专利名称：一种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：
本实用新型涉及一种工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工件预截取部分的称重装置。
背景技术：
在工业加工的某些领域，待加工的工件在重量上要求符合一定的要求，比如说3%以内，这就要求在加工工件前增加判断工件重量的装置。规则的工件一般为圆柱形，这时的重量要求可以根据工件长度保证，对于不规则体积的工件，如何保证切割的工件重量符合要求，关键在于如何测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一个难题。体积测量方法主要有接触式测量法和非接触式测量法两种。接触式测量有人工测量和基于阿基米德原理的测量，人工测量工作量大，投入人力、物力较多、实用性很差，精度也比较低。公开 号CN1423111的专利任意形状工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。非接触测量有图像测量法和激光成像法。公开号CN101266131的专利一种基于图像的体积测量装置及其测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，实现简单，能很好的实现精度要求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种对工件预截取部分的精确称重装置；是一种通过对工件表面轮廓截面方向从上至下进行线面积累积得到二维截面积，然后对工件进料方向进行二维截面积累积得到三维工件质量的测量装置；是一种集成工件轮廓表面两次一维激光测距，上下步进驱动和进料步进驱动的非接触式测量装置。本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是表面轮廓扫描式工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。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。本实用新型的有益效果激光测距技术作为一种非接触式的检测技术，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。根据实际锯切过程的观察与分析，采用市场现有的二维工件扫描系统，一则价格非常昂贵，二则检测工件尺寸范围也相对有限(直径小于IOOmm)，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；图2为称重装置系统组成图；图3为称重装置控制计算原理图；图中1.扫描步进电机；2.滑轨；3.滑轨底座；4.滑块；5.激光接收窗口 ；6.激光发射窗口 ；7.工件；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。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步描述。如图I所示，本实用新型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分别扫描工件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的运动方向与工件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，激光测距采用三角测量法，激光发射窗口 6发射激光到工件7上，激光接收窗口 5探测工件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，激光发射窗口 6、激光亮点和激光接收窗口 5构成了三角区域。工件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,每次送料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等间距采样工件7的外部轮廓，采样完成后送料步进电机9再前进1_。每次步进驱动后，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Z，左侧测距器测得距离(测距器离工件上A点的距离)7yl，右侧测距器测得距离(测距器离工件上B点的距离)7y2，则某一时刻的工件截面同一高度两侧AB距离7y可以由下式得到 Iv=L - — I[0017]这样，某一时刻的工件截面面积S(i)可以通过y轴方向的小矩形面积积分叠加得至IJ，具体可以表示为
权利要求1.一种表面轮廓扫描式工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，其特征在于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。
2.根据权利要求I所述的一种表面轮廓扫描式工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。
专利摘要本实用新型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。本实用新型包括数字化控制器，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。本实用新型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G01B11/24GK202522206SQ20122016194
公开日2012年11月7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