[发明专利]一种工件二维尺寸在线检测装置及检测方法

说明书

本发明是关于一种工件二维尺寸在线检测装置及检测方法，属于表面检测技术领域，检测装置包括电源模块、控制驱动模块、传动模块和检测模块，控制驱动模块包括PLC可编程控制器、步进电机驱动器和步进电机，传动模块包括滚珠丝杠和与滚珠丝杠相配合的滑块，检测模块包括激光测距仪和增量式编码器，增量式编码器将测量的角位移转换成高速脉冲信号直接输入给PLC可编程控制器，得到垂直方向距离Y，滑块垂直于丝杠的一端连接有水平设置的激光测距仪，激光测距仪测量滑块至工件表面的水平距离X，PLC可编程控制器采集记录所测数据，在显示器中显示工件局部表面的二维形状曲线，实现自动测量、处理数据，检测速度快、精度高，适用于在线检测。

技术领域

本发明是关于一种工件二维尺寸在线检测装置及检测方法，属于表面检测技术领域，尤其是涉及一种可用于快速在线检测工件尺寸的非接触式检测装置及检测方法。

背景技术

在零件加工成形过程中存在零件二维尺寸难以在线检测的问题，例如金属波纹管，广泛用于仪表、航空、航天、电力、石油、化工、建筑、造船、机车等行业部门，此零件具有轴向、角向与横向变形能力以及受力发生变形特性和几何形状周期性改变特性，用于制造各种敏感元件、补偿元件、柔性联结件和换热元件，随着加工技术的发展，它的成型方法也在不断地发展，目前主要的成型方法有：液压胀形、机械胀形、橡胶胀形（含气胎胀形）、辊压胀形、波纹板卷制成型和膜片环焊成型；通常波纹管采用液压胀形方法成型，它可以多波一次成型，也可以单波或几个波成组连续成型，成型过程可以手工操作，也可以自动化成型，后者通常用于制造小口径波纹管如仪表波纹管，它的成型过程都是利用液体不可压缩的原理，使内压力产生的应力大于材料的屈服应力而产生塑性变形所获得的。

这种工艺方式分为两个阶段：在内压载荷下的变形阶段和在外载荷下的成型阶段，期间会出现波峰波谷的厚度不一致，彼此之间的波峰波谷尺寸差也会发生变化，从而影响性能不均衡，目前，现场加工的金属波纹管的波峰波谷尺寸是通过肉眼观察判断，导致检测尺寸精度低，加工效率低。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明公开一种工件二维尺寸在线检测装置及检测方法，检测装置包括电源模块、控制驱动模块、传动模块和检测模块，检测方法精度高、速度快，适用于在线检测，提高加工效率。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种工件二维尺寸在线检测装置，包括电源模块、控制驱动模块、传动模块和检测模块，电源模块向控制驱动模块和检测模块提供电源，控制驱动模块包括PLC可编程控制器、步进电机驱动器和步进电机，传动模块包括竖直设置的滚珠丝杠和与滚珠丝杠相配合的滑块，检测模块包括激光测距仪和增量式编码器，所述PLC可编程控制器的高速脉冲输出端与步进电机驱动器的脉冲输入端电连接，所述步进电机驱动器输出端与步进电机电连接，步进电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杠的上端连接，滚珠丝杠的下端连接有增量式编码器，增量式编码器将测量的角位移转换成高速脉冲信号直接输入给PLC可编程控制器，滚珠丝杠通过螺纹滑动连接有滑块，滑块垂直于丝杠的一端连接有水平设置的激光测距仪，激光测距仪的输出端与PLC可编程控制器的输入端通过线路连接，PLC可编程控制器的输出端通过线路与一个显示器连接。

进一步的，所述检测装置还包括上基座、下基座，上基座、下基座之间通过竖直设置的支撑柱连接，步进电机设置在上基座上，滚珠丝杠设置在上基座、下基座之间，滚珠丝杠的上端与上基座之间对应设有轴承。

进一步的，在下基座上设置有钢架，钢架是矩形框架结构，在钢架顶部设置有轴承，滚珠丝杠的下端部从轴承内圈中穿过后与增量式编码器连接。

进一步的，在支撑柱上设置有与滚珠丝杠平行的导轨，滑块上设置有滚轮，滚轮与导轨滑动连接，在滑块远离滚轮的一侧设有卡槽，激光测距仪通卡槽与滑块可拆卸连接。

进一步的，在所述检测装置底部设置有轮毂，所述检测装置能够随着轮毂移动而共运动。