[发明专利]一种基于光电传感的管壳件外径测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，包括：

电动转台(101)，所述电动转台(101)放置于测量平台上，用于支撑整个测量装置；所述电动转台（101）上固定有支撑梁(103)，所述电动转台（101）为支撑梁(103)提供轴向旋转的驱动力，所述支撑梁(103)的轴心线垂直于所述测量平台；

还包括与所述支撑梁（103）相垂直的直线导轨(110)，所述直线导轨(110)上连接有激光位移传感器(120)，所述激光位移传感器(120)悬挂在直线导轨(110)上；

被测量管壳件(104)套装于所述支撑梁(103)外部，所述激光位移传感器(120)位于所述被测量管壳件(104)的外侧，在所述电动转台（101）的驱动下，所述激光位移传感器(120)以所述支撑梁(103)轴旋转，使激光发射于所述被测量管壳件(104)外表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述直线导轨(110)上设有移动滑块(113)，所述移动滑块(113)上连接激光位移传感器(120)；所述直线导轨(110)上固定有标尺光栅(111)，所述标尺光栅(111)上设有光栅读数头(112)，所述光栅读数头(112)与移动滑块(113)固连，通过所述光栅尺光栅读数头(112)的读数确定所述激光位移传感器(120) 与支撑梁(103)之间距离。

3.根据权利要求2所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述移动滑块(113)通过驱动器组件与所述激光位移传感器(120)固接，所述驱动组件包括驱动器连接块(115)和直线驱动器定子(116)，所述直线驱动器定子(116)的轴心线垂直于直线导轨(110)；直线驱动器动子(117)通过传感器连接块(118)与激光位移传感器(120)固连。

4.根据权利要求2所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述电动转台转子(102)的转动中心线、支撑梁(103)的轴心线、直线导轨(110)的轴心线和直线驱动器动子的轴心线共面。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述直线导轨(110)通过导轨连接块(108)连接在所述支撑梁(103)的末端，所述导轨连接块(108)与所述支撑梁(103)铰接；所述支撑梁(103)末端固定有水平限位块(105)和竖直限位块(107)，所述水平限位块（105）位于所述导轨连接块(108)水平状态时的下方，所述竖直限位块（107）位于所述导轨连接块(108)竖直状态时的左侧，分别为所述导轨连接块(108)提供水平位置和竖直位置的限位支撑。

6.根据权利要求5所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述导轨连接块(108)上设有连接块锁紧件(109)，所述连接块锁紧件(109)用于将所述导轨连接块固定在其当前位置。

7.根据权利要求5所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述移动滑块(113)上设有滑块锁紧件(114)，所述滑块锁紧件(114)用于将所述移动滑块(113)固定在其当前位置。

8.根据权利要求5所述的一种基于光电传感的管壳件外径测量装置，其特征在于，所述激光位移传感器(120)为漫反射型激光位移传感器。

9.根据权利要求5所述一种基于光电传感的管壳件外径测量装置的管壳件外径测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

步骤一，将所述导轨连接块(108)逆时针旋转至直线导轨(110)的轴心线垂直于水平面并锁紧导轨连接块(108)，将被测量管壳件(104)套在所述测量装置外，再将被测量管壳件(104)自上而下放置在测量平台上；

步骤二，将所述导轨连接块(108)顺时针旋转至直线导轨(110)的轴心线平行于水平面并锁紧导轨连接块(108)，根据被测量管壳件(104)的外直径调节移动滑块(113)的位置，锁紧移动滑块(113)，调节直线驱动器动子(117)进给量，控制激光位移传感器(120)处于设定的高度；

步骤三，启动所述电动转台(101)，电动转台转子(102)带动激光位移传感器(120)作360°的周向步进式旋转，每旋转一个步进角度θ，得到激光发射端面(119)到被测量管壳件(104)表面的距离D_n；

步骤四，根据所述光栅尺光栅读数头(112)的读数，及在光栅尺轴线方向上转台(101)旋转中心到光栅尺（111）零刻度位置的距离及激光发射端面(119)到光栅读数头(112)的距离，计算出激光位移传感器(120)的激光发射端面(119)到电动转台转子(102)的转动中心线的距离D；以电动转台转子(102)的旋转中心为坐标系原点，起始旋转角度设为0，旋转第n个步进角度θ得到的被测量管壳件(104)的表面点的极坐标为(nθ, D-D_n)；

步骤四，所述电动转台转子(102)旋转一周得到(360/θ+1)个测量数据，将(360/θ+1)个测量数据转换为极坐标系坐标点，将全部极坐标系坐标点连线，显示出被测量管壳件(104)的外轮廓图，即可得到所述被测量管壳件(104)的外径。