[实用新型]一种激光位移传感器在机测量系统

说明书

本实用新型属于在机测量领域，并公开了一种激光位移传感器在机测量的系统。该测量系统包括工作台、机床夹具、刀柄夹具、测量传感器，工作台表面沿其轴向方向上设置有多条槽，用于放置机床夹具，机床夹具通过被放置在不同的槽中实现位置的变换；机床夹具用于夹持待加工零件；刀柄夹具设置在工作台的上方，用于夹持测量传感器，机床主轴具有多个方向的自由度，用于调整测量传感器的位置；测量传感器发出测量激光至待测零件的表面，然后接受该激光经待测零件表面反射后的反射光，以此检测该测量光感器与待测零件之间的距离。通过本实用新型，实现非接触式在机测量，工作效率高，累积误差小，大大提高了产品合格率和检测效率。

技术领域

本实用新型属于在机测量领域，更具体地，涉及一种激光位移传感器在机测量系统。

背景技术

随着制造工业的迅速发展，生产出的产品的形状更加复杂、尺寸公差的要求更加严格，加工精度的要求越来越高，而在以往的加工实践中，只能通过数控程序来保证零件的加工精度，但面对加工过程中的因刀具磨损等非程序控制因素产生的加工误差，缺乏可靠的工艺手段进行分析、判断及调整，最终导致加工零件合格率低，造成大量人力、物力资源的浪费。

对于航空领域的飞机结构件和导弹弹体结构件等尺寸规格大，加工特征多，精度要求高的复杂薄壁零件，在其加工过程中可能会有多道工序需要进行三坐标测量仪测量。而三坐标测量仪是在全封闭式的测量环境中运行的，其接触式的检测方法需要进行繁琐的检测路线编程设计及碰撞仿真检查，造成检测时间比加工时间还要长的现状，严重影响了生产效率，同时零件也可能会多次中转，反复装夹，这就造成误差累积，存在质量隐患。

现有技术中虽然出现了接触式在机测量，该技术可以通过实时提供分析数据，为工艺改进、质量问题追溯提供依据，为批次性生产提供可靠质量保证，但接触式测头在测量时需对单点进行反复碰触，效率低且易受到零件结构的限制；接触式在机测量易产生干涉，路径规划困难，需充分考虑测杆长度、直径等尺寸参数，对其测量路径进行规划，这样对操作人员提出了较高的技术要求；另外传统接触式测量无法实现对每个工件进行全检测，只能抽检部分，检测可靠性差。

为克服上述检测方式的缺陷，现有技术中出现了非接触式测量方式，其中激光位移传感器测量系统受到了广泛的关注。但目前成熟的激光位移测量系统并不多。刘勇等人在论文中公开了一种激光位移传感器测量系统，其主要针对复杂零件，开发出整套的可应用于各种激光位移测量传感器在机测量系统，可实现测头的自动更换以及对加工后零件的快速测量，但是其公开的技术存在着一些问题，其中没有考虑激光的出光方向的问题，默认点激光传感器安装在机床主轴上之后出射光线与Z轴平行，但实际安装会存在一些误差，理应考虑点激光的出光方向，另外传感器测的数据如何与机床坐标系结合以及工件坐标系的建立也需要着重考虑设计。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种激光位移传感器在机测量系统，通过采用刀柄夹具夹持测量传感器，在测量开始之前，通过换刀机构的自动换刀功能切换到安装有测量传感器的刀柄，实现一次性装夹工作，利用机床主轴的移动对装夹在机床上的零件进行扫描测量，实现自动化的零件特征检测，工作效率高，累积误差小，大大提高了产品合格率和检测效率。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种激光位移传感器在机测量系统，其特征在于，该测量系统包括工作台、机床夹具、刀柄夹具、测量传感器，

所述工作台表面沿其轴向方向上设置有多条槽，用于放置所述机床夹具，该机床夹具通过被放置在不同的槽中实现位置的变换；

所述机床夹具设置在所述工作台上，用于夹持待加工零件，该机床夹具在所述工作台上移动以此改变待加工零件的位置；

所述刀柄夹具设置在所述工作台的上方，与机床主轴连接，用于夹持测量传感器，所述机床主轴具有多个方向的自由度，用于调整测量传感器的位置；