[发明专利]激光熔覆点位的检测探头装置及应用其进行标定的方法

说明书

本发明公开了激光熔覆点位的检测探头装置，它包括探头基台、检测探针、快插接头、弹簧、环形导体；探头基台沿中心线设置有大小两个阶梯孔；检测探针的针头部分从探头基台的小孔伸出、其尾部的定位滑块与探头基台的大孔配合；快插接头通过大外圆上的螺纹与探头基台大孔的底部连接；弹簧设置在探头基台的大孔内，其上下端分别与定位滑块、快插接头接触；环形导体内嵌在探头基台大孔的顶面，检测探针上的凸出触点与环形导体接触。本发明检测探头装置与激光熔覆光头的兼容性高，定位准确、更换便捷、操作简便，提高了加工质量和加工效率。本发明还公开了应用检测探头装置进行标定的方法。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体的涉及激光熔覆点位的检测探头装置及使用其对零件待加工面的坐标进行标定的方法。

背景技术

目前，激光熔覆已成为对零件进行表面处理的常用方法之一。常见的激光熔覆加工方法为：人工示教机器人或数控机床等自动化设备编辑加工程序，以及根据零件设计图尺寸或实物测绘尺寸编辑加工程序。

在编辑加工程序前需要对零件进行检测标定，目前标定使用的检测工具由于无法与熔覆光头兼容，因此需要将熔覆光头从设备上取下，然后将检测工具安装在设备上。此种安装方式的缺点是：一、因为熔覆光头涉及光路、水路、气路传输和密封保护的需求，所以拆卸熔覆光头的操作复杂繁琐、耗时长且容易造成激光熔覆光头的损坏；二、由于检测工具与熔覆光头的尺寸差异大，因此其对零件测得的数据相对于熔覆光头会有一定的失真而无法准确反应，并且使用熔覆光头进行熔覆时与零件存在干涉和碰撞的危险。

目前，在进行编辑加工程序前对零件加工的轨迹点位进行检测检定的方法和缺点如下：一、人工目视检测效验，即通过人工手工逐个点位检测效验，由于受人为因素的影响(操作经验、操作者状态)，因此检测结果准确性差、与零件的尺寸差异大且效率低下，且耗时较长；二、通过现有的探测工具(如数控三坐标测量仪)或另外安装于加工设备上的独立检测探头进行检测，由于检测工具与熔覆光头的尺寸差异大，所以其对零件测得的数据相对于熔覆光头会有一定的失真而无法准确反应，熔覆光头进行熔覆时就存在与零件存在干涉和碰撞的危险；另外，检测工具提供的零件点线面的尺寸数据，要通过一系列计算、转化才能生成零件的空间三维形状尺寸和加工程序运动轨迹点位信息，整个过程复杂、耗时长，无法满足时效性要求；三、参照设计图建模并使用计算机辅助制造软件生成待加工零件的加工程序、运动轨迹，由于待修复的零件已经使用过存在磨损，因此导致待加工零件实物与加工程序轨迹不符；另外，软件生成的运动轨迹通常是工具中心点(理论性位置)，但是运动过程还涉及到角度、姿态、行程极限等大量复杂问题，这时就需要大量的人工修正、调整、修改等，因此整个过程复杂、耗时长，无法满足时效性要求。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种激光熔覆点位的检测探头装置，它与激光熔覆光头的兼容性高，定位准确、更换便捷、操作简便，提高了加工质量和加工效率。本发明还提供了应用检测探头装置对零件待加工面进行标定的方法，它得到的数据准确，避免了熔覆光头与零件的干涉和碰撞，缩短了熔覆前进行检测标定的时间，因此时效性好，大大降低了生产成本。

本发明激光熔覆点位的检测探头装置，它包括探头基台、检测探针、快插接头、弹簧、环形导体；探头基台沿中心线设置有大小两个阶梯孔；检测探针的针头部分从探头基台的小孔伸出、其尾部的定位滑块与探头基台的大孔配合；快插接头通过大外圆上的螺纹与探头基台大孔的底部连接；弹簧设置在探头基台的大孔内，其上下端分别与定位滑块、快插接头接触；环形导体内嵌在探头基台大孔的顶面，检测探针上的凸出触点与环形导体接触。

进一步地，检测探头装置还包括至少两个O形橡胶圈，探头基台的小孔孔壁上设置有上下至少两处环槽，O形橡胶圈设置在环槽内、且与检测探针的针头部分配合。

进一步地，检测探头装置还包括弹簧钢珠，弹簧钢珠设置在快插接头小外圆的横向孔内，其钢珠在自由状态下略微突出快插接头的小外圆。

进一步地，检测探头装置还包括多个LED照明光源，LED照明光源均布在探头基台圆柱面的上端面上。