CN204535651U - 一种激光测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光测量装置，其将激光测头固定在六自由度调节机构上，并具使激光测头（3）相对于被测零件（2）倾斜设置，精密调节使激光测头射出光线覆盖被测零件待测表面，被测零件旋转一周，激光测头可多次采样，获得零件表面信息，由于可同时获得两个方向的有效数据，一次测量过程即可获得覆盖范围内的三维信息，提高了测量效率和精度，而且采用单个二维激光传感器完成被测对象多方向表面数据的真实采样，测量精度高，避免为了提高测量精度采用多个传感器多方向测量引入误差。

Description

一种激光测量装置

技术领域

本实用新型涉及精密测量领域，特别涉及一种用于零件多方向尺寸及形位误差测量***的二维激光传感器倾斜测量装置。

背景技术

近年来，随着非接触测量的快速发展，二维激光传感器常被用于尺寸与形位误差检测。传统的测量装置及方法都采用将激光传感器垂直于待测表面装卡，采样数据由z方向数据与x方向数据构成。比如，CN102172831A公开了一种检测铆钉高度的方法，其使用了二维激光传感器，二维激光传感器送出的一组测量数据是由几百个包含X、Z方向的坐标值数据所组成的，X方向的有效测量宽度为62mm(不同的二维激光传感器的有效测量宽度不一样)，Z方向的数据就是零件表面各点距此传感器的距离。控制***接收来自二维激光传感器的测量数据，然后找出Z方向突变的数据位置。然而，这样获得的二维数据，其x方向值仅仅由边缘点获得，测量精度取决于传感器x方向的细分精度，并不是被测对象的真实测量结果。对于微米级的精密测量来说，无法满足测量要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用二维激光传感器获得被测对象两个方向真实测量数据的测量装置。

该激光测量装置具有用于放置被测零件的测量平台，测量平台的一侧设有激光测量部，激光测量部对被测零件测量，激光测量部具有激光测头及驱动激光测头运动的机械臂，激光测头包括二维激光传感器；并且激光测头相对于被测零件倾斜设置，激光测头发出的激光在被测零件表面成台阶状并同时落在水平与竖直表面上。

更优选为，机械臂包括第一圆周调节机构，第二圆周调节机构，第三圆周调节机构和平移调节机构，其中第一圆周调节机构，第二圆周调节机构，第三圆周调节机构组成的整体为绕z轴，绕x轴，绕y轴三个方向的圆周调节机构；平移调节机构提供 x，y，z三轴方向的平移调节。

更优选为，在平移调节机构上方为第三圆周调节机构，其提供水平方向的圆周运动；第三圆周调节机构上方连接第二圆周调节机构，第二圆周调节机构具有一“L”型的第一支撑臂，第一支撑臂一端水平设置并与第三圆周调节机构相连接，第一支撑臂的另一端为垂直设置，并设有圆周调节结构，提供垂直平面内的圆周运动；第一圆周调节机构与第二圆周调节机构连接，第一圆周调节机构具有“L”型的第二支撑臂，第二支撑臂的一端位于垂直平面内并与第二圆周调节机构的圆周调节结构相连接，第二支撑臂的另一端上设有圆周调节结构，激光测头与第一圆周调节机构的圆周调节结构相连，第一圆周调节机构的圆周调节结构提供倾斜平面内的圆周运动，使激光测头发出的激光在被测零件表面成台阶状，同时落在水平与竖直表面上。

更优选为，调节激光测头内的二维激光传感器与被测零件成角度装卡并进行测量，并将测量数据上传至上位机。

有益效果：

 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：将激光测头固定在六自由度调节机构上，精密调节使激光测头射出光线覆盖被测零件待测表面。被测零件旋转一周，激光测头可多次采样，获得零件表面信息。由于可同时获得两个方向的有效数据，一次测量过程即可获得覆盖范围内的三维信息，提高了测量效率和精度。而且采用单个二维激光传感器完成被测对象多方向表面数据的真实采样，测量精度高，避免为了提高测量精度采用多个传感器多方向测量引入误差。

附图说明

图1是二维激光传感器倾斜测量装置结构示意图

其中：1、测量平台；2、被测零件；3、激光测头；4、第一圆周调节机构；5、第二圆周调节机构；6、第三圆周调节机构；7、平移调节机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的介绍：

参照附图1， 该激光测量装置具有用于放置被测零件2的测量平台1，测量平台1的一侧设有激光测量部，激光测量部对被测零件2测量，激光测量部具有激光测头3及驱动激光测头3运动的机械臂。激光测头3包括二维激光传感器。

机械臂包括第一圆周调节机构4，第二圆周调节机构5，第三圆周调节机构6和平移调节机构7，其中第一圆周调节机构4，第二圆周调节机构5，第三圆周调节机构6组成的整体为绕z轴，绕x轴，绕y轴三个方向的圆周调节机构。平移调节机构7提供 x，y，z三轴方向的平移调节，在平移调节机构7上方为第三圆周调节机构6，其提供水平方向的圆周运动，第三圆周调节机构6上方连接第二圆周调节机构5；第二圆周调节机构5具有一“L”型的第一支撑臂，第一支撑臂一端水平设置并与第三圆周调节机构6相连接，支撑臂的另一端为垂直设置，并设有圆周调节结构，提供垂直平面内的圆周运动；第一圆周调节机构4与第二圆周调节机构5连接，第一圆周调节机构4具有“L”型第二支撑臂，第二支撑臂的一端位于垂直平面内并与第二圆周调节机构5的圆周调节结构相连接，第二支撑臂的另一端上设有圆周调节结构，激光测头3与第一圆周调节机构4的圆周调节结构相连，第一圆周调节机构4的圆周调节结构提供倾斜平面内的圆周运动，使激光测头3发出的激光在被测零件2表面成台阶状，同时落在水平与竖直表面上。基于台阶式倾斜测量原理，调节激光测头3内的二维激光传感器与被测零件2成角度装卡并进行测量，并将测量数据上传至上位机，上位机软件对测量数据进行处理后判定被测零件2的尺寸与形位误差，所述的测量数据在上位机中进行拟合处理后，可对被测对象的尺寸与形位误差进行评定。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种激光测量装置，其具有用于放置被测零件（2）的测量平台（1），测量平台（1）的一侧设有激光测量部，激光测量部对被测零件（2）测量，激光测量部具有激光测头（3）及驱动激光测头（3）运动的机械臂，其特征在于：激光测头（3）包括二维激光传感器；并且激光测头（3）相对于被测零件（2）倾斜设置，激光测头（3）发出的激光在被测零件（2）表面成台阶状并同时落在水平与竖直表面上。

2.根据权利要求1所述的激光测量装置，其特征在于：机械臂包括第一圆周调节机构（4），第二圆周调节机构（5），第三圆周调节机构（6）和平移调节机构（7），其中第一圆周调节机构（4），第二圆周调节机构（5），第三圆周调节机构（6）组成的整体为绕z轴，绕x轴，绕y轴三个方向的圆周调节机构；平移调节机构（7）提供 x，y，z三轴方向的平移调节。

3.根据权利要求2所述的激光测量装置，其特征在于：在平移调节机构（7）上方为第三圆周调节机构（6），其提供水平方向的圆周运动；第三圆周调节机构（6）上方连接第二圆周调节机构（5），第二圆周调节机构（5）具有一“L”型的第一支撑臂，第一支撑臂一端水平设置并与第三圆周调节机构（6）相连接，第一支撑臂的另一端为垂直设置，并设有圆周调节结构，提供垂直平面内的圆周运动；第一圆周调节机构（4）与第二圆周调节机构（5）连接，第一圆周调节机构（4）具有“L”型的第二支撑臂，第二支撑臂的一端位于垂直平面内并与第二圆周调节机构（5）的圆周调节结构相连接，第二支撑臂的另一端上设有圆周调节结构，激光测头（3）与第一圆周调节机构（4）的圆周调节结构相连，第一圆周调节机构（4）的圆周调节结构提供倾斜平面内的圆周运动，使激光测头（3）发出的激光在被测零件（2）表面成台阶状，同时落在水平与竖直表面上。

4.根据权利要求3所述的激光测量装置，其特征在于：调节激光测头（3）内的二维激光传感器与被测零件（2）成角度装卡并进行测量，并将测量数据上传至上位机。