一种铸件表面扫描的自动化设备的制作方法

本发明属于铸件打磨，涉及一种铸件表面扫描的自动化设备。

背景技术：

1、铸件是装备制造、汽车、航空航天等领域的核心基础零件，其表面质量（尺寸精度、缺陷、粗糙度）直接决定整机性能、安全性与寿命，因此需要进行铸件打磨。但铸件普遍形状复杂、表面粗糙且反光不均，传统检测与扫描手段存在误差大，数据无法量化的缺陷。

2、传统方法的人工目视/工具检测：效率极低、主观性强、漏检率高、无法量化数据、疲劳误差大、难以适配自动化流水线；接触式三坐标测量：逐点采集、速度慢，不能匹配铸造生产线节拍，复杂铸件需人工编写大量测量程序，调试周期长。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于提供一种铸件表面扫描的自动化设备，通过线扫激光测量铸件，可量化需要补偿的数据，提升铸件自动化打磨的加工精度和效率。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种铸件表面扫描的自动化设备，包括设置在铸件打磨机旁侧的安装架、扫描机构和扫描控制柜；

4、所述扫描机构包括通过旋转电机与移动机构相连接的激光线扫装置，所述激光线扫装置包括通过连接件与旋转电机相连接的激光盒，激光盒内设有可发射线扫激光的激光头和反馈铸件表面坐标的线激光轮廓传感器；

5、所述移动机构包括设在安装架上并依次相连接的x向模组、y向模组和z向模组，可分别带动旋转电机与激光线扫装置沿x、y、z三个方向移动；所述旋转电机可带动激光线扫装置沿圆周转动；

6、所述扫描控制柜内设有模组伺服驱动器，铸件打磨机的工控机周期性地读写模组伺服驱动器的寄存器，进行扫描位置指令的下发、运行状态的实时监控及反馈数据的采集；

7、所述线激光轮廓传感器通过通讯协议接入铸件打磨机的工控机的工业以太网，实现扫描机构与铸件打磨机的双向数据通讯。

8、进一步，所述x向模组包括丝杆和驱动其运动的伺服电机，丝杆上配设有丝杆螺母座，将伺服电机的旋转运动转化为直线运动，螺母座上配设有运动安装板，用于安装y向模组的安装座；

9、y向模组也包括丝杆、伺服电机和丝杆螺母座，螺母座上配设有运动安装板，用于安装z向模组的安装座；

10、z向模组也包括丝杆、伺服电机和丝杆螺母座，螺母座上配设有运动安装板，用于安装旋转电机；z向模组的伺服电机还配设有抱闸，防止断电后模组下坠。

11、进一步，所述线激光轮廓传感器通过modbus tcp/ip 协议接入铸件打磨机工控机的工业以太网。

12、进一步，所述安装架上还分别设有竖向安装的光幕和横向安装的光幕，光幕控制装置与铸件打磨机的工控机采用硬接线直连方式相连接，光幕的输出信号直接接入打磨机机安全专用输入通道；

13、当光幕检测区域被侵入时，安全回路立即断开，触发铸件打磨机紧急停机；光幕复位后，经人工确认铸件打磨机方可恢复运行。

14、进一步，所述竖向安装的光幕安装在安装架的最前方；横向安装的光幕安装在安装架和围网的下方。

15、进一步，在铸件打磨机的工控机控制下，所述移动机构、旋转电机与铸件打磨机的工件旋转台相配合，进行铸件的立体扫描：

16、移动机构驱动激光线扫装置分别沿x、z方向运动，使线扫激光扫描铸件侧面；一侧扫描完成后，工件旋转台旋转90度，线扫激光继续扫描工件侧面，直到工件转台旋转360°扫描结束；

17、侧面扫描结束后，旋转电机旋转180°；移动机构驱动激光线扫装置分别沿x、y方向运动，使线扫激光扫描铸件顶面；扫描完成后工件转台旋转180°，移动机构驱动激光线扫装置分别沿x、y方向运动，线扫激光扫描铸件底面。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

19、本发明提供的铸件表面扫描的自动化设备，把xyz三个方向的运动机构整合为一体并与激光线扫机构连接，激光线扫机构可通过气缸或电机的方式单独旋转，利用三坐标模组带动线扫激光沿xyz三个方向移动，可扫描工件的侧面及顶面（底面）；利用打磨机的工件转台，配合激光线扫装置的三坐标模组xz方向运动使线扫激光检测工件侧面，线扫激光与三坐标模组连接处有旋转电机，可改变激光位置，配合激光线扫装置xy方向运动与工件转台，使激光可以扫描工件顶部表面，完成铸件的立体检测或测量，从而量化需要补偿的数据，提升铸件自动化打磨的加工精度和效率。

1.一种铸件表面扫描的自动化设备，其特征在于，包括设置在铸件打磨机旁侧的安装架、扫描机构和扫描控制柜；

2.如权利要求1所述的一种铸件表面扫描的自动化设备，其特征在于，所述x向模组包括丝杆和驱动其运动的伺服电机，丝杆上配设有丝杆螺母座，将伺服电机的旋转运动转化为直线运动，螺母座上配设有运动安装板，用于安装y向模组的安装座；

3.如权利要求1所述的一种铸件表面扫描的自动化设备，其特征在于，所述线激光轮廓传感器通过modbus tcp/ip 协议接入铸件打磨机工控机的工业以太网。

4.如权利要求1所述的一种铸件表面扫描的自动化设备，其特征在于，所述安装架上还分别设有竖向安装的光幕和横向安装的光幕，光幕控制装置与铸件打磨机的工控机采用硬接线直连方式相连接，光幕的输出信号直接接入打磨机机安全专用输入通道；

5.如权利要求4所述的一种铸件表面扫描的自动化设备，其特征在于，所述竖向安装的光幕安装在安装架的最前方；横向安装的光幕安装在安装架和围网的下方。

6.如权利要求1所述的一种铸件表面扫描的自动化设备，其特征在于，在铸件打磨机的工控机控制下，所述移动机构、旋转电机与铸件打磨机的工件旋转台相配合，进行铸件的立体扫描：