[发明专利]基于激光位移传感器的软管直径在线监测系统

说明书

本发明公开了一种基于激光位移传感器的软管直径在线监测系统，包括机械装置和测控系统，所述机械装置包括上部分传动机构和下部分传动机构。本发明的有益效果为：（1）本发明提出的直径测量系统解决了软管的接触式测量造成误差较大的问题；（2）本系统提出的对准方案简单实用，可实现不停机在线监测。（3）本系统提出的直径测量步骤可分时间段多次进行，有效降低工件运行过程中造成的误差。（4）本发明还可以用于其他高精度管类、轴类零件直径的监测以及零件厚度的测量中，根据实际需求选择不同的激光位移传感器，应用灵活。

技术领域

本发明涉及一种软管直径在线监测系统。

背景技术

塑料软管生产过程中，对直径的要求十分严格，塑料软管直径的大小直接影响整个产品的容量。由于软管的特性较软，采用传统的接触式测量如游标卡尺，会造成测量结果偏离实际值，并且耗费人力，不能及时发现不合格产品，造成资源浪费，所以对于生产线上软管直径的监测尤为重要。

目前对于外圆直径测量有影像、接触式测头、气动测量等手段。影像测量受制于光学景深，测量精度较差；接触式测头如三坐标测量机，不便于生产线中测量且成本较高；气动测量方式的测量精度高但量程范围小，且对测量环境要求高。

激光位移传感器具有非接触、无测量力、响应速度快、测量范围大等优点，目前广泛应用于精密检测以及逆向工程等领域。尤其是在零部件尺寸测量、三维轮廓测量中，激光位移传感器得到了广泛的应用。同时在安装过程中替代常规接触式传感器，既不用标准件，也不用补偿测头半径，有效提高了检测效率。

对于激光位移传感器而言，要想得到零件的具体尺寸以及三维轮廓，首先需要将两个激光位移传感器对准在一条直线上。在对准的过程中，通常采用手动将两个传感器对准，存在安装误差，考虑到零件的复杂性以及精度要求，需要实时对准。例如专利《基于激光位移传感器的轴颈轴心测量装置及测量标定方法》（CN 107121081A）中提到了将两个激光位移传感器分别安装在测量架的两个交叉平面上，以此测量直径，此方法存在传感器安装的定位误差问题。又如专利《一种基于激光测距的非接触式测量装置》（CN 205156851 U）公开了一种三轴测量装置，将激光位移传感器安装在两个相对的测量臂上，通过两个激光位移传感器实时测量各自所在测量臂到工件的距离算出尺寸，但是并没有考虑到传感器与轴类工件直径的对准问题，且并未涉及相关数据处理软件。

目前，就针对软管直径的非接触式测量，并且能够克服传感器安装时的定位误差以保证较高的精度，实现不停机在线监测，尚未发现相关资料和研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以对各种大小软管的直径进行在线监测的基于激光位移传感器的软管直径在线监测系统。

本发明的技术解决方案是：

一种基于激光位移传感器的软管直径在线监测系统，包括机械装置和测控系统，其特征是：所述机械装置包括上部分传动机构和下部分传动机构。

所述上部分传动机构包括支撑装置和驱动模组，所述支撑装置由横梁和横梁支架固定在工作台上，所述驱动模组安装在横梁上，该模组的移动滑台上安装传感器夹具来固定上激光位移传感器，可以驱动上激光位移传感器沿着X方向移动，所述上激光位移传感器光束发出点附近贴1mm*30mm的标记，用来作为下激光位移传感器的参考物，保证下激光位移传感器沿着Y方向定位。

所述下部分传动机构由两个相互垂直的导向轴连接而成，导向轴由两个互相垂直的模组驱动，所述导向轴的连接装置上安装下激光位移传感器，通过连接装置上的直线轴承完成在X和Y方向的移动，每个模组上滑台移动的方向都增加了平行的辅助导向轴，由直线轴承连接，保证了运动的平稳性，其中一个模组和辅助导向轴安装在固定的支撑上，以保证两个导向轴Z方向的高度差。