[发明专利]激光定位装置及定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及零件表面定位领域，特别地，涉及一种激光定位装置及定位方法。

背景技术

在强度试验(静力、疲劳试验)和科研试飞(地面联合试验和试飞)中，都需要对各种复杂零件(尤其是机匣类的表面凹凸不规则的铸造件)关键部位粘贴电阻应变计并进行应变测量。由于应变计的尺寸本身比较小，而应变计的粘贴位置与技术图纸指定位置的准确程度对测试结果影响极大，尤其在应力集中的、应变变化大的部位。现有应变计定位技术通过钢板尺、游标卡尺、高度尺、深度尺、卷尺或者是三坐标定位仪等量取尺寸并定位应变计粘贴点。

由于零件外形各异，尤其是机匣类零件的表面往往有比较复杂的曲面过渡。而应变计的粘贴位置又往往是这些弯弯曲曲的不规则的地方。操作时，选取基准稍有偏离则应变计实际粘贴位置离准确位置往往偏差较大。一般工程图纸上给出的基准面(线)一般是零件上的加工面、加工孔中心等，而应变计安装位置的到基准面的距离都是按平行投影的距离给出。而用钢板尺、游标卡尺、高度尺、深度尺、卷尺等工具时，需要用肉眼向零件表面进行中心投影确定距离则必然存在偏差。再受到工具量程和不同的人的感觉影响则偏差更大。用三坐标定位仪，可以较准确的找到定位点，但是这种仪器占用空间巨大且价格昂贵，并且需要专门培训的技术人员才能操作仪器。因此，亟需设计一种能够应用于零件不规则表面的准确定位的装置及方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种激光定位装置及方法，以解决现有的零件不规则表面无法准确定位的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种激光定位装置，包括支撑平台，支撑平台经升降机构连接有在升降机构的驱动下做升降运动的主轴；

主轴的上端设有绕主轴可调节地转动的第一轴机构；

第一轴机构连接有可调节地转动的第二轴机构，第二轴机构连接有可调节地转动的第三轴机构，第二轴机构的旋转轴线和第三轴机构的旋转轴线互相垂直且均与主轴的轴线垂直；

第三轴机构连接有用于出射第一“十”字形光束的第一激光头，第一激光头经标尺机构连接有用于出射平行于第一“十”字形光束的第二“十”字形光束的第二激光头，标尺机构用于标识第一激光头与第二激光头之间沿横向的垂直距离和沿纵向的垂直距离。

进一步地，升降机构包括：延伸出支撑平台外部的升降调节杆，升降调节杆经啮合齿轮连接有驱动主轴做升降运动的限位台。

进一步地，第一轴机构包括：转盘，转盘包括与主轴固接的下盘体和绕主轴转动的上盘体，上盘体之上设有立杆，立杆垂直于上盘体并向上延伸，第二轴机构与立杆连接。

进一步地，下盘体与上盘体之间设有用于锁紧上盘体的螺栓或者用于驱动上盘体转动的第一步进电机。

进一步地，第二轴机构包括：绕立杆转动连接的转接块，转接块设有用于锁紧转接块的第一调节部或者用于驱动转接块转动的第二步进电机。

进一步地，第三轴机构包括：用于夹持第一激光头的夹具，夹具与转接块转动连接，第一激光头的出射方向与第三轴机构的旋转轴线重合。

进一步地，夹具设有用于锁紧夹具的第二调节部或者用于驱动夹具转动的第三步进电机。

进一步地，标尺机构包括沿主轴的轴线方向设置的第一标尺，第一标尺的一端连接第一激光头，另一端经保持架连接与第一标尺垂直的第二标尺，第二激光头设于第二标尺上。

进一步地，支撑平台包括连接块，连接块设有至少三个与连接块铰接的支撑脚，每个支撑脚均设有用于调节打开角度及锁紧至连接块的限位块。

根据本发明的另一方面，还提供一种激光定位方法，用于在零件的表面准确定位，其特征在于，应用上述的激光定位装置，包括以下步骤：

选择零件上的基准平面，基准平面通过三点定位；

通过第一轴机构、第二轴机构及第三轴机构的配合，使得第一激光头的出射第一“十”字形光束的“一”字线同时通过基准平面上的三个定位点；

调节第二激光头与第一激光头之间沿横向的垂直距离和沿纵向的垂直距离，通过第二激光头照射到零件表面的“十”字形光束的交叉点以准确定位距离基准平面预设距离的定位点。

本发明具有以下有益效果：