CN2429295Y - 数控曲轨立体激光扫描仪与仿形、造型加工中心装置 - Google Patents
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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
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 (4)
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。
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