类工件横截面加工设备的运动检测。 主权利要求:1.一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,其特征在于,包括安装于运动小车上的信号采集板、工业相机、辅助光源、激光位移传感器和三轴加速度传感器,还包括交换机、监控主机和安装于电器柜内的信号接口板;所述信号采集板连接工业相机、辅助光源、激光位移传感器、三轴加速度传感器和信号接口板,所述工业相机连接交换机,所述交换机通过网口连接所述信号接口板和监控主机,所述运动小车包括运动控制单元,所述运动控制单元连接所述信号接口板。 当前状态:1 代理机构:沈阳易通专利事务所 21116 权利要求,1.一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,其特征在于,包括安装于运动小车上的信号采集板、工业相机、辅助光源、激光位移传感器和三轴加速度传感器,还包括交换机、监控主机和安装于电器柜内的信号接口板;所述信号采集板连接工业相机、辅助光源、激光位移传感器、三轴加速度传感器和信号接口板,所述工业相机连接交换机,所述交换机通过网口连接所述信号接口板和监控主机,所述运动小车包括运动控制单元,所述运动控制单元连接所述信号接口板。2.根据权利要求1所述的一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,其特征在于,所述信号采集板上设有24V直流电源输出接口、激光位移传感器接口、三轴加速度传感器接口和第一485总线接口;所述24V直流电源输出接口连接所述工业相机和辅助光源,所述激光位移传感器接口连接所述激光位移传感器,所述三轴加速度传感器接口连接所述三轴加速度传感器,所述第一485总线接口连接所述信号接口板。3.根据权利要求2所述的一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,其特征在于,所述24V直流电源输出接口、激光位移传感器接口、三轴加速度传感器接口和第一485总线接口均为不同形式的接口。4.根据权利要求1所述的一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,其特征在于,所述信号接口板上设有模拟量输出接口、第二485总线接口和网口;所述模拟量输出接口连接所述运动控制单元,所述第二485总线接口连接所述信号采集板,所述网口连接所述交换机。5.根据权利要求4所述的一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,其特征在于,所述模拟量输出接口、第二485总线接口和网口均为不同形式的接口。 说明书, 一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置 技术领域 本实用新型涉及检测设备技术领域,具体的说是一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置。 背景技术 对于几十吨甚至上百吨的大型圆柱类工件的表面及横断面加工问题一直以来是机械加工领域的难点,采用传统的加工方式,需要做专用工装夹具,而且对于工件的运输、装夹都会耗费大量的人力物力,需要大型机床来完成加工。当工件尺寸发生变化时,需要重新设计工装夹具,传统的加工方式已无法满足目前对于此类工件的加工需求。 发明内容 针对现有技术中存在的上述不足之处,本实用新型要解决的技术问题是提供一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置。 本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,包括安装于运动小车上的信号采集板、工业相机、辅助光源、激光位移传感器和三轴加速度传感器,还包括交换机、监控主机和安装于电器柜内的信号接口板;所述信号采集板连接工业相机、辅助光源、激光位移传感器、三轴加速度传感器和信号接口板,所述工业相机连接交换机,所述交换机通过网口连接所述信号接口板和监控主机,所述运动小车包括运动控制单元,所述运动控制单元连接所述信号接口板。 所述信号采集板上设有24V直流电源输出接口、激光位移传感器接口、三轴加速度传感器接口和第一485总线接口;所述24V直流电源输出接口连接所述工业相机和辅助光源,所述激光位移传感器接口连接所述激光位移传感器,所述三轴加速度传感器接口连接所述三轴加速度传感器,所述第一485总线接口连接所述信号接口板。 所述24V直流电源输出接口、激光位移传感器接口、三轴加速度传感器接口和第一485总线接口均为不同形式的接口。 所述信号接口板上设有模拟量输出接口、第二485总线接口和网口;所述模拟量输出接口连接所述运动控制单元,所述第二485总线接口连接所述信号采集板,所述网口连接所述交换机。 所述模拟量输出接口、第二485总线接口和网口均为不同形式的接口。 本实用新型具有以下优点及有益效果: 1、本实用新型利用工业相机实现高精度轨迹跟踪检测,通过激光位移传感器实现加工深度检测,通过三轴加速度传感器实现运动小车的位姿检测,能够实时检测小车的运动轨迹及运动状态,反馈运动偏差和当前小车的位姿信息,使该装置集成度高,便于运输或移动,可免去对大型圆柱类工件的运输或搬运带来的不便,适合于不同尺寸的大型圆柱类工件横截面加工设备的运动检测。 2、本实用新型通过在一个运动小车上安装加工单元、检测单元和运动控制单元,实现对大型圆柱类工件的加工,且使用灵活,无需设计专门的工装夹具,适合于不同尺寸和种类的大型圆柱类工件的表面加工,加工及检测的原理和涉及的算法均采用现有技术。 3、本实用新型的所有接口采用防错接设计,不同功能的接口形式不同,便于现场安装和维护。 4、本实用新型对工件尺寸没有特定的要求,功能易于扩展,适应性广。 附图说明 图1为本实用新型的整体接线结构示意图; 图2为本实用新型的信号采集板的接口示意图; 图3为本实用新型的信号接口板的接口示意图; 图4为本实用新型的轨迹跟踪误差计算示意图。 具体实施方式 下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。 如图1所示,一种大型圆柱类工件表面加工设备检测装置,包括工业相机、辅助光源、激光位移传感器、三轴加速度传感器、信号采集板、信号接口板、运动控制单元、交换机和监控主机。信号采集板、工业相机、辅助光源、激光位移传感器和三轴加速度传感器安装于运动小车上,运动小车通过夹紧装置与工件连接,夹紧装置采用滚轮结构,在夹紧的同时可相对于工件运动;信号接口板安装在电气柜内,监控主机和交换机安装在监控平台。 检测装置的信号采集板是一个数据及电源集散主机,通过网线与监控主机连接,提供电源给工业相机、激光位移传感器和三轴加速度传感器,将工业相机、激光位移传感器和三轴加速度传感器的数据传递给监控主机;工业相机拍摄刻画于工件表面的轨迹线,并将视频反馈给监控主机,监控主机实时分析运动偏差,将偏差结果通过信号接口板的数模转换功能反馈给小车的运动控制单元,运动控制单元根据偏差控制小车的运动轨迹,此过程相当于一个半闭环运动控制,工业相机是检测单元,运动控制单元是执行单元。 激光位移传感器安装于运动小车的中前部,实时检测小车和工件表面的距离,可据此判断工件表面是否有突起结构,并将结果反馈给控制主机,控制主机计算当前小车和工件的距离,将结果反馈给运动控制单元,运动控制单元调整加工单元的加工刀具的上下位置,使加工深度保持恒定,此过程仍然是一个半闭环控制系统;三轴加速度传感器实时检测加速度信息,由监控主机负责计算小车的当前位姿信息,并通过信号接口板的数模转换功能反馈给小车运动控制单元,运动控制单元根据小车的位姿信息调整小车与工件间的夹紧力,使小车与工件间始终保持贴合状态。 工业相机、监控主机和运动控制单元组成一个半闭环控制系统,负责运动小车的运动偏差控制;激光位移传感器、监控主机和小车运动控制单元组成一个半闭环控制系统,负责控制运动小车的加工深度偏差;三轴加速度传感器、监控主机和运动控制单元组成一个半闭环控制系统,负责小车的夹紧力控制;监控主机提供了用户交互界面,使系统更友好。 本实用新型的所有接口采用防错接设计,不同功能的接口形式不同,便于现场安装和维护。如图2所示,信号采集板上设有24V直流电源输出接口、激光位移传感器接口、三轴加速度传感器接口和第一485总线接口;所述24V直流电源输出接口连接所述工业相机和辅助光源,所述激光位移传感器接口连接所述激光位移传感器,所述三轴加速度传感器接口连接所述三轴加速度传感器,所述第一485总线接口连接所述信号接口板,其中,24V直流电源输出接口、激光位移传感器接口、三轴加速度传感器接口和第一485总线接口均为不同形式的接口。如图3所示,信号接口板上设有模拟量输出接口、第二485总线接口和网口;所述模拟量输出接口连接所述运动控制单元,所述第二485总线接口连接所述信号采集板,所述网口连接所述交换机,其中模拟量输出接口、第二485总线接口和网口均为不同形式的接口。 在本实用新型的一个应用实施例中,加工前,首先调整好工业相机的各项参数:帧率、增益、饱和度和亮度等参数,辅助光源为无影灯,可提供一个相对恒定的照明状态,调整焦距到最佳;然后对轨迹跟踪精度进行标定,即将图像的像素对应为实际尺寸,具体对应关系可参见图4。

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