一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备及方法

1.本发明属于打磨测量技术领域，具体涉及一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备及方法。


背景技术：

2.现有的三维球坐标光学检测装置一般多用于实验室，通过实验来使学生了解并对三维球体进行光学检测测量使用，现有三维球包括标准的球体件检测，以及椭圆形球体件检测，还有扁平状的球体件检测，在这些球体进行加工的时候，往往需要复杂的厚度测量，来帮助其打磨加工使用；但现有的厚度测量均是人工处理检测，十分麻烦，其夹具无法配合检测装置检测夹持，不易于检测人员操作，给使用者带来了使用烦恼。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，包括安装架体，所述安装架体连接有打磨组件、测量组件、驱动组件与控制装置，所述驱动组件的驱动端连接有测量组件以及待打磨工件，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件驱动测量组件夹紧待打磨工件后，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件检测工件的夹紧端两侧，所述控制装置接收测量组件输出的测量数据，并将该数据记录。
5.作为本发明的进一步优化方案，所述驱动组件包括夹持驱动件，所述测量组件包括两组连接板件，所述夹持驱动件的驱动端与连接板件连接，所述夹持驱动件驱动两组连接板件相向或反向移动，所述连接板件的上端固定连接有夹持板件，所述夹持板件可夹持限定工件，所述连接板件的表面连接有测量传感器，所述测量传感器检测两组连接板件之间的距离。
6.作为本发明的进一步优化方案，所述驱动组件包括转动驱动件，所述转动驱动件的驱动端固定连接有安装杆件，待打磨工件插入于安装杆件的表面固定，所述转动驱动件驱动工件转动，当所述夹持驱动件启动时，所述转动驱动件关闭；所述夹持驱动件驱动连接板件复位后，所述转动驱动件启动；所述驱动组件还包括调节驱动组件与打磨驱动组件，所述打磨驱动组件驱动被夹持的工件靠近打磨组件，所述调节驱动组件调节工件沿垂直线于工件与打磨组件之间的连线移动。
7.作为本发明的进一步优化方案，所述连接板件呈“7”字型，所述夹持板件安装于连接板件的末端，其中一组连接板件的表面开设有测量槽体，所述测量槽体的内部滑动连接有移动小车，所述移动小车的表面固定连接有测量头，所述测量头检测另一连接板件至其自身的距离。
8.作为本发明的进一步优化方案，其中一组所述连接板件与夹持板件滑动连接，该组所述连接板件为带有测量槽体的连接板件，所述连接板件的表面开设有滑动槽体，所述夹持板件位于滑动槽体内滑动，所述滑动槽体的下端固定连接有第二发射器，所述移动小车的上端面连接有接收器，当所述第二发射器与接收器配合时，所述移动小车检测另一连接板件至自身的距离数据，发送至控制模块内。
9.作为本发明的进一步优化方案，所述连接板件的内部固定连接有移动组件，所述移动组件的驱动端与夹持板件连接，所述移动组件驱动夹持板件滑动。
10.作为本发明的进一步优化方案，所述夹持板件的表面开设有弧形槽，所述夹持板件的内部开设有上置腔体，所述弧形槽的槽壁包括可移动的卡板件，所述上置腔体内设置有弹簧件，所述卡板件的内表面连接有滑块件，所述滑块件的外表面与弹簧件连接，所述滑块件的下端开设有第一发射器，当所述第一发射器与接收器配合时，所述移动小车检测另一连接板件至自身的距离数据，发送至控制模块内。
11.作为本发明的进一步优化方案，所述连接板件内开设有测量通道，所述第一发射器通过测量通道与接收器配合。
12.一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨方法，该方法包括一种打磨装置，所述装置包括安装架体，所述安装架体连接有打磨组件、测量组件、驱动组件与控制装置，所述驱动组件的驱动端连接有测量组件以及待打磨工件，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件驱动测量组件夹紧待打磨工件后，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件检测工件的夹紧端两侧，所述控制装置接收测量组件输出的测量数据，并将该数据记录；该方法还包括基于测量组件限定夹紧工件，并测量夹紧两端的厚度，将该厚度数据发送至控制装置，所述控制装置将该数据发送至后台计算机。
13.本发明的有益效果在于：本发明设置有两组连接板件与夹持板件，其中一组夹持板件可以移动，且该组夹持板件的表面开设有弧形槽体，弧形槽体内设置有可以被压缩移动的卡板件，整个夹持板件可以夹持圆球形工件、椭圆形工件以及两端直接与卡板件连接的扁球形工件，在圆球形工件与椭圆形工件的夹持测量中，可以通过夹持板件的移动，基于第二发射器来进行定位测量，在扁球形工件的夹持加工中，考虑对其表面的损伤，通过可被压缩移动的卡板件来减小对其的损伤，此时，基于第一发射器来检测整个工件的厚度；整个设备及方法具有较高的厚度检测精度，且适应多种体积的球体工件加工检测，整个夹持部分较小，整体结构简单，操作方便，使用灵活，制备成本低，便于推广使用。
附图说明
14.图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的图1的侧面结构示意图；图3是本发明的图1的另一侧面结构示意图；图4是本发明的夹持板件的内部结构示意图；图5是本发明的夹持板件的另一种结构示意图。
15.图中：1、安装架体；2、打磨组件；3、测量组件；31、连接板件；32、夹持板件；321、上置腔体；322、卡板件；323、滑块件；324、弹簧件；325、第一发射器；326、移动小车；327、接收
器；328、测量头；329、测量通道；33、测量槽体；34、滑动槽体；35、移动组件；36、第二发射器；4、驱动组件；41、转动驱动件；42、安装杆件；43、夹持驱动件；44、调节驱动组件；45、打磨驱动组件。
具体实施方式
16.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
17.实施例1如图1-图5所示，一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，包括安装架体1，所述安装架体1连接有打磨组件2、测量组件3、驱动组件4与控制装置，所述驱动组件4的驱动端连接有测量组件3以及待打磨工件，所述打磨组件2对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件3夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件4驱动测量组件3夹紧待打磨工件后，所述打磨组件2对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件3检测工件的夹紧端两侧，所述控制装置接收测量组件3输出的测量数据，并将该数据记录。
18.进一步的，所述驱动组件4包括夹持驱动件43，所述测量组件3包括两组连接板件31，所述夹持驱动件43的驱动端与连接板件31连接，所述夹持驱动件43驱动两组连接板件31相向或反向移动，所述连接板件31的上端固定连接有夹持板件32，所述夹持板件32可夹持限定工件，所述连接板件31的表面连接有测量传感器，所述测量传感器检测两组连接板件31之间的距离。在本实施例中，所述夹持驱动件43采用气缸件，控制连接板件31相向夹持，反向放松即可，并无其他特殊需求，也可以选用其他驱动控制组件。
19.所述驱动组件4包括转动驱动件41，所述转动驱动件41的驱动端固定连接有安装杆件42，待打磨工件插入于安装杆件42的表面固定，所述转动驱动件41驱动工件转动，当所述夹持驱动件43启动时，所述转动驱动件41关闭；所述夹持驱动件43驱动连接板件31复位后，所述转动驱动件41启动；所述驱动组件4还包括调节驱动组件44与打磨驱动组件45，所述打磨驱动组件45驱动被夹持的工件靠近打磨组件2，所述调节驱动组件44调节工件沿垂直线于工件与打磨组件2之间的连线移动。在本实施例中，打磨驱动组件45同样可以选择长气缸件，调节驱动组件44可以选用短气缸件，两者的行程可以在同一平面内垂直设置。
20.所述连接板件31呈“7”字型，所述夹持板件32安装于连接板件31的末端，其中一组连接板件31的表面开设有测量槽体33，所述测量槽体33的内部滑动连接有移动小车326，所述移动小车326的表面固定连接有测量头328，所述测量头328检测另一连接板件31至其自身的距离。为了使安装杆件42更好的安装，连接板件31设置为“7”字型，便于夹持板件32夹持安装杆件42顶部的工件。
21.其中一组所述连接板件31与夹持板件32滑动连接，该组所述连接板件31为带有测量槽体33的连接板件31，所述连接板件31的表面开设有滑动槽体34，所述夹持板件32位于滑动槽体34内滑动，所述滑动槽体34的下端固定连接有第二发射器36，所述移动小车326的上端面连接有接收器327，当所述第二发射器36与接收器327配合时，所述移动小车326检测另一连接板件31至自身的距离数据，发送至控制模块内。在本实施例中移动小车326限制移动于测量槽体33内，基于发射器与接收器327的信号配合，来控制测量另一连接板件31至接
收器327的距离。
22.进一步的，所述连接板件31的内部固定连接有移动组件35，所述移动组件35的驱动端与夹持板件32连接，所述移动组件35驱动夹持板件32滑动，该移动组件35选择电动伸缩杆即可。
23.进一步的，所述夹持板件32的表面开设有弧形槽，所述夹持板件32的内部开设有上置腔体321，所述弧形槽的槽壁包括可移动的卡板件322，所述上置腔体321内设置有弹簧件324，所述卡板件322的内表面连接有滑块件323，所述滑块件323的外表面与弹簧件324连接，所述滑块件323的下端开设有第一发射器325，当所述第一发射器325与接收器327配合时，所述移动小车326检测另一连接板件31至自身的距离数据，发送至控制模块内。所述连接板件31内开设有测量通道329，所述第一发射器325通过测量通道329与接收器327配合。
24.所述测量传感器即为测量头328，可以选用红外线距离测量装置使用，也可以选用其他类型的光电测量装置，在本实施例中，接收器与发射器均采用光束遮断式感应器组件，接收器为红外线接收器，发射器为红外线发射器。
25.实施例2一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨方法，该方法包括一种打磨装置，所述装置包括安装架体1，所述安装架体1连接有打磨组件2、测量组件3、驱动组件4与控制装置，所述驱动组件4的驱动端连接有测量组件3以及待打磨工件，所述打磨组件2对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件3夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件4驱动测量组件3夹紧待打磨工件后，所述打磨组件2对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件3检测工件的夹紧端两侧，所述控制装置接收测量组件3输出的测量数据，并将该数据记录；该方法还包括基于测量组件3限定夹紧工件，并测量夹紧两端的厚度，将该厚度数据发送至控制装置，所述控制装置将该数据发送至后台计算机。
26.需要说明的是，该三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，在使用时，设置有两组连接板件31与夹持板件32，其中一组夹持板件32可以移动，且该组夹持板件32的表面开设有弧形槽体，弧形槽体内设置有可以被压缩移动的卡板件322，整个夹持板件32可以夹持圆球形工件、椭圆形工件以及两端直接与卡板件322连接的扁球形工件，在圆球形工件与椭圆形工件的夹持测量中，可以通过夹持板件32的移动，基于第二发射器36来进行定位测量，在扁球形工件的夹持加工中，考虑对其表面的损伤，通过可被压缩移动的卡板件322来减小对其的损伤，此时，基于第一发射器325来检测整个工件的厚度；整个设备及方法具有较高的厚度检测精度，且适应多种体积的球体工件加工检测，整个夹持部分较小，整体结构简单，操作方便，使用灵活，制备成本低，便于推广使用。
27.本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
31.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
32.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于，包括安装架体，所述安装架体连接有打磨组件、测量组件、驱动组件与控制装置，所述驱动组件的驱动端连接有测量组件以及待打磨工件，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件驱动测量组件夹紧待打磨工件后，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件检测工件的夹紧端两侧，所述控制装置接收测量组件输出的测量数据，并将该数据记录。2.根据权利要求1所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：所述驱动组件包括夹持驱动件，所述测量组件包括两组连接板件，所述夹持驱动件的驱动端与连接板件连接，所述夹持驱动件驱动两组连接板件相向或反向移动，所述连接板件的上端固定连接有夹持板件，所述夹持板件可夹持限定工件，所述连接板件的表面连接有测量传感器，所述测量传感器检测两组连接板件之间的距离。3.根据权利要求2所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：所述驱动组件包括转动驱动件，所述转动驱动件的驱动端固定连接有安装杆件，待打磨工件插入于安装杆件的表面固定，所述转动驱动件驱动工件转动，当所述夹持驱动件启动时，所述转动驱动件关闭；所述夹持驱动件驱动连接板件复位后，所述转动驱动件启动；所述驱动组件还包括调节驱动组件与打磨驱动组件，所述打磨驱动组件驱动被夹持的工件靠近打磨组件，所述调节驱动组件调节工件沿垂直线于工件与打磨组件之间的连线移动。4.根据权利要求3所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：所述连接板件呈“7”字型，所述夹持板件安装于连接板件的末端，其中一组连接板件的表面开设有测量槽体，所述测量槽体的内部滑动连接有移动小车，所述移动小车的表面固定连接有测量头，所述测量头检测另一连接板件至其自身的距离。5.根据权利要求4所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：其中一组所述连接板件与夹持板件滑动连接，该组所述连接板件为带有测量槽体的连接板件，所述连接板件的表面开设有滑动槽体，所述夹持板件位于滑动槽体内滑动，所述滑动槽体的下端固定连接有第二发射器，所述移动小车的上端面连接有接收器，当所述第二发射器与接收器配合时，所述移动小车检测另一连接板件至自身的距离数据，发送至控制模块内。6.根据权利要求5所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：所述连接板件的内部固定连接有移动组件，所述移动组件的驱动端与夹持板件连接，所述移动组件驱动夹持板件滑动。7.根据权利要求6所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：所述夹持板件的表面开设有弧形槽，所述夹持板件的内部开设有上置腔体，所述弧形槽的槽壁包括可移动的卡板件，所述上置腔体内设置有弹簧件，所述卡板件的内表面连接有滑块件，所述滑块件的外表面与弹簧件连接，所述滑块件的下端开设有第一发射器，当所述第一发射器与接收器配合时，所述移动小车检测另一连接板件至自身的距离数据，发送至控制模块内。8.根据权利要求7所述的一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，其特征在于：所述连接板件内开设有测量通道，所述第一发射器通过测量通道与接收器配合。9.一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨方法，其特征在于，该方法包括一种打磨
装置，所述装置包括安装架体，所述安装架体连接有打磨组件、测量组件、驱动组件与控制装置，所述驱动组件的驱动端连接有测量组件以及待打磨工件，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件驱动测量组件夹紧待打磨工件后，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件检测工件的夹紧端两侧，所述控制装置接收测量组件输出的测量数据，并将该数据记录；该方法还包括基于测量组件限定夹紧工件，并测量夹紧两端的厚度，将该厚度数据发送至控制装置，所述控制装置将该数据发送至后台计算机。

技术总结
本发明涉及一种三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备及方法。该三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，包括安装架体，所述安装架体连接有打磨组件、测量组件、驱动组件与控制装置，所述驱动组件的驱动端连接有测量组件以及待打磨工件，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件夹紧工件的相对侧两端，所述驱动组件驱动测量组件夹紧待打磨工件后，所述打磨组件对待打磨工件的表面进行打磨，所述测量组件检测工件的夹紧端两侧；该三维球坐标光学检测装置用球面打磨设备，具有较高的厚度检测精度，且适应多种体积的球体工件加工检测，整个夹持部分较小，整体结构简单，操作方便，使用灵活，制备成本低，便于推广使用。便于推广使用。便于推广使用。


技术研发人员：周琳涛 陈路锋 薛笑杰
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/3/8