[发明专利]一种基于主动射线的旋转体轮廓检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于旋转体检测技术，涉及对旋转体零件的非接触快速测量。

背景技术

旋转体零件被广泛应用于工程机械、汽车、船舶、航空航天、兵器等行业的轮、轴、外壳等部件上，其主要特征是由一个基本的轮廓线绕一根固定轴线旋转而成。在很多应用中对旋转体的外形尺寸都有着较为严格的要求，目前工业上对旋转体的测量主要通过人工卡尺测量和轮廓仪测量等手段。人工卡尺测量方法只能对一条轮廓线上的某一点进行测量，对于不便于夹持的地方容易出现测不准等现象；轮廓仪能在一条轮廓线上进行连续测量，但是存在测量速度慢、测量仪器贵、必须采用接触测量等缺点。本项发明专利不但可以快速地对一条轮廓线进行非接触的测量，还可实现对多条轮廓线上的多个点的连续测量，同时具有价格相对低廉，维护方便等优点。

发明内容

本发明的目的是：提供一种能对旋转体外轮廓进行快速、非接触、高精度测量的方法。

本发明的技术方案是：一种基于主动射线的旋转体轮廓检测系统，主要包括待测物传送机构、支撑夹持机构、射线发射及传感器采集装置、信号处理分析电路。待测旋转体通过传送机构的直线作动器被送到支撑平台上，由一个定心卡盘进行夹持，射线发射装置能以一定夹角在通过定心卡盘中心轴线的一个扇形平面内发出一种或者几种粒子射线或波形射线，射线投射到被测旋转体上发生相应的物理或者化学作用。传感器采集装置在与射线投射方向成小于90°的角度上对相应的物理或化学现象进行采集，并转化为电信号，经过信号处理分析电路能的采集、处理和分析，经过控制误差、消除畸变以及还原算法，拟合出旋转体的轮廓曲线，再与预存的参数进行比对，确定该旋转体是否合格，最后通过摆臂来将不合格的旋转体筛选出来。

本发明的优点是：这种基于主动射线的旋转体轮廓检测系统与现有的人工卡尺测量相比，具有速度快、精度高、测量参数全面等优点；和轮廓仪测量相比，具有测量效率高，能实现在线测量，能对多条轮廓线进行连续测量，测量成本低等优点。

附图说明

图1是基于主动射线的旋转体轮廓检测系统的原理图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

本检测系统在硬件上主要包括：待测物传送机构、支撑夹持机构、射线发射及传感器采集装置、信号处理分析电路。

传送机构通过两个直线作动器来控制待测旋转体的上下料，通过一个摆臂来对是否合格的旋转体进行分类；支撑夹持机构采用一个定心卡盘来对旋转体进行夹持，该夹持机构可以绕定心卡盘的中心轴线进行任意角度的转动；射线发射装置能以一定夹角在通过定心卡盘中心轴线的一个扇形平面内发出一种或者几种粒子射线或波形射线，射线投射到被测旋转体上发生相应的物理或者化学作用；传感器采集装置在与射线投射方向成小于90°的角度上对相应的物理或化学现象进行采集，并转化为电信号；信号处理分析电路能对采集的电信号进行处理和分析。

其中待测物传送机构主要包括：入口导向槽1，用来接收待测的旋转体；阻隔机构3，防止未检测的旋转体与已检测的旋转体混淆；送料作动器4，用于将旋转体送入检测区域；出料作动器11，用于将旋转体送出检测区域；摆臂6，用于筛选检测后不合格的转体；合格零件出口导向槽7，用来输出合格零件；不合格零件出口导向槽8，用来输出不合格零件。

其中支撑夹持机构主要包括：支撑平台10，用于支撑定心卡盘9、出料作动器11以及测量装置；定心卡盘9，用于支撑和夹持待测旋转体。

其中射线发射及传感器采集装置主要包括：测量仪器母板13，用来支撑射线发射装置15和传感器采集装置12；射线发射装置15，用来发出主动射线；

射线调节装置14，用来调节射线的范围和对射线进行过滤；传感器采集装置12，用来接收和采集测量的信息。

下面详细介绍一下该系统的工作原理：待测旋转体被送到入口导向槽1后，受斜面的重力作用或者是通过传送带往前运动，到达阻隔机构3，当控制系统检测到上一个零件已经检测完成后，打开阻隔机构3，让该旋转体进入到测量等待区域，同时隔断阻止下一个待测旋转体进入测量等待区域。送料作动器4将测量区域的旋转体送入到测量区域，由支撑定心卡盘9进行自动夹持，夹持完成后旋转体的轴心与射线发射平面完全重合。射线发射装置15发出一种或者几种粒子射线或波形射线，射线经过射线调节装置14修正过滤后投射到被测旋转体上，发生相应的物理或者化学作用，传感器采集装置12对产生的物理或者化学现象进行采集，并转化为电信号，完成对被测旋转体的基本测量。测量时可以分为取样测量和连续测量两种模式来进行。取样测量是指将一处或者几处轮廓线作为取样点来进行测量，定心卡盘9夹持旋转体转到需要采样的角度，射线发射装置15和传感器采集装置12在测量过程中进行脉冲触发采集，能获得几处取样点的轮廓线信息；连续测量是指对旋转体的轮廓进行360度的连续测量，定心卡盘9夹持旋转体以一定的角速度匀速转动360度，射线发射装置15和传感器采集装置12在测量过程中进行连续触发采集，能获得轮廓曲面的信息。采集到的信息由信号处理分析电路进行处理和分析，经过控制误差、消除畸变以及还原算法，拟合出旋转体的轮廓曲线或轮廓曲面，再与预存的参数值进行比对，从而确定旋转体是否符合相关的参数要求。