CN205156851U - 一种基于激光测距的非接触式测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于激光测距的非接触式测量装置，包括：底座、电机、由电机驱动的三轴位移机构、以及测量机构，三轴位移机构带动测量机构实现X、Y、Z三轴方向的运动。有益之处在于：本实用新型的测量装置结构简单、传动巧妙、便于控制，通过电机和三轴位移机构来实现对工件的实时在线测量，第一激光传感器和第二激光传感器分列于待测量工件的两侧并且能够三轴运动，通过两个激光传感器实时测量各自所在测量臂到工件的相对距离，而两个测量臂之间的距离可由光栅尺测出，即：通过控制第一测量臂和第二测量臂的位置和运动，即可实现对待测量工件的直径等参数的实时在线、非接触式测量，适用于高精度磨床等设备的在线测量。

Description

一种基于激光测距的非接触式测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种非接触式测量装置，具体涉及一种基于激光测距的非接触式测量装置；属于量测技术领域。

背景技术

随着冶金钢铁及汽车等行业的迅猛发展，对金属板材的精度要求越来越高。为压制出高精度板材，轧辊的质量必须满足一定的要求，其中轧辊等工件的表面精度是决定板材精度的最重要因素。因此，轧辊的测量与磨削控制至关重要，这就对机床设计、制造、检测等各个环节提出了更高的要求，其中对轧辊辊形精度检测手段是保障产品质量的重要环节。

目前，轧辊磨床测量装置按原理分为接触式测量和非接触式测量两大类，其中以接触式测量居多。当前市场上常用的测量仪可测量多个辊型参数，但测量时必须停止轧辊的磨削工作，即只能进行静态测量，从而严重影响生产效率；而且测量仪器必须与被测工件表面相接触，因此必定由于测量工具本身的重量以及测量接触力导致工件表面产生测量划痕。对于高精度工件而言，所产生的划痕必定对工件质量产生较大影响，从而影响加工精度。基于上述因素，有必要提出一种能在磨床磨削过程中，对工件的辊型、圆度、圆柱度、绝对直径等参数进行实时、非接触式测量和监控的测量装置。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于激光测距的非接触式测量装置，实现在线工件的实时在线测量。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于激光测距的非接触式测量装置，包括：底座、电机、由电机驱动的三轴位移机构、以及测量机构，所述三轴位移机构带动测量机构实现X、Y、Z三轴方向的运动；所述测量机构包括：横梁以及安装于横梁两端的第一测量臂和第二测量臂，所述横梁上设置有光栅尺，所述第一测量臂和第二测量臂分列于待测量工件两侧，并且在第一测量臂和第二测量臂的检测面上分别安装有第一激光传感器和第二激光传感器。

优选地，前述三轴位移机构包括：Z轴导轨、X轴运动模组及Y轴运动模组，所述X轴运动模组包括：与Z轴导轨滑动连接的X轴固定板和安装于X轴固定板上的第一X轴导轨，所述Y轴运动模组包括：与第一X轴导轨滑动连接的Y轴固定板和安装于Y轴固定板上的Y轴导轨；所述测量机构的横梁固定连接于Y轴导轨上。

更优选地，前述底座上形成有固定连接孔，这样就可以将该测量装置安装至磨床或其他稳定支持点处，方便测量。

具体地，前述待测量工件为回转体结构，所述Z轴导轨的长度方向与待测量工件的轴线方向一致。

再优选地，前述电机为四轴运动电机。

进一步地，前述第一测量臂固定连接于横梁的一端，所述第二测量臂滑动连接于横梁上。

优选地，在前述横梁上形成有第二X轴导轨，所述第二测量臂形成有与第二X轴导轨配合的滑动结构，第二测量臂的滑动方向为X轴向。

再优选地，前述光栅尺设置于第二X轴导轨上方。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型的测量装置结构简单、传动巧妙、便于控制，通过电机和三轴位移机构来实现对工件的实时在线测量，第一激光传感器和第二激光传感器分列于待测量工件的两侧并且能够三轴运动，通过两个激光传感器实时测量各自所在测量臂到工件的相对距离，而两个测量臂之间的距离可由光栅尺测出，即：通过控制第一测量臂和第二测量臂的位置和运动，即可实现对待测量工件的直径等参数的实时在线、非接触式测量。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于激光测距的非接触式测量装置的一个优选实施例的正面结构示意图；

图2是图1所示实施例的侧视图。

图中附图标记的含义：1、底座，2、电机，3、横梁，4、第一测量臂，5、第二测量臂，6、光栅尺，7、第一激光传感器，8、第二激光传感器，9、第二X轴导轨，10、待测量工件，11、Z轴导轨，12、X轴固定板，13、第一X轴导轨，14、Y轴固定板，15、Y轴导轨。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

参见图1和图2，本实用新型的基于激光测距的非接触式测量装置包括：底座1、电机2、由电机2驱动的三轴位移机构以及测量机构。其中，电机2为四轴运动电机，底座1上形成有固定连接孔，这样就可以将该测量装置安装至磨床或其他稳定支持点处，方便进行测量。三轴位移机构能够带动测量机构实现X、Y、Z三轴方向的运动，从而该测量装置的位置可以根据待测量工件10的位置和尺寸灵活调整，在图1中，Z轴是指左右方向，Y轴是指上下方向，而X轴是指沿着纸面的进出方向，转换到图2中来看，Z轴是指沿着纸面的进出方向，Y轴是指上下方向，X轴是指左右方向。假设待测量工件10为回转体结构，那么，测量时，Z轴导轨11的长度方向要与待测量工件10的轴线方向一致。

测量机构是本实用新型的核心，如图2所示，测量机构包括：横梁3以及安装于横梁3两端的第一测量臂4和第二测量臂5，在横梁3上设置有光栅尺6。测量时，第一测量臂4和第二测量臂5分列于待测量工件10两侧，通过光栅尺6可测出第一测量臂4和第二测量臂5之间的距离。并且，如图2所示，在第一测量臂4和第二测量臂5的检测面上分别安装有第一激光传感器7和第二激光传感器8，方便读取第一测量臂4和第二测量臂5到工件的相对距离。这样一来，通过控制第一测量臂4和第二测量臂5的位置和运动，即可实现对待测量工件10的直径等参数的实时在线、非接触式测量。

在本实用新型中，三轴位移机构具体包括：Z轴导轨11、X轴运动模组及Y轴运动模组，X轴运动模组包括：与Z轴导轨11滑动连接的X轴固定板12和安装于X轴固定板12上的第一X轴导轨13，Y轴运动模组包括：与第一X轴导轨13滑动连接的Y轴固定板14和安装于Y轴固定板14上的Y轴导轨15；测量机构的横梁3固定连接于Y轴导轨15上。可见，本实用新型的测量装置传动十分巧妙，测量机构能够自由地三轴移动，大大地方便了测量操作，实现了在线不停机测量。

作为本实用新型进一步改进，为了使得该测量装置能够适用于测量更多尺寸的工件，如图2所示，第一测量臂4固定连接于横梁3的一端，第二测量臂5滑动连接于横梁3上，即：第二测量臂5的位置是可以沿着X轴向调整的（即图2中的左右方向）。具体地，在横梁3上形成有第二X轴导轨9，第二测量臂5形成有与第二X轴导轨9配合的滑动结构，光栅尺6就设置于第二X轴导轨9上方，这样能够极大地方便量测第一测量臂4与第二测量臂5之间的距离。

综上，本实用新型的测量装置结构简单、传动巧妙、便于控制，通过电机2、三轴位移机构及测量机构实现了对工件的实时在线、非接触式测量。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，包括：底座、电机、由电机驱动的三轴位移机构、以及测量机构，所述三轴位移机构带动测量机构实现X、Y、Z三轴方向的运动；所述测量机构包括：横梁以及安装于横梁两端的第一测量臂和第二测量臂，所述横梁上设置有光栅尺，所述第一测量臂和第二测量臂分列于待测量工件两侧，并且在第一测量臂和第二测量臂的检测面上分别安装有第一激光传感器和第二激光传感器。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述三轴位移机构包括：Z轴导轨、X轴运动模组及Y轴运动模组，所述X轴运动模组包括：与Z轴导轨滑动连接的X轴固定板和安装于X轴固定板上的第一X轴导轨，所述Y轴运动模组包括：与第一X轴导轨滑动连接的Y轴固定板和安装于Y轴固定板上的Y轴导轨；所述测量机构的横梁固定连接于Y轴导轨上。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述底座上形成有固定连接孔。

4.根据权利要求2所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，待测量工件为回转体结构。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述Z轴导轨的长度方向与待测量工件的轴线方向一致。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述电机为四轴运动电机。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述第一测量臂固定连接于横梁的一端，所述第二测量臂滑动连接于横梁上。

8.根据权利要求7所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述横梁上形成有第二X轴导轨，所述第二测量臂形成有与第二X轴导轨配合的滑动结构，第二测量臂的滑动方向为X轴向。

9.根据权利要求8所述的一种基于激光测距的非接触式测量装置，其特征在于，所述光栅尺设置于第二X轴导轨上方。