CN2429295Y

CN2429295Y - 数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置

Info

Publication number: CN2429295Y
Application number: CN 00201756
Authority: CN
Inventors: 顾成; 孙秀福
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-08
Filing date: 2000-01-08
Publication date: 2001-05-09
Anticipated expiration: 2010-01-08

Abstract

本实用新型涉及数控自动激光无接触测量***伺服电机拖动***,及仿形、造型加工装置。目的是具有光、机、电一体化的测距、仿型、加工功能。主要构成是机座上装有两个旋转台,可做α1、α2角转动X向加工由机头直线进刀。各驱动箱组成自动加工,测量的伺服拖动机构计算机程序,其优点是不仅能测量硬物体而且能测量有弹性的物体,适用于精密零件加工、复杂形面模具加工,工艺品复制。

Description

数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置

本实用新型涉及激光扫描无接触测量伺服电机拖动、计算机数字控制、编程的精密测距和加工机械。

在背景技术中，国内的测量机主要为触发式三座标测量机，对于不能接触的物体难以测量，而且结构复杂，成本高，现国内技术普遍用在平面图形扫描仪上，随着生产自动化程度的日益提高，生产过程中的非接触自动测量仪器越来越不可缺少，在生产实践中，急需新的产品问世。

本实用新型的目的是研制一种新产品；数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置，提高工件精密测量度和工件加工精密度，提高复杂工件的测量效率和加工效率。

本实用新型的技术解决方案如下：

包括动力控制箱20、计算机组件、激光测距及加工装置，其特征是：机座2上装配互相垂直或可变角度的旋转台3和4，旋转台3中的机头座6上装配可作直线运动的机头16、减速驱动箱15和9，以及伺服电机7，机头16上装配球座标激光测距仪1、X1驱动箱17，α₃主轴马达18输出连接主轴19，机头16下端装配CCD镜头或机加工头5，旋转光栅尺11、12和直线光栅尺14装配在机座2和旋转台3上。

本实用新型的技术解决方案还包括：

控制器座标纪录仪23和磁盘、光盘驱动器输出端连接计算机24，计算机24输出四路，一路经打印机25接显示器26，二路并接测量信息装置27和测量加工机29，三路经位置测量装置28并接显示器26和测量加工机29，四路并联位置测量装置28和测量加工机29。

所述CCD镜头或机加工头5中加工头5包括机械加工头、电火花加工头，激光加工头。

所述旋转台3的转动的常量α₂，旋转夹台4的转动为常量α₁，作直线加工运动的机头16中齿轮啮合伺服电机7中滚珠丝杆8。

本实用新型的附图说明如下：图1是执行机构立体示意图，图2是计算机与操作控制器示意图，图3是强电控制箱示意图，图4是激光测距原理图，图5是完整装备工作原理框图，图6是立体球座标α₁、α₂、x进刀图解。

图中标号说明如下：1-激光测距仪，2-机座，3-旋转台，4-旋转夹台，5-CCD镜头或机加工头，6-机头座，7-伺服电机，8-滚珠丝杆，9-减速驱动箱，10-减速驱动箱，11-旋转光栅尺，12-旋转光栅尺，13-计算机与操作控制器，14-直线光栅尺，15-减速驱动箱，16-机头，17-x₁驱动箱，18-α₃主轴马达，19-主轴，20-强电控制箱，21-工件，22-磁盘、光盘驱动器，23-控制器座标记录议，24-计算机，25-打印机，26-显示器，27-测量信息装置，28-位置测量装置(激光)，29-测量加工机。

下面依附图作进一步的详述：参见图1至图3，机座2上装配两个相互垂直或可调一定角度的旋转台3和旋转头夹台4，旋转台3上的伺服电机7带动滚珠丝杆8使机头座6与旋转台3之间做直线相对运动，机头16上的主轴马达18带动主轴19旋转，主轴19上夹持的机加工头5对工件21进行切削，X₁驱动箱17带动CCD镜头5作直线运动，激光测距仪1发出激光源照到被测物体上，物体返射光落在CCD扫描镜头5上，通过计算机内数据采集块把同步移动的光栅数据存入磁盘，顺序由软件设定，直线光栅尺14一侧装配在旋转台3上，另一侧装配在机头座6上，旋转光栅尺12一侧装配在机座2上，另一侧装配在旋转台3上，旋转光栅尺11一侧装配在机座2上，另一侧装配在旋转夹盘4上，三种光栅工作时，在计算机与操作控制器13上显示相应的变化，按所编程序记录在各自数据库中。强电控制箱20作动力供给。参见图4，这是激光测距原理图，光源经CCD镜头5输出两路，一路经驱动电路连结直流编置和定时逻辑电路，定时逻辑电路经主时钟、内／外同步转换，外同步直线光栅尺连结计算机，另一路连接视频处理，视步处理输出两路，其中一路经A／D变换，I／O接口接计算机，另一路经二值化处理，计数器并接数字显示和存贮器，存贮器输出数字信号。示波器检测经视频输出、低通滤波，光圈控制作用于光源。参见图5，控制器座标记录仪23和磁盘，光盘驱动器22分别经接口连接计算机24，计算机24一路经接口，打印机25，显示器26连接位置测量装置(激光)28，计算机24第二路并联测量信息装置27和测量加工机29，计算机24第三路经接口、位置测量装置(激光)28连接测量加工机29，计算机24第四路并联位置测量装置28和测量加工机29。参见图6和图7，把由图4组成的激光测距***中测量的数据从存贮器中读出，存入计算机硬盘，按已作好的测量数据库格式(见图7)依次存入表格中组成测量数据库，把测量的数据进行编辑排列组成加工信息存档。在加工时调用各种所需加工程序达到仿形加工目的。加工时首先调用X₁某层数据信息确定α₁位置，然后调用下方对应的α₂线数据，同时调用X点数据库点数定位，主轴X方向几何位置和相对应的α₂线位置，一个线周期加工一条半圆轨迹上所有的点位，然后再转入下一层α₁的α₂线轨上，直到α₁完成一周运转便完成了表面层的加工任务，依次类推加工完成全部几层面表层孔，即完成了立体加工任务。在设计测量、加工当中可按完整装备工作原理框图进行编制程序，打印文件监视进刀量和数据显示情况，随时控制与调整加工，测量工作。

本实用新型可立式、卧式、悬吊放置，主轴驱动马达可装配变速器件和磨削工装。说明书第4页中的α₁、α₂变量化为常量，或者在三维坐标系中的Y、Z变量化为常量的，这是一种简便设计与控制的装置。

本实用新型的优点效果如下：

①将原三维直角坐标改为球坐标或多维坐标，更准确快速地测量仿形和加工。也可换算成三维直角坐标。

②消除和降低了三维坐标***测量面与加工曲面带来的误差。

③本发明自动化程度高，可直接用于工程模型复制文物复制、软、硬物体测量与加工(需加激光加工，电火花加附件)复杂曲面一次测量不需重新反转定位，更适用于单件测量，时实立体造型加工，民用模具制造超硬表面加工，立体艺术雕刻，复杂曲面军用品设计制造。

④非接触激光自动测距工作效率高，灵敏度好，响应速度快，光谱范围宽，性能稳定可靠，节约能源，几何失真小，易与计算机接口。

⑤存储单元减少，(少两维数据容量)只存储X壹个变量数据，其它α₁、α₂设定为已知常数，并隐藏在序列号中(包含在数据库序列号中)。

Claims

1、数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置，包括动力控制箱20、计算机组件、激光测距及加工装置，其特征是：机座2上装配互相垂直或可变角度的旋转台3和4，旋转台3中的机头座6上装配可作直线运动的机头16、减速驱动箱15和9，以及伺服电机7，机头16上装配球座标激光测距仪1、X₁驱动箱17，α₃主轴马达18输出连接主轴19，机头16下端装配CCD镜头或机加工头5，旋转光栅尺11、12和直线光栅尺14装配在机座2和旋转台3上。

2、根据权利要求1所述的数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置，其特征是；控制器座标纪录仪23和磁盘、光盘驱动器输出端连接计算机24，计算机24输出四路，一路经打印机25接显示器26，二路并接测量信息装置27和测量加工机29，三路经位置测量装置28并接显示器26和测量加工机29，四路并联位置测量装置28和测量加工机29。

3、根据权利要求1所述的数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置，其特征是：所述CCD镜头或机加工头5包括机械加工头、电火花加工头，激光加工头。

4、根据权利要求1所述的数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心，装置，其特征是：所述旋转台3的转动的常量α₂，旋转夹台4的转动为常量α₁，作直线加工运动的机头16中齿轮啮合伺服电机7中滚珠丝杆8。