亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：表面轮廓扫描式工件预截取部分称重装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种エ件预截取部分称重装置，特别涉及一种采用表面轮廓扫描重建的エ件预截取部分的称重装置。
背景技术：
在エ业加工的某些领域，待加工的エ件在重量上要求符 合一定的要求，比如说3%以内，这就要求在加工エ件前増加判断エ件重量的装置。规则的エ件一般为圆柱形，这时的重量要求可以根据エ件长度保证，对于不规则体积的エ件，如何保证切割的エ件重量符合要求，关键在于如何測量不规则物体的体积。由于切割材料的不规则性，如何得到切割材料的体积也是ー个难题。体积测量方法主要有接触式測量法和非接触式測量法两种。接触式測量有人工測量和基于阿基米德原理的測量，人工測量工作量大，投入人力、物カ较多、实用性很差，精度也比较低。公开号CN1423111的专利任意形状エ件的体积测量仪基于阿基米德原理，利用物体在水中减轻的重量等于物体排开同体积水的重量。非接触測量有图像测量法和激光成像法。公开号CN101266131的专利ー种基于图像的体积测量装置及其測量方法是基于图像测量法，利用设置在载物台上的三个摄像头测得被测物体的三维数据，然后得到被测物体的实际体积。图像测量法的体积测量误差较大，不适合应用于精度要求较高的场合，成本也比较高，不适用于带锯床上的广泛应用。采用激光位移传感器，通过测量不规则物体横截面积来计算体积，实现简単，能很好的实现精度要求。

发明内容
本发明的目的在于提供一种对エ件预截取部分的精确称重装置；是ー种通过对エ件表面轮廓截面方向从上至下进行线面积累积得到ニ维截面积，然后对エ件进料方向进行ニ维截面积累积得到三维エ件质量的測量装置；是ー种集成エ件轮廓表面两次ー维激光测距，上下步进驱动和进料步进驱动的非接触式測量装置。本发明解决技术问题所采用的技术方案是
表面轮廓扫描式エ件预截取部分称重装置包括数字化控制器，激光位移传感器，扫描步进电机，送料步进电机，支架和送料台。在エ件的两侧的支架上装有激光位移传感器，激光位移传感器由扫描步进电机驱动，扫描步进电机的运动方向与エ件纵截面平行；送料台由送料步进电机驱动，用于进给エ件；激光位移传感器，扫描步进电机和送料步进电机均与数字化控制器信号连接。本发明的有益效果激光测距技术作为ー种非接触式的检测技术，不会对エ件造成损伤，利于长久的測量；激光测距技术速度快，效率高，对环境要求不严格，有利于在各种エ况下的測量；装置结构简単，比人工測量具有更高的精确度。根据实际锯切过程的观察与分析，采用市场现有的ニ维エ件扫描系统，一则价格非常昂贵，ニ则检测エ件尺寸范围也相对有限(直径小于100mm)，因此，采用一维的激光测距原理，配合xy轴式驱动的动态扫描模式，建立预截取部分的三维尺寸模型，从而得到重量预测。


图I为称重装置三维 图2为称重装置系统组成 图3为称重装置控制计算原理 图中1.扫描步进电机；2.滑轨；3.滑轨底座；4.滑块；5.激光接收窗ロ ；6.激光发射窗ロ ；7.エ件；8.激光位移传感器；9.送料步进电机；10.减速箱；11.驱动滚筒；12.丝杆。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作进ー步描述。如图I所示，本发明采用表面轮廓扫描的方式，具体实现采用两个激光位移传感器8分别扫描エ件7的左右轮廓面。滑轨底座3分别安装在送料台的两侧。激光位移传感器8通过螺栓固定在滑块4上，滑块4安装在滑轨2上，与滑轨2组成两个移动副，滑轨2固定在滑轨底座3上，两个滑轨2中间装有丝杠12，扫描步进电机I的转轴与丝杠12直接相连。丝杆12通过滚珠丝杠副和滑块4连接。扫描步进电机I的运动方向与エ件7纵截面平行。激光位移传感器8由扫描步进电机I驱动，移动速度匀速，方便激光位移传感器8等间距采样，激光测距采用三角測量法，激光发射窗ロ 6发射激光到エ件7上，激光接收窗ロ 5探测エ件7上的激光亮点并计算激光亮点到激光位移传感器8的距离，激光发射窗ロ
6、激光亮点和激光接收窗ロ 5构成了三角区域。エ件7的前进由驱动滚筒11驱动，驱动滚筒11和减速箱10相连，减速箱10和送料步进电机9相连，减速箱10提供了降低速度，增加扭矩的功能。当激光位移传感器8进行扫描的时候，送料步进电机9必须停止，待激光位移传感器8完成一次扫描后送料步进电机9再前进一段距离。如图2所示，数字化控制器是系统的核心，负责一切运算。激光位移传感器，扫描步进电机和送料步进电机均与数字化控制器信号连接。数字化控制器一方面控制脉冲发送步进驱动信号给送料步进电机9,使送料步进电机9在送料方向上运动,姆次送料1_后停止，具体送料距离可根据实际精度调整，送料步进电机9停止后，数字化控制器控制脉冲发送步进驱动信号给扫描步进电机I，驱动扫描步进电机I匀速上下运动，带动激光位移传感器8等间距采样エ件7的外部轮廓，采样完成后送料步进电机9再前进1_。毎次步进驱动后，扫描步进电机和送料步进电机都会通过编码器反馈给数字化控制器的脉冲计数。数字化控制器另一方面与激光位移传感器8相连，实时接收激光位移传感器8采集到的数据。装置的具体计算原理如下所述左右激光测距器间距为ム左侧测距器测得距离(测距器离エ件上A点的距离Uyl，右侧测距器测得距离(测距器离エ件上B点的距离Vy2，则某ー时刻的エ件截面同一高度两侧AB 距离1 可以由下式得到
*1. = ·￡ _ *^1 _
这样，某一时刻的エ件截面面积S(i)可以通过I轴方向的小矩形面积积分叠加得到，具体可以表示为晴、ニ jjyU*
J=I
式中，》为I方向测量的次数；dy为扫描步进电机姆次进给距离。f)为z方向上第i次測量，y方向上第プ次测量的距离值。因此，预截取部分的エ件重量G为
G=pY SfCiJaix = ογ_ γ Ιβ,胸 dx
i=l =1 j=l
式中/ 为JT方向测量的次数\dx为进料步进电机姆次进给距离'P为エ件密度。如图3所示，称重装置控制原理图，如何在数字化控制器的协调下，完成送料
和エ件7外轮廓获取的同歩。开始时，可以通过设置数字化控制器有关称重装置的信息，包括エ件7密度，规定重量，扫描间隔时间，送料步进距离等等，完成信息设置后进行初始化以及重量的清零，然后数字化控制器控制送料步进电机9使エ件7前进，エ件7前进Imm后停止，数字化控制器控制扫描步进电机I上下运动，从而激光位移传感器8等间隔对エ件7轮廓进行采样，采样完成后计算エ件7截面积并将截面积累加，当累加重量达到规定要求时，数字化控制器给出信号对该部分エ件进行切割，切割完成后数据清零并进行下一次重量计算。
权利要求
1.表面轮廓扫描式エ件预截取部分称重装置，包括数字化控制器，激光位移传感器，扫描步进电机，送料步进电机，支架和送料台，其特征在干在エ件的两侧的支架上装有激光位移传感器，激光位移传感器由扫描步进电机驱动，扫描步进电机的运动方向与エ件纵截面平行；送料台由送料步进电机驱动，用于进给エ件；激光位移传感器，扫描步进电机和送料步进电机均与数字化控制器信号连接。
2.根据权利要求I所述的表面轮廓扫描式エ件预截取部分称重装置，其特征在于所述的支架包括滑轨底座，滑轨，滑块和丝杆，滑轨安装在滑轨底座上，滑块安装在滑轨上，丝杆安装在两个滑轨中间，与滑块相连；所述的激光位移传感器安装在所述滑块上。
全文摘要
本发明涉及一种表面轮廓扫描式工件预截取部分称重装置。现有的装置实用性不高，精度也比较低。本发明包括数字化控制器，激光位移传感器，扫描步进电机，送料步进电机，支架和送料台。在工件的两侧的支架上装有激光位移传感器，激光位移传感器由扫描步进电机驱动，扫描步进电机的运动方向与工件纵截面平行；送料台由送料步进电机驱动，用于进给工件；激光位移传感器，扫描步进电机和送料步进电机均与数字化控制器信号连接。本发明不会对工件造成损伤，利于长久的测量；激光测距技术速度快，效率高，对环境要求不严格，有利于在各种工况下的测量；装置结构简单，比人工测量具有更高的精确度。
文档编号G01B11/24GK102645182SQ20121011217
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者倪敬, 吴俊辰, 邵斌, 陈国金 申请人:杭州电子科技大学