[发明专利]基于旋转－直线运动的接触式大型异型玻璃外廓检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及接触式异型玻璃外廓检测装置和方法，更具体地说是一种基于旋转-直线运动的，极坐标下数据采样和直角坐标下数据拟合的，针对于大型异型玻璃的外廓检测装置和方法。

背景技术

目前在异型曲线外廓检测中应用较广的是接触式测量，例如眼镜镜片磨边中对镜框外廓的检测，用扫描器的扫描探针对全框镜架进行三维扫描，在微电脑控制下进行数据计算，得出镜框的形状数据，但该方法检测范围小，仅适用于镜框这样的小工艺产品，不适用于大型平板件的检测。

市场上可以找到的能用于异型玻璃外廓加工的设备，都是采用传统的靠模原理，由靠模头从靠模取得玻璃外廓信号，经转换，再由刀具执行加工。但是用靠模法需要制作专门的模板，当生产产品品种较多时，不但制作模板费用较高，而且管理、更换模板也较麻烦，如果加工的产品较大，除了加工工作台外还要制作模板台面，使整个设备的占用空间过大，此外，其形成的产品轮廓图形不能进行查询、修改以及更进一步的分析工作。该方法只能对现有产品进行简单的拷贝加工，很难用于对产品进行再开发和改进，不符合现代化生产管理的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要靠模模板，能够对大型异型玻璃外廓直接进行在线检测，能得到实际轮廓信息，并能将轮廓信息保存进行进一步分析处理和应用的、设备占用空间较小的，基于旋转-直线运动的接触式大型异型玻璃外廓检测装置和方法。

为达到上述目的，本发明的构思是：数据在直角坐标下易于进行曲线拟合，但在该坐标下检测大型玻璃外廓，要求X、Y两个方向量程都较大，因此设备所占用的空间较大；极坐标下各点位置由极角和极径构成，由于对圆而言，角度的大小和半径的长短无关，若在检测大型玻璃时，分别测量其极坐标下的极角和极径，那么只要保证极经的量程适合即可，因此设备所占用的空间较小。利用旋转运动和直线运动分别实现对采样点极角和极径的测量，可获得采样点实时的极坐标位置，故本发明的检测方法为基于旋转-直线运动的接触式测量，鉴于直角坐标和极坐标可以相互转换，该方法采用极坐标下的外廓数据采样和直角坐标下的采样数据拟合。

本发明装置的结构由测试台机构和接触轮机构两部分组成。测试台机构中，测试台可沿导轨做直线运动，同时又可绕转轴做旋转运动；接触轮机构的接触轮可沿弹簧做小范围直线运动，该检测装置通过接触轮与待测件外廓接触，并采集外廓信息传送到计算机。检测时，测试台作为一个工作平台，将玻璃固定于测试台上，通过测试台机构实现玻璃的直线运动和旋转运动。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于旋转-直线运动的接触式大型异型玻璃外廓检测装置，包括一台计算机和一台用于安置被测异型玻璃且可做直线运动和旋转运动的测试台。其特征在于：所述计算机通过总线连接一个运动控制卡，所述运动控制卡通过I/O口与一个连接板连接，所述连接板与一个直线运动伺服驱动器、一个旋转运动伺服驱动器和一个位移传感器相连接，所述直线运动伺服驱动器连接驱动测试台作直线运动的第一个伺服电机，所述旋转运动伺服驱动器连接驱动测试台作旋转运动的第二个伺服电机，所述位移传感器检测与被测异型玻璃外廓保持接触的接触轮的位移。

上述测试台有一个安置被测异型玻璃而由所述第二伺服电机驱动的旋转平台，所述旋转平台通过其转轴安装在一个移动平台上，所述移动平台由所述第一伺服电机驱动而在导轨上移动。

上述位移传感器上有一个深孔安置一个弹簧，所述接触轮的连接体后端由所述弹簧支撑。

一种基于旋转-直线运动的接触式大型异型玻璃外廓检测方法，采用上述的检测装置进行检测，其特征在于检测步骤如下

①检测指令，控制测试台回到零位；

②控制测试台的移动平台靠近接触轮，直至接触轮接触被测玻璃产生的位移到达起测点XP₀后，测试台停止移动；

③测试台旋转平台开始保持一定速度沿同一方向旋转；同时开始实时记录采样数据；

④进行接触轮位移阀值判断，控制测试台移动平台直线运动，当接触轮位移超过最大阀值XP₂时，控制测试台移动平台后退直至位移到达起测点XP₀后停止；当接触轮位移小于最小阀值XP₁时，控制测试台移动平台前进直至位移到达起测点XP₀后停止；

⑤当测试台旋转平台旋转一周360度时，停止测试台旋转平台运动，停止采样；

⑥数据计算处理和拟合

⑦得到外廓曲线和尺寸