专利名称：气囊抛光头几何形态实时检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气囊抛光头几何形态实时检测系统，属于柔性气囊抛光精密加工领域。
背景技术：
模具是制造业发展的重要基�。诨�、电子、汽车、轻工、建材和国防等领域具有广泛的应用前景。抛光是模具制造的重要工序，对确保模具质量和提高其使用寿命有重要作用。模具型腔65%是曲面，其中40%是自由曲面。目前，模具自由曲面抛光主要采用手工操作，生产效率低，且难以保证稳定的抛光质量，而目前气囊抛光方法能够很好地解决这一难题。目前气囊抛光工艺的其中两个主要步骤是给被抛光工件进行三维建模，然后在抛光前进行轨迹规划。这些工作都需要人工操作电脑来完成，尤其对于复杂曲面的工件建模，将耗费较多工时。而目前对气囊抛光工艺的研究主要集中在抛光原理、机器人自动化抛光等方面，对于实时检测气囊头几何形态并最终用于在线轨迹规划的研究尚没有初步的研究成果O鉴于在线轨迹规划可大大提高气囊抛光工艺的自动化程度和加工效率，设计一种气囊抛光头几何形态实时检测系统对于进一步的在线轨迹规划方法的研究有十分重要的意义。
发明内容
为了解决目前的柔性气囊抛光工艺自动化程度不高的问题，本发明提供一种能够实时检测气囊抛光过程中气囊头几何形态的气囊抛光头几何形态实时检测系统。本发明所述的气囊抛光头几何形态实时检测系统，其特征在于包括抛光柔性气囊头、无线位移传感器、计算机，所述的无线位移传感器包括一组分布式的距离传感装置、 无线发射电路、无线接收电路；所述的距离传感装置安装在靠近气囊的内表面的抛光柔性气囊头内部；所述的无线发射电路安装在所述的距离传感装置内；所述的计算机内安装的实时处理软件通过计算机的硬件接口与所述的无线接收电路相连；所述的距离传感装置包括传感器安装座和若干个相互独立的电容传感器，所述的电容传感器的其中一个极板粘贴在所述的气囊内表面的金属薄膜上，另一个极板是粘结在所述的传感器安装座上；所述的传感器安装座开有气孔，并安装在所述的抛光柔性气囊头的内部；所述的无线发射电路包括若干个相互独立的NE555时基电路、第一处理器和无线发射�？椋幻扛鏊龅腘E555时基电路成为一个自激方波震荡器，且每个独立的NE555时基电路对应连接一个所述的电容传感器后与所述的第一处理器的信号输入端连接；所述的第一处理器的信号输出端与所述的无线发射�？榱樱凰龅奈尴呓邮盏缏钒ㄎ尴呓邮漳？�、第二处理器、USB通讯�？椋龅奈尴呓邮漳？橛氲诙砥餍藕攀淙攵讼嗔凰龅牡诙砥鞯男藕攀涑龆送ü齍SB通讯�？橛爰扑慊印Ｋ龅腘E555时基电路的个数与所述的电容传感器的个数一致。所述的金属片的个数为十六片，且每片所述的金属片相互独立，分别与所述的金属薄膜共同组成十六个相互独立的电容传感器。所述的电容传感器的两个极板之间的基准距离为5 mm。工作时，抛光柔性气囊头在抛光工艺中直接与工件接触，抛光柔性气囊头内部安装的十六个电容传感器组成的距离传感装置，当气囊在加工过程中与工件接触产生变形时，贴于气囊内部表面的金属薄膜也会同时发生变形，改变电容传感器两极板间距，从而改变电容的大�。晃尴叻⑸涞缏分械淖约し讲ㄕ竦吹缏方缛荽笮〉母谋渥怀烧竦雌德实谋浠倬谝淮砥鞫愿闷德市藕沤幸欢ㄊ奔涞牟裳玫狡德蚀笮『螅ü尴叻� 射�？榉⑸涑鋈ィ辉诩庸す讨校龅缛荽衅鞯募寰嗬肟赡芨鞑幌嗤德室膊幌嗤虼说谝淮砥骰岫允銎德室来尾裳头⑺停晃尴呓邮盏缏方邮盏狡德适莺螅来谓鞲鑫恢玫钠德式屑扑悖玫礁鞲鑫恢玫缛荽衅骷宓木跃嗬耄跞ノ醇庸な辈饬康玫降募寰跃嗬耄吹玫狡夷诒砻娓鞲鑫恢玫谋湫吻榭觯佣弥肫蚁嘟哟サ募庸っ娴木植考负涡蚊残畔ⅲ捎孟呖蚰Ｐ拖允居诩扑慊聊簧希⑽谙吖旒９婊峁┛煽渴�。本发明的有益效果是传感器结构简单、安装占用空间小；能够快速反应，适应高速旋转和变化的气囊内表面变形的检测；传感器与气囊内表面无接触，不对气囊的切削力产生影响，因此也不会影响加工后的表面粗糙度；为进一步的在线轨迹规划方法的研究奠定基础。
图I是本发明的结构图。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明参照附图本发明所述的气囊抛光头几何形态实时检测系统，包括带有气囊的抛光柔性气囊头I、无线位移传感器2、计算机3，所述的无线位移传感器2包括一组分布式的距离传感装置21、无线发射电路22、无线接收电路23 ;所述的距离传感装置21安装在靠近气囊11的内表面的抛光柔性气囊头I内部；所述的无线发射电路22安装在所述的距离传感装置21内；所述的计算机3内安装的实时处理软件通过计算机3的硬件接口与所述的无线接收电路23相连；所述的距离传感装置21包括传感器安装座212和若干个相互独立的电容传感器211，所述的电容传感器的其中一个极板粘贴在所述的气囊内表面的金属薄膜2111上，另一个极板粘结在所述的传感器安装座上；所述的传感器安装座212开有气孔，并安装在所述的抛光柔性气囊头I的内部；所述的无线发射电路22包括若干个相互独立的NE555时基电路、第一处理器和无线发射�？椋幻扛鏊龅腘E555时基电路成为一个自激方波震荡器，且每个独立的NE555时基电路对应连接一个所述的电容传感器后与所述的第一处理器的信号输入端连接；所述的第一处理器的信号输出端与所述的无线发射�？榱樱凰龅奈尴呓邮盏缏�23包括无线接收�？�、第二处理器、USB通讯�？椋龅奈尴呓邮漳？橛氲诙砥餍藕攀淙攵讼嗔凰龅牡诙砥鞯男藕攀涑龆送ü齍SB通讯�？橛爰扑慊�。所述的NE555时基电路的个数与所述的电容传感器的个数一致。所述的电容传感器211的粘贴在气囊11内表面的极板为金属薄膜2111。所述的电容传感器211的粘结在传感器安装座212上极板为金属片2112。所述的金属片2112的个数为十六片，且每片所述的金属片2112相互独立，分别与所述的金属薄膜2111组成十六个相互独立的电容传感器211。 所述的电容传感器211的两个极板之间的基准距离为5 mm。工作时，抛光柔性气囊头I在抛光工艺中直接与工件4接触，抛光柔性气囊头I内部安装的十六个电容传感器211组成的距离传感装置21 ;当气囊11在加工过程中与工件4接触产生变形时，贴于气囊4内部表面的金属薄膜2111也会同时发生变形，改变电容传感器211两极板间距，从而改变电容的大�。晃尴叻⑸涞缏�22中的自激方波振荡电路将电容大小的改变转换成振荡频率的变化，再经过第一处理器对该频率信号进行一定时间的采样，得到频率大小后，通过无线发射�？榉⑸涑鋈ィ辉诩庸す讨校龅缛荽衅�211的极板距离可能各不相同，频率也不相同，因此第一处理器会对十六个频率依次采样和发送；无线接收电路23接收到频率数据后，依次将各个位置的频率进行计算，得到各个位置电容传感器211极板的绝对距离，减去未加工时测量得到的极板绝对距离，即得到气囊11内表面各个位置的变形情况，从而得知与气囊11相接触的加工面的局部几何形貌信息，可用线框模型显示于计算机3屏幕上，并为在线轨迹规划提供可靠数据。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.气囊抛光头几何形态实时检测系统，其特征在于包括抛光柔性气囊头、无限位移传感器、计算机，所述的无线位移传感器包括一组分布式的距离传感装置、无线发射电路、无线接收电路；所述的距离传感装置安装在靠近气囊的内表面的抛光柔性气囊头内部；所述的无线发射电路安装在所述的距离传感装置内；所述的计算机内安装的实时处理软件通过计算机的硬件接口与所述的无线接收电路相连； 所述的距离传感装置包括传感器安装座和若干个相互独立的电容传感器，所述的电容传感器的其中一个极板粘贴在所述的气囊内表面的金属薄膜上，另一个极板是粘结在所述的传感器安装座上；所述的传感器安装座开有气孔，并安装在所述的抛光柔性气囊头的内部; 所述的无线发射电路包括若干个相互独立的NE555时基电路、第一处理器和无线发射�？椋幻扛鏊龅腘E555时基电路成为一个自激方波震荡器，且每个独立的NE555时基电路对应连接一个所述的电容传感器后与所述的第一处理器的信号输入端连接；所述的第一处理器的信号输出端与所述的无线发射模块连接； 所述的无线接收电路包括无线接收�？�、第二处理器、USB通讯�？椋龅奈尴呓邮漳？橛氲诙砥餍藕攀淙攵讼嗔凰龅牡诙砥鞯男藕攀涑龆送ü齍SB通讯�？橛爰扑慊印�
2.如权利要求I所述的气囊抛光头几何形态实时检测系统，其特征在于所述的NE555时基电路的个数与所述的电容传感器的个数一致。
3.如权利要求2所述的气囊抛光头几何形态实时检测系统，其特征在于所述的金属片的个数为十六片，且每片所述的金属片相互独立，分别与所述的金属薄膜组成十六个相互独立的电容传感器。
4.如权利要求3所述的气囊抛光头几何形态实时检测系统，其特征在于所述的电容传感器的两个极板之间的基准距离为5 _。
全文摘要
气囊抛光头几何形态实时检测系统，包括抛光柔性气囊头、无线位移传感器、计算机，所述的无线位移传感器包括一组分布式的距离传感装置、无线发射电路、无线接收电路；所述的距离传感装置安装在靠近气囊的内表面的抛光柔性气囊头内部；所述的无线发射电路安装在所述的距离传感装置内；所述的计算机内安装的实时处理软件通过计算机的硬件接口与所述的无线接收电路相连。本发明的有益效果是传感器结构简单、安装占用空间�。荒芄豢焖俜从Γ视Ω咚傩捅浠钠夷诒砻姹湫蔚募觳猓淮衅饔肫夷诒砻嫖藿哟ィ欢云业那邢髁Σ跋欤虼艘膊换嵊跋旒庸ず蟮谋砻娲植诙龋晃徊降脑谙吖旒９婊椒ǖ难芯康於ɑ�。
文档编号G01B7/28GK102896582SQ20121036392
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者计时鸣, 张鹤腾, 金明生, 蔡姚杰, 蒋鑫鑫, 厉志安, 李笑 申请人:浙江工业大学
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