[发明专利]一种基于激光位移测距的便携式表面缺陷检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于激光位移测距的便携式表面缺陷检测装置及方法，所述x轴测量机构包括：本体，本体前端设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠一端与本体一侧的伺服电机相连接；所述y轴测量机构包括：安装座，安装座上设置有伸缩台，伸缩台最末级安装有激光位移传感器，所述伸缩台上设置有伸缩量刻度；安装座后端与滚珠丝杠上的滚珠座相连接；所述本体下方设置有左支撑架、右支撑架。本发明检测装置组件构成简单，携带和使用方便，可实现深度和形貌轮廓的检测，相对于传统测量工具和精密测量仪器，自动化程度高、成本低、功能齐全。

技术领域

本发明涉及一种基于激光位移测距的便携式表面缺陷检测装置及方法，属于激光测量技术领域。

背景技术

激光位移传感器能够利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点实现无接触远距离测量，利用激光的这些优点可以使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高，也为非接触测量提供了有效方法。

目前，关于磨损、腐蚀、划痕等缺陷的深度数据测量多采用数显式凹坑深度测量仪或百分表、游标卡尺、深度尺等传统的测量工具，对缺陷进行接触式测量，一方面影响检测精度，另一方面划伤工件损害设备，且无法得到缺陷的轮廓形貌。

现有技术方案中还存在如下不足：

（1）采用游标卡尺或者凹坑仪的进行测量，能获得缺陷深度数据，但无法获得缺陷轮廓数据，接触式测量影响检测精度；采用三维形貌分析仪进行测试时，只能获得小样块的缺陷三维形貌数据，且扫描速度较慢、价格昂贵、有环境条件要求限制，无法实现现场应用；

（2）采用百分表对工件表面进行接触式缺陷深度检测，测量精度不足，并且不能得到缺陷轮廓形貌，操作复杂；

（3）采用激光装置扫描，虽然具备较高的缺陷检测能力，但是设备极其昂贵，仅能在实验室条件下测试小型样块，不具备现场工况条件下的工件缺陷检测能力。

可见，针对上述不足，开发出一种便携式、非接触、高精度的表面缺陷检测装置及方法，对于检测领域具有重要意义。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于激光位移测距的便携式表面缺陷检测装置及方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于激光位移测距原理的便携式表面缺陷检测装置，包括：x轴测量机构，y轴测量机构，所述x轴测量机构包括：本体，本体前端设置有滚珠丝杠，滚珠丝杠一端与本体一侧的伺服电机相连接；所述y轴测量机构包括：安装座，安装座上设置有伸缩台，伸缩台最末级安装有激光位移传感器，所述伸缩台上设置有伸缩量刻度；安装座后端与滚珠丝杠上的滚珠座相连接；所述本体下方设置有左支撑架、右支撑架。

作为优选方案，所述安装座顶部设置有定位块，本体顶部设置有左限位组件、右限位组件，当定位块分别与左限位组件、右限位组件接触时，滚珠座停止向原方向移动。

作为优选方案，所述激光位移传感器通过线缆与集线器相连接，集线器电源输入端通过电源转换器与电源相连接，集线器信号传输端与上位机相连接。

作为优选方案，所述伺服电机、左限位组件、右限位组件分别通过线缆与集线器相连接，集线器电源输入端通过电源转换器与电源相连接，集线器信号传输端与上位机相连接。

一种基于激光位移测距的便携式表面缺陷检测方法，具体步骤如下：

Step1：将测量工件置于激光位移传感器测量范围，根据工件表面缺陷位置建立空间直角坐标系，滚珠丝杠移动数据作为X轴，激光位移传感器测量数据作为Z轴，伸缩台升起数据作为Y轴；

Step2：对激光位移传感器进行校零，确定工件表面基准平面；

Step3：驱动伺服电机工作，滚珠丝杠上安装座带动激光位移传感器在本体上一次位移，获得缺陷数据，记作（X0，Y0，Z0）；