一種雷射衍射對刀檢測儀的製作方法

2023-05-15 12:14:07

本實用新型屬於超精密對刀檢測領域，具體涉及一種雷射衍射對刀檢測儀。

背景技術：

零件加工過程中的對刀與刀具磨損的檢測是精密加工研究領域的一個重要研究方向，對刀的精度與刀具的磨損都直接影響到了被加工工件的精度。國內外對對刀與刀具的磨損檢測方法主要分為：離線檢測和在線檢測。離線檢測方法大都是通過刀具預調測量儀來完成的。目前，刀具預調測量儀的對刀測量精度已經達到了微米級，對於一些精度要求極為苛刻的儀器來說，微米級的精度已經滿足不了一些超精密儀器的要求，而這類設備往往受到國外的技術封鎖或者形成了價格壟斷。在線檢測方法又可以分為：光電檢測和雷射衍射檢測。已有的超精密工具機光電式在線對刀檢測裝置只能檢測出刀具刀刃尺寸以及相對工具機的坐標，但是相對於工件表面的坐標關係無法獲得，仍需採用肉眼識別或試切加工的方法確定精加工基準。這種情況對於一些在工件原始表面的加工需求來說無法滿足，例如光柵機械刻劃加工。而目前光柵機械刻划過程中的對刀大多採用多次試刻和觀測劃痕的方法進行對刀檢測，並沒有專門的檢測儀器。因此急需一種新穎、專門的在線對刀儀器實現超精密加工過程中刀具相對於工件原始表面的對刀(對刀距離、刀具幾何尺寸、刀具偏角、刀具磨損等)檢測。本方面內容可以在不破壞材料表面的情況下，利用雷射衍射效應，檢測出刀具相對於工件之間的距離及刀具的幾何參數信息，具有簡單方便、成本低、精度高等特點。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了克服上述問題，提供一種雷射衍射對刀檢測儀。

本實用新型一種雷射衍射對刀檢測儀，包括支撐結構、彎管結構、檢測結構；所述支撐結構與彎管結構通過螺栓連接，可以實現整個裝置的升高降低，彎管結構與檢測結構通過螺紋連接，可以調節檢測裝置的水平和垂直角度。

本實用新型所述支撐結構包括：方形支架、方形固定塊、底座支架、齒條Ⅰ、升降副、緊固螺栓Ⅰ、齒輪軸Ⅰ、固定底座。固定底座與工作檯通過螺栓固定為雷射衍射對刀檢測儀提供支撐平臺，底座支架與固定底座通過焊接固定，齒條Ⅰ與底座支架通過螺栓連接，升降副與齒條Ⅰ通過緊固螺栓Ⅰ固定，齒輪軸Ⅰ與升降副間隙配合，通過齒輪軸Ⅰ實現齒輪與齒條Ⅰ的嚙合從而調整升降副的升高和降低，方形支架與升降副通過螺絲固定，方形固定塊與方形支架通過焊接固定。

本實用新型所述彎管結構包括：緊固螺栓Ⅱ、法蘭Ⅰ、轉臺Ⅰ、彎管、法蘭Ⅱ、轉臺Ⅱ、緊固螺栓Ⅲ。轉臺Ⅱ與方形固定塊通過螺栓連接，法蘭Ⅱ與轉臺Ⅱ通過螺絲連接，彎管與法蘭Ⅱ通過螺栓連接並通過緊固螺栓Ⅲ鎖死，緊固螺栓Ⅲ與轉臺Ⅱ通過螺紋連接，通過緊固螺栓鬆緊可以實現彎管在水平位置的任意角度旋轉，轉臺Ⅰ與彎管通過螺栓連接，法蘭Ⅰ與轉臺Ⅰ通過螺栓連接，緊固螺栓Ⅱ與轉臺Ⅰ通過螺紋連接。

本實用新型所述檢測結構包括：雷射器、雷射器套筒、狹縫寬度調整螺栓、滑塊Ⅰ、狹縫擋塊、滑塊Ⅱ、位置調整螺栓、傅立葉透鏡、CCD相機、CCD安裝箱、齒輪軸Ⅱ、滑塊Ⅲ、橫架、伸縮臂、齒條Ⅱ、齒輪、連接杆。雷射器套筒將雷射器通過螺栓固定在橫架上，狹縫寬度調整螺栓與滑塊Ⅱ通過螺紋連接，滑塊Ⅰ與狹縫擋塊焊接固定，狹縫寬度調整螺栓可調整狹縫的寬度，狹縫擋塊在滑塊Ⅱ上具有線性自由度，位置調整螺栓與滑塊Ⅰ通過螺紋連接，可以調整狹縫與雷射器之間的距離，傅立葉透鏡與CCD相機通過過盈配合，CCD相機與CCD安裝箱間隙配合，CCD安裝箱與齒條Ⅱ通過螺栓連接，齒輪軸Ⅱ與滑塊Ⅲ間隙配合，滑塊Ⅲ與橫架通過螺栓連接，橫架與連接杆通過伸縮臂螺栓固定，齒條Ⅱ與齒輪嚙合，齒輪與齒輪軸Ⅱ過盈配合，連接杆與法蘭Ⅰ通過螺栓連接並通過緊固螺栓Ⅱ鎖死，通過齒輪軸Ⅱ帶動CCD相機移動，調整CCD相機與狹縫擋塊的距離。

本實用新型具有以下有益效果：

整個裝置的安裝固定操作簡單方便。檢測過程中，檢測裝置的高度可調，水平角度可調，豎直角度可調，從而可實現空間中任意位置、任意角度的測量。由於其具有很大的使用靈活性，因此大大提高了整個檢測流程的效率，而且檢測結果更具有準確性和可信度。

附圖說明

圖1為本實用新型雷射衍射對刀裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型支撐結構的結構示意圖。

圖3為本實用新型彎管結構的示意圖。

圖4為本實用新型檢測結構示意圖。

圖5為圖4中衍射接收部分結構圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

參閱圖1至圖4，本實施方式的一種雷射衍射對刀檢測儀，該裝置包括：支撐結構1、彎管結構2、檢測結構3，所述支撐結構1與彎管結構2通過螺栓連接，可以實現整個裝置的升高降低，彎管結構2與檢測結構3通過螺紋連接，可以調節檢測裝置的水平和垂直角度。

參閱圖2，所述支撐結構1包括：方形支架101、方形固定塊102、底座支架103、齒條Ⅰ104、升降副105、緊固螺栓Ⅰ106、齒輪軸Ⅰ107、固定底座108。固定底座108與工作檯通過螺栓固定為雷射衍射對刀檢測儀提供支撐平臺，底座支架103與固定底座108通過焊接固定，齒條Ⅰ104與底座支架103通過螺栓連接，升降副105與齒條Ⅰ104通過緊固螺栓Ⅰ106固定，齒輪軸Ⅰ107與升降副105間隙配合，通過齒輪軸Ⅰ107實現齒輪與齒條Ⅰ104的嚙合從而調整升降副105的升高和降低，方形支架101與升降副105通過螺絲固定，方形固定塊102與方形支架101通過焊接固定。

參閱圖3，所述彎管結構2包括：緊固螺栓Ⅱ201、法蘭Ⅰ202、轉臺Ⅰ203、彎管204、法蘭Ⅱ205、轉臺Ⅱ206、緊固螺栓Ⅲ207。轉臺Ⅱ206與方形固定塊102通過螺栓連接，法蘭Ⅱ205與轉臺Ⅱ206通過螺絲連接，彎管204與法蘭Ⅱ205通過螺栓連接並通過緊固螺栓Ⅲ207鎖死，緊固螺栓Ⅲ207與轉臺Ⅱ206通過螺紋連接，通過緊固螺栓207鬆緊可以實現彎管204在水平位置的任意角度旋轉，轉臺Ⅰ203與彎管204通過螺栓連接，法蘭Ⅰ202與轉臺Ⅰ203通過螺栓連接，緊固螺栓Ⅱ201與轉臺Ⅰ203通過螺紋連接。

參閱圖4和圖5，所述檢測結構3包括：雷射器301、雷射器套筒302、狹縫寬度調整螺栓303、滑塊Ⅰ304、狹縫擋塊305、滑塊Ⅱ306、位置調整螺栓307、傅立葉透鏡308、CCD相機309、CCD安裝箱310、齒輪軸Ⅱ311、滑塊Ⅲ312、橫架313、伸縮臂314、齒條Ⅱ315、齒輪316、連接杆317。雷射器套筒302將雷射器301通過螺栓固定在橫架313上，狹縫寬度調整螺栓303與滑塊Ⅱ306通過螺紋連接，滑塊Ⅰ304與狹縫擋塊305焊接固定，狹縫寬度調整螺栓303可調整狹縫的寬度，狹縫擋塊305在滑塊Ⅱ306上具有線性自由度，位置調整螺栓307與滑塊Ⅰ304通過螺紋連接，可以調整狹縫與雷射器301之間的距離，傅立葉透鏡308與CCD相機309通過過盈配合，CCD相機309與CCD安裝箱310間隙配合，CCD安裝箱310與齒條Ⅱ315通過螺栓連接，齒輪軸Ⅱ311與滑塊Ⅲ312間隙配合，滑塊Ⅲ312與橫架313通過螺栓連接，橫架313與連接杆317通過伸縮臂314螺栓固定，齒條Ⅱ315與齒輪316嚙合，齒輪316與齒輪軸Ⅱ311過盈配合，連接杆317與法蘭Ⅰ202通過螺栓連接並通過緊固螺栓Ⅱ201鎖死，通過齒輪軸Ⅱ311帶動CCD相機309移動，調整CCD相機309與狹縫擋塊305的距離。

本具體實施，使用時，通過調整伸縮臂314與橫架313之間的距離，將檢測結構3中雷射器301與CCD相機309放置於刀架兩側，並將固定底座108固定於光柵刻劃機的適當位置，轉動轉臺Ⅱ206與轉臺Ⅰ203到合適的角度後，通過旋轉緊固螺栓Ⅱ201與緊固螺栓Ⅲ207將彎管2的角度及橫架3的角度固定，再次調整伸縮臂314與橫架313之間的距離，使雷射器301與CCD相機309之間的距離合適，調整狹縫擋塊305使之與刀具之間的形成微小的距離，打開雷射器301，調整位置調整螺栓307直到在電腦上觀測到清晰的莫爾條紋

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。