激光定位裝置及定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光定位裝置及定位方法，該裝置包括支撐平臺(tái)，支撐平臺(tái)經(jīng)升降機(jī)構(gòu)連接有主軸；主軸的上端設(shè)有繞主軸可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第一軸機(jī)構(gòu)；第一軸機(jī)構(gòu)連接有可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第二軸機(jī)構(gòu)，第二軸機(jī)構(gòu)連接有可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第三軸機(jī)構(gòu)，第二軸機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線和第三軸機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直且均與主軸的軸線垂直；第三軸機(jī)構(gòu)連接有第一激光頭，第一激光頭經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)連接有第二激光頭，標(biāo)尺機(jī)構(gòu)用于標(biāo)識(shí)第一激光頭與第二激光頭之間沿橫向的垂直距離和沿縱向的垂直距離。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了第一激光頭在三維方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，以準(zhǔn)確定位零件的基準(zhǔn)面，且第一激光頭經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)連接與第一激光頭平行設(shè)置的第二激光頭，從而實(shí)現(xiàn)了平行投影的準(zhǔn)確定位。
【專利說明】激光定位裝置及定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及零件表面定位領(lǐng)域，特別地，涉及一種激光定位裝置及定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在強(qiáng)度試驗(yàn)(靜力、疲勞試驗(yàn))和科研試飛(地面聯(lián)合試驗(yàn)和試飛)中，都需要對(duì)各種復(fù)雜零件(尤其是機(jī)匣類的表面凹凸不規(guī)則的鑄造件)關(guān)鍵部位粘貼電阻應(yīng)變計(jì)并進(jìn)行應(yīng)變測量。由于應(yīng)變計(jì)的尺寸本身比較小，而應(yīng)變計(jì)的粘貼位置與技術(shù)圖紙指定位置的準(zhǔn)確程度對(duì)測試結(jié)果影響極大，尤其在應(yīng)力集中的、應(yīng)變變化大的部位?，F(xiàn)有應(yīng)變計(jì)定位技術(shù)通過鋼板尺、游標(biāo)卡尺、高度尺、深度尺、卷尺或者是三坐標(biāo)定位儀等量取尺寸并定位應(yīng)變計(jì)粘貼點(diǎn)。
[0003]由于零件外形各異，尤其是機(jī)匣類零件的表面往往有比較復(fù)雜的曲面過渡。而應(yīng)變計(jì)的粘貼位置又往往是這些彎彎曲曲的不規(guī)則的地方。操作時(shí)，選取基準(zhǔn)稍有偏離則應(yīng)變計(jì)實(shí)際粘貼位置離準(zhǔn)確位置往往偏差較大。一般工程圖紙上給出的基準(zhǔn)面(線)一般是零件上的加工面、加工孔中心等，而應(yīng)變計(jì)安裝位置的到基準(zhǔn)面的距離都是按平行投影的距離給出。而用鋼板尺、游標(biāo)卡尺、高度尺、深度尺、卷尺等工具時(shí)，需要用肉眼向零件表面進(jìn)行中心投影確定距離則必然存在偏差。再受到工具量程和不同的人的感覺影響則偏差更大。用三坐標(biāo)定位儀，可以較準(zhǔn)確的找到定位點(diǎn)，但是這種儀器占用空間巨大且價(jià)格昂貴，并且需要專門培訓(xùn)的技術(shù)人員才能操作儀器。因此，亟需設(shè)計(jì)一種能夠應(yīng)用于零件不規(guī)則表面的準(zhǔn)確定位的裝置及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種激光定位裝置及方法，以解決現(xiàn)有的零件不規(guī)則表面無法準(zhǔn)確定位的技術(shù)問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種激光定位裝置，包括支撐平臺(tái)，支撐平臺(tái)經(jīng)升降機(jī)構(gòu)連接有在升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下做升降運(yùn)動(dòng)的主軸；
[0007]主軸的上端設(shè)有繞主軸可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第一軸機(jī)構(gòu)；
[0008]第一軸機(jī)構(gòu)連接有可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第二軸機(jī)構(gòu)，第二軸機(jī)構(gòu)連接有可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第三軸機(jī)構(gòu)，第二軸機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線和第三軸機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直且均與主軸的軸線垂直；
[0009]第三軸機(jī)構(gòu)連接有用于出射第一“十”字形光束的第一激光頭，第一激光頭經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)連接有用于出射平行于第一“十”字形光束的第二“十”字形光束的第二激光頭，標(biāo)尺機(jī)構(gòu)用于標(biāo)識(shí)第一激光頭與第二激光頭之間沿橫向的垂直距離和沿縱向的垂直距離。
[0010]進(jìn)一步地，升降機(jī)構(gòu)包括:延伸出支撐平臺(tái)外部的升降調(diào)節(jié)桿，升降調(diào)節(jié)桿經(jīng)嚙合齒輪連接有驅(qū)動(dòng)主軸做升降運(yùn)動(dòng)的限位臺(tái)。
[0011]進(jìn)一步地，第一軸機(jī)構(gòu)包括:轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤包括與主軸固接的下盤體和繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的上盤體，上盤體之上設(shè)有立桿，立桿垂直于上盤體并向上延伸，第二軸機(jī)構(gòu)與立桿連接。
[0012]進(jìn)一步地，下盤體與上盤體之間設(shè)有用于鎖緊上盤體的螺栓或者用于驅(qū)動(dòng)上盤體轉(zhuǎn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)。
[0013]進(jìn)一步地，第二軸機(jī)構(gòu)包括:繞立桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)接塊，轉(zhuǎn)接塊設(shè)有用于鎖緊轉(zhuǎn)接塊的第一調(diào)節(jié)部或者用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接塊轉(zhuǎn)動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)。
[0014]進(jìn)一步地，第三軸機(jī)構(gòu)包括:用于夾持第一激光頭的夾具，夾具與轉(zhuǎn)接塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一激光頭的出射方向與第三軸機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線重合。
[0015]進(jìn)一步地，夾具設(shè)有用于鎖緊夾具的第二調(diào)節(jié)部或者用于驅(qū)動(dòng)夾具轉(zhuǎn)動(dòng)的第三步進(jìn)電機(jī)。
[0016]進(jìn)一步地，標(biāo)尺機(jī)構(gòu)包括沿主軸的軸線方向設(shè)置的第一標(biāo)尺，第一標(biāo)尺的一端連接第一激光頭，另一端經(jīng)保持架連接與第一標(biāo)尺垂直的第二標(biāo)尺，第二激光頭設(shè)于第二標(biāo)尺上。
[0017]進(jìn)一步地，支撐平臺(tái)包括連接塊，連接塊設(shè)有至少三個(gè)與連接塊鉸接的支撐腳，每個(gè)支撐腳均設(shè)有用于調(diào)節(jié)打開角度及鎖緊至連接塊的限位塊。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種激光定位方法，用于在零件的表面準(zhǔn)確定位，其特征在于，應(yīng)用上述的激光定位裝置，包括以下步驟:
[0019]選擇零件上的基準(zhǔn)平面，基準(zhǔn)平面通過三點(diǎn)定位；
[0020]通過第一軸機(jī)構(gòu)、第二軸機(jī)構(gòu)及第三軸機(jī)構(gòu)的配合，使得第一激光頭的出射第一“十”字形光束的“一”字線同時(shí)通過基準(zhǔn)平面上的三個(gè)定位點(diǎn)；
[0021]調(diào)節(jié)第二激光頭與第一激光頭之間沿橫向的垂直距離和沿縱向的垂直距離，通過第二激光頭照射到零件表面的“十”字形光束的交叉點(diǎn)以準(zhǔn)確定位距離基準(zhǔn)平面預(yù)設(shè)距離的定位點(diǎn)。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]本發(fā)明激光定位裝置及定位方法，通過在支撐平臺(tái)上設(shè)置升降機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)主軸的高度，并通過第一軸機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)繞主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第二軸機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)繞第二軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第三軸機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)繞第三軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，第二軸機(jī)構(gòu)設(shè)于第一軸機(jī)構(gòu)上，第三軸機(jī)構(gòu)設(shè)于第二軸機(jī)構(gòu)上，且第一激光頭設(shè)于第三軸機(jī)構(gòu)上，從而實(shí)現(xiàn)了第一激光頭在三維方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，以通過第一激光頭發(fā)出的“十”字形光束準(zhǔn)確定位零件的基準(zhǔn)面，第一激光頭經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)連接與第一激光頭平行設(shè)置的第二激光頭，從而實(shí)現(xiàn)了平行投影的準(zhǔn)確定位，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件上不規(guī)則表面的精準(zhǔn)定位，定位精度高，且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例激光定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例第一激光頭對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)平面的調(diào)節(jié)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例用于應(yīng)變片定位的示意圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明:
[0030]10、支撐平臺(tái)；11、主軸；12、連接塊；13、支撐腳；14、限位塊；15、水平泡；20、升降機(jī)構(gòu)；21、升降調(diào)節(jié)桿；22、限位臺(tái)；30、第一軸機(jī)構(gòu)；31、轉(zhuǎn)盤；311、下盤體；312、上盤體；32、立桿；40、第二軸機(jī)構(gòu)；41、轉(zhuǎn)接塊；42、第一調(diào)節(jié)部；43、襯套；44、鎖緊螺母；50、第三軸機(jī)構(gòu)；51、夾具；52、第二調(diào)節(jié)部；60、第一激光頭；70、第二激光頭；80、標(biāo)尺機(jī)構(gòu)；81、第一標(biāo)尺；82、保持架；83、第二標(biāo)尺；90、零件。

【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0032]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供一種激光定位裝置，該激光定位裝置包括:支撐平臺(tái)10、升降機(jī)構(gòu)20、第一軸機(jī)構(gòu)30、第二軸機(jī)構(gòu)40、第三軸機(jī)構(gòu)50、第一激光頭60、第二激光頭70及標(biāo)尺機(jī)構(gòu)80。其中，支撐平臺(tái)10經(jīng)升降機(jī)構(gòu)20連接在升降機(jī)構(gòu)20的驅(qū)動(dòng)下做升降運(yùn)動(dòng)的主軸11 ;主軸11的上端設(shè)有繞主軸11可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第一軸機(jī)構(gòu)30 ;第一軸機(jī)構(gòu)30連接可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第二軸機(jī)構(gòu)40，第二軸機(jī)構(gòu)40連接可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第三軸機(jī)構(gòu)50，第二軸機(jī)構(gòu)40的旋轉(zhuǎn)軸線和第三軸機(jī)構(gòu)50的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直且均與主軸11的軸線垂直；第三軸機(jī)構(gòu)50連接用于出射第一“十”字形光束的第一激光頭60，第一激光頭60經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)80連接用于出射平行于第一“十”字形光束的第二“十”字形光束的第二激光頭70，標(biāo)尺機(jī)構(gòu)80用于標(biāo)識(shí)第一激光頭60與第二激光頭70之間沿橫向的垂直距離和沿縱向的垂直距離。
[0033]本實(shí)施例中，第一軸機(jī)構(gòu)30、第二軸機(jī)構(gòu)40和第三軸機(jī)構(gòu)50各自的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直，從而實(shí)現(xiàn)了第一激光頭60在三維方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，以通過第一激光頭60發(fā)出的“十”字形光束準(zhǔn)確定位零件的基準(zhǔn)面，且第一激光頭60經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)80連接與第一激光頭60平行設(shè)置的第二激光頭70，從而實(shí)現(xiàn)了平行投影的準(zhǔn)確定位，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件上不規(guī)則表面的精準(zhǔn)定位，定位精度高，且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，同時(shí)解決了精確對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)面和平行投影兩個(gè)問題，適合各類型零件表面的準(zhǔn)確定位。
[0034]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中，支撐平臺(tái)10包括連接塊12，連接塊12設(shè)有至少三個(gè)與連接塊12鉸接的支撐腳13，每個(gè)支撐腳13均設(shè)有用于調(diào)節(jié)打開角度及鎖緊至連接塊12的限位塊14。本實(shí)施例中，連接塊12連接有三個(gè)支撐腳13，每個(gè)支撐腳13均經(jīng)一根轉(zhuǎn)軸鉸接于連接塊12，支撐腳13與連接塊12之間可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)節(jié)支撐腳13的打開角度，其中，限位塊14為“L”形，較長的一端連接與支撐腳13的一端并可以與支撐腳13之間相對(duì)滑動(dòng)，限位塊14較短的一端抵靠并固定在連接塊12上，各限位塊14實(shí)現(xiàn)支撐腳13與連接塊12之間的鎖緊定位。優(yōu)選地，各支撐腳13由至少兩端套接而成，以自由調(diào)節(jié)長度，在調(diào)節(jié)支撐腳13的長度時(shí)，只需將套接部位的鎖緊環(huán)擰緊即可固定長度，從而實(shí)現(xiàn)支撐平臺(tái)10的高度的快捷調(diào)節(jié)。
[0035]優(yōu)選地，連接塊12在各限位塊14對(duì)應(yīng)處設(shè)有至少兩個(gè)用于固定限位塊14的卡槽，以供限位塊14的較短的一端抵靠，使得支撐腳13可選擇至少兩個(gè)固定角度連接至連接塊12。
[0036]本實(shí)施例中，升降機(jī)構(gòu)20包括:延伸出支撐平臺(tái)10外部的升降調(diào)節(jié)桿21，升降調(diào)節(jié)桿21經(jīng)嚙合齒輪連接有驅(qū)動(dòng)主軸11做升降運(yùn)動(dòng)的限位臺(tái)22。本實(shí)施例中，主軸11從連接塊12的中心孔穿過，主軸11與限位臺(tái)22嚙合的部位設(shè)有連續(xù)的齒槽以及導(dǎo)引槽，從而便于升降。在其他實(shí)施例中，升降調(diào)節(jié)桿21與限位臺(tái)22之間采用渦輪-蝸桿的驅(qū)動(dòng)方式，渦輪-蝸桿結(jié)構(gòu)將升降調(diào)節(jié)桿21的水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為限位臺(tái)22沿垂直方向上的升降運(yùn)動(dòng)，主軸11從限位臺(tái)22的中間穿過，限位臺(tái)22通過連接機(jī)構(gòu)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)主軸11沿垂直方向上做升降運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，升降調(diào)節(jié)桿21與限位臺(tái)22之間設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)包括彈性元件，鎖緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)將升降調(diào)節(jié)桿21鎖緊于限位臺(tái)22，使得限位臺(tái)22不會(huì)在重力的作用下沿主軸11下降。
[0037]優(yōu)選地，為了保證支撐平臺(tái)10處于水平狀態(tài)，主軸11的下端設(shè)有掛鉤，該掛鉤通過懸掛重物以增強(qiáng)支撐平臺(tái)10的整體平穩(wěn)性，主軸11的上端設(shè)有水平泡15，水平泡15用于檢測支撐平臺(tái)10是否水平。
[0038]本實(shí)施例中，第一軸機(jī)構(gòu)30沿圖1所示的Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第二軸機(jī)構(gòu)40沿圖1所示的Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第三軸機(jī)構(gòu)50沿圖1所示的X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0039]本實(shí)施例中，第一軸機(jī)構(gòu)30包括:轉(zhuǎn)盤31，轉(zhuǎn)盤31包括與主軸11固接的下盤體311和繞主軸11轉(zhuǎn)動(dòng)的上盤體312，上盤體312之上設(shè)有立桿32，立桿32垂直于上盤體312并向上延伸，第二軸機(jī)構(gòu)40與立桿32連接。通過轉(zhuǎn)動(dòng)上盤體312,進(jìn)而帶動(dòng)立桿32轉(zhuǎn)動(dòng),立桿32帶動(dòng)第二軸機(jī)構(gòu)40轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0040]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)盤31的轉(zhuǎn)動(dòng)可以采用手動(dòng)調(diào)節(jié)或者自動(dòng)調(diào)節(jié)，在手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，下盤體311與上盤體312之間設(shè)有用于鎖緊上盤體312的螺栓，以實(shí)現(xiàn)上盤體312的轉(zhuǎn)動(dòng)定位；在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，在下盤體311與上盤體312之間設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)上盤體312轉(zhuǎn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)。優(yōu)選地，第一步進(jìn)電機(jī)的控制器采用圖像識(shí)別進(jìn)行伺服控制，以自動(dòng)調(diào)節(jié)上盤體312的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0041]本實(shí)施例中，第二軸機(jī)構(gòu)40包括:繞立桿32轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)接塊41，其中，優(yōu)選地，轉(zhuǎn)接塊41為“U”形，立桿32固定連接有襯套43，轉(zhuǎn)接塊41通過貫穿襯套43的樞轉(zhuǎn)軸繞襯套43轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，轉(zhuǎn)接塊41與樞轉(zhuǎn)軸經(jīng)鎖緊螺母44連接，以防止轉(zhuǎn)接塊41滑出。
[0042]本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接塊41的轉(zhuǎn)動(dòng)可以采用手動(dòng)調(diào)節(jié)或者自動(dòng)調(diào)節(jié)，在手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)接塊41設(shè)有用于鎖緊轉(zhuǎn)接塊41的第一調(diào)節(jié)部42，其中，第一調(diào)節(jié)部42為調(diào)節(jié)手柄，調(diào)節(jié)手柄可以鎖緊轉(zhuǎn)接塊41使其不能繞樞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，松開調(diào)節(jié)手柄即可。在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)接塊41設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接塊41轉(zhuǎn)動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)。優(yōu)選地，第二步進(jìn)電機(jī)的控制器采用圖像識(shí)別進(jìn)行伺服控制，以自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)接塊41的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0043]本實(shí)施例中，第三軸機(jī)構(gòu)50包括:用于夾持第一激光頭60的夾具51，夾具51與轉(zhuǎn)接塊41轉(zhuǎn)動(dòng)連接。其中，轉(zhuǎn)接塊41的端部沿X軸方向延伸有聯(lián)接軸，夾具51轉(zhuǎn)動(dòng)連接于聯(lián)接軸上，夾具51繞X軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，第一激光頭60的出射方向與X軸重合。
[0044]本實(shí)施例中，夾具51的轉(zhuǎn)動(dòng)可以采用手動(dòng)調(diào)節(jié)或者自動(dòng)調(diào)節(jié)，在手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，夾具51設(shè)有用于鎖緊夾具51的第二調(diào)節(jié)部52，其中，第二調(diào)節(jié)部52為調(diào)節(jié)手柄，調(diào)節(jié)手柄可以鎖緊夾具51使其不能繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，松開調(diào)節(jié)手柄即可。在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，夾具51設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)夾具51轉(zhuǎn)動(dòng)的第三步進(jìn)電機(jī)。優(yōu)選地，第三步進(jìn)電機(jī)的控制器采用圖像識(shí)別進(jìn)行伺服控制，以自動(dòng)調(diào)節(jié)夾具51的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0045]本實(shí)施例中，標(biāo)尺機(jī)構(gòu)80包括沿主軸11的軸線方向設(shè)置的第一標(biāo)尺81，第一標(biāo)尺81的一端連接第一激光頭60,另一端經(jīng)保持架82連接與第一標(biāo)尺81垂直的第二標(biāo)尺83,第二激光頭70設(shè)于第二標(biāo)尺83上，其中，保持架82可以調(diào)節(jié)第一標(biāo)尺81和第二標(biāo)尺83的相對(duì)位置并通過螺栓鎖緊定位。
[0046]下面以在零件的表面準(zhǔn)確粘貼應(yīng)變片來說明本發(fā)明的激光定位方法，該激光定位方法采用上述實(shí)施例的激光定位裝置，包括以下步驟:
[0047]選擇零件上的基準(zhǔn)平面，基準(zhǔn)平面通過三點(diǎn)定位；參照?qǐng)D2，零件90的基準(zhǔn)平面通過A、B、C三點(diǎn)定位。
[0048]通過第一軸機(jī)構(gòu)30、第二軸機(jī)構(gòu)40及第三軸機(jī)構(gòu)50的配合，使得第一激光頭60的出射第一“十”字形光束的“一”字線L同時(shí)通過基準(zhǔn)平面上的三個(gè)定位點(diǎn)A、B、C。本實(shí)施例的調(diào)節(jié)方法如下:
[0049]通過調(diào)節(jié)支撐腳13的長度，和限位塊14控制角度以固定支撐平臺(tái)10，使得鎖緊螺母44的位置能大概處于零件基準(zhǔn)平面的空間延伸區(qū)域，同時(shí)保證水平泡15水平；
[0050]通過調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)20、第一軸機(jī)構(gòu)30、第二軸機(jī)構(gòu)40使得第一激光頭60射出光束在零件90表面的第一 “十”字形光束中心點(diǎn)O能對(duì)準(zhǔn)定位點(diǎn)A ；
[0051]轉(zhuǎn)動(dòng)第三軸機(jī)構(gòu)50使得第一“十”字形光束的“一”字線L能通過定位點(diǎn)A和定位點(diǎn)B。此時(shí)光束確定的平面為面a。例如，定位點(diǎn)C位于“一”字線L上方，說明需將第一激光頭60的出射位置向下移動(dòng)，同時(shí)將仰角增大，反之亦反。此時(shí)調(diào)節(jié)第二軸機(jī)構(gòu)40使第一激光頭60的仰角增大，使得“一”字線L到定位點(diǎn)B和定位點(diǎn)C之間一半的位置；然后調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)桿21，使得第一“十”字形光束中心點(diǎn)O重新對(duì)準(zhǔn)定位點(diǎn)A ;最后將第三軸機(jī)構(gòu)50旋轉(zhuǎn)至“一”字線L通過定位點(diǎn)B，此時(shí)“一”字線L確定的平面為面α ’，如圖2所示；
[0052]如果定位點(diǎn)C位于“一”字線L上方，則重復(fù)調(diào)節(jié)2?3次，直至第一激光頭60發(fā)出的第一“十”字形光束的“一”字線L同時(shí)通過定位點(diǎn)Α、定位點(diǎn)B、定位點(diǎn)C。此時(shí)激光束通過的平面即為基準(zhǔn)平面，如圖3所示。
[0053]調(diào)節(jié)第二激光頭70與第一激光頭60之間沿橫向的垂直距離LI和沿縱向的垂直距離L2，通過第二激光頭70照射到零件90表面的“十”字形光束的交叉點(diǎn)O’，該交叉點(diǎn)O’即為應(yīng)變計(jì)的粘貼位置，以準(zhǔn)確定位距離基準(zhǔn)平面預(yù)設(shè)距離的定位點(diǎn)。
[0054]采用本實(shí)施例的激光定位方法，適用于在各類型零件表面的應(yīng)變計(jì)粘貼位置的定位，避免了定位誤差導(dǎo)致的應(yīng)變計(jì)粘貼不準(zhǔn)確導(dǎo)致的測試結(jié)果的波動(dòng)，為航空鑄造部件的可靠性試驗(yàn)提供了準(zhǔn)確的零件表面位置定位手段。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光定位裝置，其特征在于，包括支撐平臺(tái)(10)，所述支撐平臺(tái)(10)經(jīng)升降機(jī)構(gòu)(20)連接有在所述升降機(jī)構(gòu)(20)的驅(qū)動(dòng)下做升降運(yùn)動(dòng)的主軸(11)； 所述主軸(11)的上端設(shè)有繞所述主軸(11)可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第一軸機(jī)構(gòu)(30)； 所述第一軸機(jī)構(gòu)(30)連接有可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第二軸機(jī)構(gòu)(40)，所述第二軸機(jī)構(gòu)(40)連接有可調(diào)節(jié)地轉(zhuǎn)動(dòng)的第三軸機(jī)構(gòu)(50)，所述第二軸機(jī)構(gòu)(40)的旋轉(zhuǎn)軸線和所述第三軸機(jī)構(gòu)(50)的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直且均與所述主軸(11)的軸線垂直； 所述第三軸機(jī)構(gòu)(50)連接有用于出射第一“十”字形光束的第一激光頭(60)，所述第一激光頭(60)經(jīng)標(biāo)尺機(jī)構(gòu)(80)連接有用于出射平行于所述第一“十”字形光束的第二“十”字形光束的第二激光頭(70)，所述標(biāo)尺機(jī)構(gòu)(80)用于標(biāo)識(shí)所述第一激光頭(60)與所述第二激光頭(70)之間沿橫向的垂直距離和沿縱向的垂直距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述升降機(jī)構(gòu)(20)包括:延伸出所述支撐平臺(tái)(10)外部的升降調(diào)節(jié)桿(21)，所述升降調(diào)節(jié)桿(21)經(jīng)嚙合齒輪連接有驅(qū)動(dòng)所述主軸(11)做升降運(yùn)動(dòng)的限位臺(tái)(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述第一軸機(jī)構(gòu)(30)包括:轉(zhuǎn)盤(31)，所述轉(zhuǎn)盤(31)包括與所述主軸(11)固接的下盤體(311)和繞所述主軸(11)轉(zhuǎn)動(dòng)的上盤體(312)，所述上盤體(312)之上設(shè)有立桿 (32)，所述立桿(32)垂直于所述上盤體(312)并向上延伸，所述第二軸機(jī)構(gòu)(40)與所述立桿(32)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述下盤體(311)與所述上盤體(312)之間設(shè)有用于鎖緊所述上盤體(312)的螺栓或者所述用于驅(qū)動(dòng)所述上盤體(312)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或者4所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述第二軸機(jī)構(gòu)(40)包括:繞所述立桿(32)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)接塊(41)，所述轉(zhuǎn)接塊(41)設(shè)有用于鎖緊所述轉(zhuǎn)接塊(41)的第一調(diào)節(jié)部(42)或者用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)接塊(41)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二步進(jìn)電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述第三軸機(jī)構(gòu)(50)包括:用于夾持所述第一激光頭(60)的夾具(51)，所述夾具(51)與所述轉(zhuǎn)接塊(41)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一激光頭(60)的出射方向與所述第三軸機(jī)構(gòu)(50)的旋轉(zhuǎn)軸線重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述夾具(51)設(shè)有用于鎖緊所述夾具(51)的第二調(diào)節(jié)部(52)或者用于驅(qū)動(dòng)所述夾具(51)轉(zhuǎn)動(dòng)的第三步進(jìn)電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述標(biāo)尺機(jī)構(gòu)(80)包括沿所述主軸(11)的軸線方向設(shè)置的第一標(biāo)尺(81)，所述第一標(biāo)尺(81)的一端連接所述第一激光頭(60)，另一端經(jīng)保持架(82)連接與所述第一標(biāo)尺(81)垂直的第二標(biāo)尺(83)，所述第二激光頭(70)設(shè)于所述第二標(biāo)尺(83)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光定位裝置，其特征在于， 所述支撐平臺(tái)(10)包括連接塊(12)，所述連接塊(12)設(shè)有至少三個(gè)與所述連接塊(12)鉸接的支撐腳(13)，每個(gè)所述支撐腳(13)均設(shè)有用于調(diào)節(jié)打開角度及鎖緊至所述連接塊(12)的限位塊(14)。
10.一種激光定位方法，用于在零件(90)的表面準(zhǔn)確定位，其特征在于，應(yīng)用權(quán)利要求1至9任一所述的激光定位裝置，包括以下步驟: 選擇零件(90)上的基準(zhǔn)平面，所述基準(zhǔn)平面通過三點(diǎn)定位； 通過第一軸機(jī)構(gòu)(30)、第二軸機(jī)構(gòu)(40)及第三軸機(jī)構(gòu)(50)的配合，使得第一激光頭(60)的出射第一“十”字形光束的“一”字線同時(shí)通過所述基準(zhǔn)平面上的三個(gè)定位點(diǎn)； 調(diào)節(jié)第二激光頭(70)與所述第一激光頭(60)之間沿橫向的垂直距離和沿縱向的垂直距離，通過所述第二激光頭(70)照射到所述零件(90)表面的“十”字形光束的交叉點(diǎn)以準(zhǔn)確定位距離所述基準(zhǔn)平面預(yù)設(shè)距離的定位點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK104075658SQ201410282826
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】文華, 郭天才, 廖學(xué)軍, 付亞斌, 蘇楠陽 申請(qǐng)人:中國航空動(dòng)力機(jī)械研究所