[实用新型]一种基于平面旋转激光的位置测量系统

说明书

一种基于平面旋转激光的位置测量系统，属于测量技术领域。是由数据采集装置、光敏传感器、数控装置和计算机终端组成的。该测量装置用两个编码器电机带动两个平面激光器不断扫描，通过光敏传感器接收激光器的光信号，当接收到光信号时，光敏传感器将数据采集指令发送给计算机终端，此时计算机终端采集数据采集装置发来的信息，再进一步计算出其具体位置，实现数控装置在固定平面内运动时的实时位置测量，测量过程中一直进行高速的激光扫描，使得测得的位置信息实时性较好，且使用时，测量过程操作方便，采用高精度的编码器电机作为测量器件，测量的数据精度较高。

技术领域

本实用新型涉及一种基于平面旋转激光的位置测量系统，具体地说是一种机器人、机床等机械装备末端位置实时测量系统和测量方法，属于测量技术领域。

背景技术

随着科技的发展，对机械设备在运动时的准确定位、速度和加速度的大小有严格的要求，在实际工程中，经常需要实时测量装备末端或执行端的位置、速度和加速度，以提高设备的运动及加工精度。目前主要的测量方法包括：激光跟踪仪、多激光位移测量法和摄像跟踪等方法。激光跟踪仪的成本高，易用性差，而包括多激光位移测量法在内的其他方法存在着易受空间限制，现场实用性差，实现难度大等问题。

发明内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种基于平面旋转激光的位置测量系统，是一种基于双平面旋转激光的实时测量系统和测量方法，具有成本低，使用方便等特点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于平面旋转激光的位置测量系统，是由数据采集装置、光敏传感器、数控装置和计算机终端组成的，所述的光敏传感器固定到所述的数控装置的末端执行器的适当位置，并通过数据线与计算机终端连接，所述的数据采集装置通过供电线提供电力，所述的数据采集装置通过数据线与计算机终端连接。

所述的数据采集装置是由装置基座、编码器电机固定支架、平面激光器、编码器电机和数据采集卡组成的，所述的编码器电机固定支架的下端固定在所述的装置基座上，所述的编码器电机固定到所述的编码器电机固定支架上，所述的平面激光器与所述的编码器电机的电机轴连接，使得所述的编码器电机能够带动所述的平面激光器旋转，所述的编码器电机固定支架、编码器电机和平面激光器有两个，以一定的间距对称分布在所述的装置基座上，所述的编码器电机的数据线连接到所述的数据采集卡上，所述的编码器电机和平面激光器通过供电线提供电力，所述的数据采集卡固定到所述的装置基座的适当位置，所述的数据采集卡的输出信号线与计算机终端连接。

所述的平面激光器是由激光器主体、激光发射孔和安装孔组成的，所述的平面激光器为圆盘状，能够发射沿其圆盘轴线方向的平面型激光,通过所述的编码器电机带动所述的平面激光器旋转，可以实现三维空间内的激光扫描。

一种基于平面旋转激光的位置测量方法，具体步骤如下：

a.将数据采集装置放置在数控装置周围不影响其工作的合理位置处，通过供电线给平面激光器及编码器电机供电，并检测平面激光器及编码器电机是否正常；

b.将光敏传感器固定到数控装置的末端执行器上的合理位置处，并确保光敏传感器安装在平面激光器的扫描范围之内，将所述的光敏传感器的数据线与计算机终端连接，通过数据线将数据采集装置与计算机终端连接；

c.操控数控装置运动到同一平面内的两个确定的位置，分别测得在数控装置基坐标系下这两个固定位置的坐标值，编码器电机带动平面激光器旋转，进行竖直面内的激光扫描，当光敏传感器接收到激光信号时，通过数据线给计算机终端发送信息采集指令，此时计算机终端记录下数据采集装置发来的两个位置处的编码器电机的数据信息；

d.两个平面激光器中心轴之间的距离在装配时已经测得，通过计算机终端处理两个编码器电机的数据可以得到相应的旋转角度，即由两个平面激光器的中心点和光敏传感器中心所组成的三角形的两个角和两角的夹边已经确定；