一种工件平整度检测装置

1.本发明涉及工件参数检测，特别是一种工件平整度检测装置。


背景技术：

2.目前，行业中对工件进行平整度检测通常采用两种方式，一种是通过人工进行高精度的检测，这样需要使用较高技术水平的技术工人，进行检测，特点是检测精度较高，但是效率低，并且错误率不可控；另一种是采用基于机器视觉的检测设备进行检测，特点是检测精度更高，但是成本高、效率也提升不大。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种工件平整度检测装置。
4.本发明解决其问题所采用的技术方案是：
5.一种工件平整度检测装置，包括：
6.载物模块，所述载物模块用于放置待测工件；
7.施压模块，所述施压模块设有柔性测量传感器，所述施压模块用于使所述柔性测量传感器以恒定压力与所述待测工件接触；
8.驱动模块，所述驱动模块与所述施压模块连接，所述驱动模块用于驱动所述柔性测量传感器以恒定速度沿所述待测工件的表面运动；
9.数据处理模块，所述数据处理模块与所述柔性测量传感器连接，所述数据处理模块用于拟合所述柔性测量传感器的目标信号曲线，所述目标信号曲线用于反映所述待测工件的表面曲线；
10.结果处理模块，所述结果处理模块与所述数据处理模块连接，所述结果处理模块用于对比所述目标信号曲线与预设的标准工件的标准曲线，得到对比结果。
11.进一步，所述工件平整度检测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述数据处理模块连接，所述显示模块用于显示所述目标信号曲线。
12.进一步，所述显示模块与所述结果对比模块连接，所述显示模块用于显示所述对比结果。
13.进一步，所述施压模块设有液压推杆。
14.进一步，所述驱动模块为多关节机械臂和滑动导轨，所述多关节机械臂滑动连接于所述滑动导轨上。
15.进一步，所述柔性测量传感器具有由柔性材料制成的柔性测量面。
16.进一步，当所述柔性测量传感器受到挤压，所述柔性测量传感器的电阻变化。
17.进一步，所述柔性测量传感器的压缩形变量与所述柔性测量传感器的电阻成反比关系。
18.进一步，所述结果处理模块用于对比所述目标信号曲线与预设的标准工件的标准
曲线，得到对比结果，具体为：所述结果处理模块用于将所述目标信号曲线分段，得到多段分段曲线；所述结果处理模块还用于对于每段分段曲线，以所述标准曲线中与所述分段曲线对应的部分作为对比段，计算所述分段曲线与所述对比段的相似度，以所述相似度作为所述对比结果。
19.进一步，所述相似度表示为：k是所述相似度，l1是所述分段曲线与所述对比段的欧式距离；a(x)为所述分段曲线的参数表示，b(x)为所述对比段的参数表示。
20.上述工件平整度检测装置至少具有以下的有益效果：对于工件平整度的测量，提供了一种采用柔性传感器进行测量的方法，实现了数据化与图像化之间的转换，且具备优异的转换能力，能够真实还原工件表面中的微小部分平整度差异，提高了工件平整度检测的精准性，提高了检测效率，降低了检测成本。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
23.图1是本发明实施例一种工件平整度检测装置的结构图；
24.图2是本发明实施例一种工件平整度检测装置的信号传输示意图。
具体实施方式
25.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
28.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
29.参照图1和图2，本发明的实施例，提供了一种工件平整度检测装置。
30.工件平整度检测装置包括载物模块100、施压模块200、驱动模块300、数据处理模块400和结果处理模块500。
31.其中，载物模块100用于放置待测工件；施压模块200设有柔性测量传感器210，施
压模块200用于使柔性测量传感器210以恒定压力与待测工件接触；驱动模块300与施压模块200连接，驱动模块300用于驱动柔性测量传感器210以恒定速度沿待测工件的表面运动；数据处理模块400与柔性测量传感器210连接，数据处理模块400用于拟合柔性测量传感器210的目标信号曲线，目标信号曲线用于反映待测工件的表面曲线；结果处理模块500与数据处理模块400连接，结果处理模块500用于对比目标信号曲线与预设的标准工件的标准曲线，得到对比结果。
32.在该实施例中，将待测工件放置到载物模块100上固定。启动驱动模块300和施压模块200，施压模块200使柔性测量传感器210以恒定压力与待测工件接触，柔性测量传感器210与待测工件相互间存在一个压力，使柔性测量传感器210产生了压缩形变量。然后驱动模块300驱动施压模块200以恒定速度沿待测工件的表面运动，在此过程中柔性测量传感器210扫过待测工件的表面，并产生信号。数据处理模块400接收柔性测量传感器210的信号，拟合出目标信号曲线，以反映待测工件的表面曲线，进而可以直观地表达出工件表面的平整度。结果处理模块500对比目标信号曲线与预设的标准工件的标准曲线，得到对比结果，通过对比结果能直观地反映待测工件的平整度与标准工件的平整度的差距。
33.对于工件平整度的测量，提供了一种采用柔性传感器进行测量的方法，实现了数据化与图像化之间的转换，且具备优异的转换能力，能够真实还原工件表面中的微小部分平整度差异，提高了工件平整度检测的精准性，提高了检测效率，降低了检测成本。
34.本发明的某些实施例，工件平整度检测装置还包括显示模块600，显示模块600与数据处理模块400连接，显示模块600用于显示目标信号曲线。通过显示模块600显示目标信号曲线，能够将目标信号曲线图像化，进而可以直观地向测量者显示出工件表面的平整度。
35.本发明的某些实施例，显示模块600与结果对比模块连接，显示模块600用于显示对比结果。通过显示模块600显示对比结果，能够将对比结果图形化表示，能直观地向测量者反映待测工件的平整度与标准工件的平整度的差距。
36.本发明的某些实施例，施压模块200设有液压推杆。通过液压推杆将柔性测量传感器210向待测工件方向压去，使得柔性测量传感器210产生形变，进而产生信号。另外，通过液压推杆作为施压模块200，有利于使柔性测量传感器210持续以恒定的压力压向待测工件。该压力值可以通过液压推杆的控制器进行设置。
37.本发明的某些实施例，驱动模块300为多关节机械臂310和滑动导轨320，多关节机械臂310滑动连接于滑动导轨320上，多关节机械臂310能沿滑动导轨320方向往复运动。其中多关节机械臂310的关节的旋转度至少具有180度。则对于立体的待测工件，设置存在弧形表面的待测工件，均能通过多关节机械臂310和滑动导轨320的配合，使得柔性测量传感器210能绕待测工件的表面以恒定速度运动。
38.具体地，在该实施例中，施压模块200运动的恒定速度的大小范围为1cm/min至10cm/min。粗糙度传感器24与待测物间的恒定压力的大小范围为0.1n至1n。当然在其他实施例中，根据实际需求，恒定速度和恒定压力的值可以取其他数值。
39.具体地，柔性测量传感器210具有由柔性材料制成的柔性测量面，柔性测量面能够更好地贴合于待测工件的表面。柔性测量面相对于测量针，测量接触面积更大，测量效率更高。
40.本发明的某些实施例，当柔性测量传感器210受到挤压，柔性测量传感器210的电
阻变化。具体地，柔性测量传感器210的压缩形变量与柔性测量传感器210的电阻成反比关系。即待测物的表面的一处越凸，压缩形变量越大，则电阻越小；待测物的表面的一处越凹，压缩形变量越小，则电阻越大。
41.本发明的某些实施例，对比目标信号曲线与预设的标准工件的标准曲线，得到对比结果的步骤，具体为：将目标信号曲线分段，得到多段分段曲线；对于每段分段曲线，以标准曲线中与分段曲线对应的部分作为对比段，计算分段曲线与对比段的相似度，以相似度作为对比结果。具体地，相似度表示为：k是相似度，l1是分段曲线与对比段的欧式距离；a(x)为分段曲线的参数表示，b(x)为对比段的参数表示。通过k能计算出分段曲线与对比段的重合面积，进而可以得到分段曲线与对比段的非重合面积，进而得到分段曲线与对比段的相似度，进而得到分段曲线与对比段的偏离程度。
42.需要说明的是，对于将目标信号曲线分段得到多段分段曲线的步骤，可以对目标信号曲线进行平均分段，得到多段x轴上距离相等的分段曲线。
43.当然也可以是对目标信号曲线的多个关键点进行标记，然后根据关键点将目标信号曲线分段，得到多段分段曲线。另外，将多段分段曲线分别作对比，得到与每段分段曲线对应的对比结果，通过多个对比结果更能从多维度去分析工件的平整度。
44.以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。