[发明专利]大尺寸回转体工件表面检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸回转体工件表面检测装置及方法，装置包括对中机构、回转伸缩机构和检测头；对中机构包括导轨和滑块，滑块能够沿导轨移动并锁止定位；回转伸缩机构包括回转机构和伸缩机构，回转机构包括回转轴，回转轴安装于滑块下，伸缩机构装配于回转轴外，回转轴带动伸缩机构转动；检测头装配于伸缩机构的活塞端外。使用时，通过对中机构调节装置位置至零位与待检测回转体对中；通过伸缩机构工作使检测头伸出贴近待检测面；通过步进电机驱动回转轴转动带动检测头摆动检测该区域内工件表面信息，逐一调整角度检测完成整个工件表面的信息。通过测得的信息与加工标准对比得出加工误差，以便调整加工过程或判断工件是否合格，提高精度。

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，特别是涉及一种大尺寸回转体工件表面检测装置及方法。

背景技术

目前针对回转体工件的加工都是由机床本身的性能保证其加工精度，但是当工件尺寸较大时累积误差也随之增大，加工过程中无法及时将工件尺寸变化反馈给机床以实时调整加工；对大尺寸回转体工件表面检测多为手持式检测仪检测或手持式标尺检测，难以实现连续在机检测，同时检测精度较低，对工件整体形位公差难以检测；采用3D扫描或者三坐标测量仪进行检测时又存在设备成本高，维护复杂，便携性和适应性较差等问题；在弧形工件表面非接触检测中，现有技术多为在固定位置直接采集工件表面图形，利用图像处理对工件表面特征进行识别，例如中国专利一种金属弧形工件表面缺陷在线检测方法（专利号CN201910071439.6），这种方法在图像处理过程中存在图像失真和信息丢失等问题；同时一些运动检测机构存在结构复杂，环境适应性较低，检测精度难以保证等问题，如中国专利回转体工件检测线及其回转体工件周面检测装置（CN201710496570.8）针对圆柱体工件周面进行检测，对其他表面检测较为困难，同时机器视觉检测对环境要求高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种能够实现实时检测的大尺寸回转体工件表面检测装置及方法。

本发明提供的这种大尺寸回转体工件表面检测装置，它包括对中机构、回转伸缩机构和检测头；对中机构包括导轨和滑块，滑块能够沿导轨移动并锁止定位；回转伸缩机构包括回转机构和伸缩机构，回转机构包括回转轴，回转轴安装于滑块下，伸缩机构装配于回转轴外，回转轴带动伸缩机构转动；检测头装配于伸缩机构的活塞端外。所述回转轴为阶梯空心轴，回转轴的内壁设有沿轴向贯穿的平键槽、外壁通过外平键连接回转座；回转座为四棱柱型座体；其顶端设有匹配于所述回转轴的通孔、通孔内设通槽用于平键传动；其顶面一组对边倒平角，防止转动时干涉；下部实体内设减重孔；一对侧面设凹面，凹面四角设有安装孔。所述回转机构还包括步进电机和行星减速器，行星减速器包括输入端和输出轴，输入端与步进电机的转轴相连，输出轴外设平键，输出轴伸至回转轴内，平键卡入所述平键槽中；回转轴的另一端平键连接旋转编码器组件。所述旋转编码器组件包括旋转编码器、基体、插销和连接键；旋转编码器包括连接轴，连接轴上设有平面；基体为匹配于所述回转轴内腔的圆柱型内衬，其轴心设有通孔，其上部实体上设有与通孔连通的开口，下部表面设有连接键槽，连接键槽内设螺纹孔；连接轴插入轴心通孔内，通过插入开口内的插销锁紧；连接键通过拧入螺纹孔内的螺钉紧固于连接键槽中；旋转编码器组件以其基体安装于回转轴内，通过连接键与键槽形成平键连接。

在一个具体实施方式中，所述滑块为双槽型板，其两端设有通孔用以与导轨安装定位，所述回转轴通过连接座安装于滑块的凹槽下。

相配套的，所述连接座为门型座，包括一对侧板和一块顶板，顶板宽度匹配于所述滑块下凹槽的宽度，两侧板中心位置处均嵌装有深沟球轴承用以安装所述回转轴。

优选的，所述伸缩机构包括电动推杆和连接件；连接件为包覆于所述回转座外的U型件，其顶端与凹面贴合通过紧固件锁紧，两侧面底端设有对应布置的多组定位孔；电动推杆伸至连接件内通过拧入定位孔内的紧固件夹紧。