一种辊型梁三面冲孔精度检测装置的制作方法

本实用新型涉及辊型梁冲孔检测技术领域，尤其是涉及一种辊型梁三面冲孔精度检测装置。

背景技术：

随着汽车工业的飞速发展以及生产自动化水平的不断提高，检测手段是否先进，对提高生产水平来说就变得尤为重要。而商用车的辊型梁是整车关键的总成之一。它既是发动机、驾驶室、车桥、前后板簧、油箱、电瓶箱等总成装配的基准，又是垂直方向的弯曲应力和紧急制动出现的扭曲应力的承载体，俗称“钢铁脊梁”。因此车架的组装或多或少决定着整车的性能。车架三面冲件的冲孔精度、孔位精度以及冲孔数量决定着后续工序能否顺利进行。目前生产过程中的质量检测采用抽检方式，依靠人工的方法对装配孔数目和位置进行检测，但这种传统的检测手段已经难以满足生产柔性和自动化生产的需求。

为了自动化检测辊型梁上冲孔的精度，急需提供辊型梁冲孔自动化精度检测装置。辊型梁冲孔自动化精度检测装置需要对辊型梁长度和在辊型梁上分布的冲孔进行检测。

在长度测量技术领域中，已知的带磁带和磁传感器的长度测量装置，其中磁传感器头与带磁带的测量主体相对移动，测量主体利用交替极性磁化。由于相对测量主体移动，在磁传感器头或磁场传感器中产生正弦传感器信号。根据磁性测量原理，例如，在测量磁通量密度平方的GMR或AMR传感器的情况下或在供应与磁场强度与电流的乘积成比例的输出电压的霍耳(Hall)传感器的情况下，磁传感器头中重复信号过程，从而实现相对位置的确定，位置的确定是以本质上已知的方式(例如，通过三角函数)进行。例如公开号为CN105492872A，名称为：一种用于将磁带长度测量系统中的传感器信号线性化的方法，其中传感器头在测量主体的两个磁极之间移动。具体来说，在磁带长度测量系统的操作期间来动态进行线性化，并且当所述传感器头在测量主体的两个磁极之间从磁极至磁极或从磁极对至磁极对地移动时，通过外插来补偿线性化偏差。

为此，本申请人结合现有来自磁带长度测量的传感器测量系统，将长度方向的精确测量技术与激光扫描技术结合，发明创造了本专利申请技术。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本实用新型目的是提供一种结构简单，检测精准，工作效率高的辊型梁三面冲孔精度检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种辊型梁三面冲孔精度检测装置，包括工作台，工作台上固定有用来支撑、限位辊型梁的限位支架，工作台上设有带磁带和磁传感器的长度测量装置，其特征在于：工作台还设有直线导轨、传感器支架、伺服电机、三组激光线扫描传感器和工业电脑；直线导轨安装在工作台上，直线导轨与所述磁带并排设置，所述磁传感器固定在所述传感器支架上随传感器支架一起移动，传感器支架与直线导轨动配合；伺服电机用于驱动传感器支架沿直线导轨前、后移动；三组激光线扫描传感器的扫描面均在同一个平面内且垂直于辊型梁的长度方向，第一组激光线扫描传感器安装在辊型梁的左侧，第二组激光线扫描传感器安装在辊型梁的右侧，第三组激光线扫描传感器安装在辊型梁的腹面上方；所述三组激光线扫描传感器将采集到的图像数据传送至工业电脑，工业电脑将分析结果信息通过显示器显示。

第一组激光线扫描传感器、第二组激光线扫描传感器对称设置于辊型梁左、右两侧，辊型梁位于第一组激光线扫描传感器、第二组激光线扫描传感器和第三组激光线扫描传感器所围成区域的中心位置。

如上所述的一种辊型梁三面冲孔精度检测装置，其特征在于：所述直线导轨为HIWIN直线导轨，传动支架套在直线导轨上滑动。所述工作台上设有齿条，所述伺服电机输出轴上设有齿轮，伺服电机固定安装在所述传感器支架上，伺服电机上的齿轮与工作台上的齿条相互啮合传动。

本实用新型的有益效果是：

1、本申请中，四个传感器均采用相同型号的激光线扫描传感器，此种传感器扫描不存在光线强弱导致的对比度的差别引起的测量数据的偏移，第一组激光线扫描传感器具有垂直于辊型梁长度方向设置的左翼线扫描面，第二组激光线扫描传感器具有垂直于辊型梁长度方向设置的右翼线扫描面，第三组激光线扫描传感器具有垂直于辊型梁长度方向设置的腹面线扫描面，该种传感器安装方式采用相对固定安装，这样在检测过程中，工件上冲孔的大小以及冲孔边距可通过移动的线扫描面逐次扫描测量，从而得到组合测量信息，再通过工业电脑分析处理后可得到组合测量精确结果，这样就避开了对冲孔圆角的扫描。

2、第一组激光线扫描传感器、第二组激光线扫描传感器对称设置于辊型梁左、右两侧，辊型梁位于第一组激光线扫描传感器、第二组激光线扫描传感器和第三组激光线扫描传感器所围成区域的中心位置，这样有利于扫描检测，使激光扫描传感器能扫到整个待检测工件。

3、直线导轨为HIWIN直线导轨，沿辊型梁长度方向的垂直面，传感器支架运动时不会上下抖动，有利于平稳控制传感器支架以及其上的激光线扫描传感器垂直面方向的运动控制，且直线导轨具有特殊的束制结构，可同时承受上、下、左、右方向的负荷，承受负荷分布均匀，有利于提高装置的运行精度和定位精度。

4、工作台上设有带磁带和磁传感器的长度测量装置，磁带上每隔0.01毫米设置一个磁条，每个磁条磁极相反，磁传感器每0.01毫米检测到一个信号，从三组激光线扫描传感器的扫描面检测到辊型梁前端开始计算，直至到辊型梁尾端为止，此段区间内检测的信号组转换为辊型梁长度值，检测精度可达0.01毫米，检测精度高；再配合本申请中HIWIN直线导轨和伺服电机，垂直于辊型梁的长度方向的垂直面抖动小，使得三组激光线扫描传感器能平稳滑动；同时三组激光线扫描传感器扫描面实时采集的信息与长度测量装置实时位置信息相对应，对辊型梁上的各个冲孔高精度的数据采集，垂直于辊型梁的长度方向的扫描面依次采集的信息经过工业电脑处理后，具有很高的检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为三组激光线扫描传感器扫描辊型梁示意图。

图3直线导轨俯视结构示意图。

图4为直线导轨端面结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图1、图2、图3和图4所示：本实用新型实施例中提供的一种辊型梁三面冲孔精度检测装置，包括工作台4，工作台4上固定有用来支撑、限位辊型梁的限位支架7。工作台4上设有带磁带和磁传感器的长度测量装置。工作台4还设有直线导轨6、传感器支架5、伺服电机、三组激光线扫描传感器和工业电脑。

直线导轨6安装在工作台4上，直线导轨6与磁带并排设置，磁传感器固定在传感器支架5上随传感器支架5一起移动，传感器支架5与直线导轨6滑动配合。伺服电机用于驱动传感器支架5沿直线导轨6前、后移动。三组激光线扫描传感器的扫描面均在同一个平面内且垂直于辊型梁8的长度方向，第一组激光线扫描传感器1安装在辊型梁8的左侧，第二组激光线扫描传感器2安装在辊型梁8的右侧，第三组激光线扫描传感器3安装在辊型梁8的腹面上方，三组激光线扫描传感器将采集到的图像数据传送至工业电脑，工业电脑将分析结果信息通过显示器显示。

本申请中，磁带上每隔0.01毫米设置一个磁条，每个磁条磁极相反，磁传感器每0.01毫米检测到一个信号，从三组激光线扫描传感器的扫描面检测到辊型梁8前端开始计算，直至到辊型梁8尾端为止，此段区间内检测的信号组转换为辊型梁长度值，检测精度可达0.01毫米，检测精度高。第一组激光线扫描传感器1、第二组激光线扫描传感器2均为单个激光线扫描传感器，第三组激光线扫描传感器3为并排安装的两个激光线扫描传感器，上述四个激光线扫描传感器均采用相同型号的高精度激光线扫描传感器。

本申请中，第一组激光线扫描传感器1、第二组激光线扫描传感器2对称设置于辊型梁8左、右两侧，辊型梁8位于第一组激光线扫描传感器1、第二组激光线扫描传感器2和第三组激光线扫描传感器3所围成区域的中心位置。

本申请中，直线导轨6为HIWIN直线导轨，传感器支架5套在直线导轨6上滑动。

本申请中，工作台4上设有齿条，伺服电机输出轴上设有齿轮，伺服电机固定安装在传感器支架5上，伺服电机上的齿轮与工作台4上的齿条相互啮合传动。

工作时，当辊型梁8三面冲孔工件到位后，伺服电机将激光线扫描传感器由辊型梁8头端匀速运动至辊型梁8尾端，激光线扫描传感器完成一个辊型梁8的扫描，然后伺服电机将三组激光线扫描传感器复位。对每一个辊型梁8，检测装置将重复上述过程而达到扫描的目的。

工业电脑采用专用算法和软件来对扫描所得数据进行处理。本申请中，三组激光线扫描传感器采集到的辊型梁8漏孔数据点分别在各自的传感器坐标系中，使用该装置进行辊型梁8漏孔检测前进行数据标定，使得该装置能够输出完整的辊型梁8漏孔廓形。

为了使检测系统适应不同批次和不同型号的三面冲产品，预先将不同批次和不同型号的标准数据集成至所开发的软件中。当进行辊型梁8检测时，只需在工业电脑软件界面选择所要检测辊型梁8所对应的模式，这样使得本申请可适应不同批次和不同型号的三面冲产品，且操作简单易于维护。

本申请也可在工业电脑软件中预留出新型号产品标准数据载入功能，以适应新产品的检测。在检测过程中，还可在软件界面选择此时正在加工的辊型梁8型号，软件即可自动将标准数据与正在检测的辊型梁8型号进行匹配，即将此时所需的数据提取出来。此时三组激光线扫描传感器会将辊型梁8两边的边界扫描出来，根据程序数据对测量数据进行计算与比较，对检测数据进行最小二圆拟合寻找算法，对于未匹配过的孔进行逆向寻找，若在公差范围内存在，则为TRUE，否则为FALSE。这样便可以较直观的分析每个冲孔位置情况和孔径偏差。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。