阅读说明：本技术 一种大尺寸双曲面玻璃3d测绘装置 (Large-size hyperboloid glass 3D mapping device ) 是由 武爱平 于 2021-01-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种大尺寸双曲面玻璃3D测绘装置,具体涉及玻璃深加工领域,包括玻璃切割机、在玻璃切割机上的大理石或铸铁测量台面、在玻璃切割机切割头上的激光位移传感器、以及PLC测控设备；在玻璃切割机切割头上固定一个可测量透明玻璃距离的激光位移传感器,激光位移传感器由切割头带动可按切割程序在切割平台上进行X-Y移动和定位,且激光位移传感器距测量台面的高度大于被测曲面玻璃的拱高。本发明采用玻璃深加工企业常用的玻璃切割机改造为高精度3D自动测绘系统,除需购买激光位移传感器、PLC测控设备、和大理石或铸铁平台板外,无需添加其他设备,亦无需对玻璃切割机进行改造,便可实现对双曲面玻璃的精确测绘。(The invention provides a 3D mapping device for large-size hyperboloid glass, and particularly relates to the field of glass deep processing, wherein the device comprises a glass cutting machine, a marble or cast iron measuring table top on the glass cutting machine, a laser displacement sensor on a cutting head of the glass cutting machine, and PLC (programmable logic controller) measurement and control equipment; a laser displacement sensor capable of measuring the distance of transparent glass is fixed on a cutting head of the glass cutting machine, the laser displacement sensor is driven by the cutting head to move and position on a cutting platform in an X-Y mode according to a cutting program, and the height from the laser displacement sensor to a measuring platform surface is larger than the arch height of the measured curved glass. The invention adopts the glass cutting machine commonly used by glass deep processing enterprises to transform into a high-precision 3D automatic mapping system, and can realize the accurate mapping of the hyperboloid glass without adding other equipment and transforming the glass cutting machine except purchasing a laser displacement sensor, a PLC (programmable logic controller) measurement and control equipment and a marble or cast iron platform plate.)

一种大尺寸双曲面玻璃3D测绘装置

技术领域

本发明属于玻璃深加工领域，具体涉及一种大尺寸双曲面玻璃3D测绘装置。

背景技术

出于研究开发和复制生产等需要，很多场合都需要对大尺寸曲面样品玻璃进行精确测绘，应用较多的行业如汽车玻璃和建筑玻璃等。由于大尺寸3D测量系统价格昂贵，一般企业很难承受。为此很多玻璃企业不得不采用人工测绘方法，将玻璃划分为若干小方格，借助位移测量工具测量每个方格中心点的坐标，然后输入电脑，再绘出整块玻璃尺寸图，非常费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种大尺寸双曲面玻璃3D测绘装置，采用玻璃深加工企业常用的玻璃切割机改造为高精度3D自动测绘系统，除需购买激光位移传感器、PLC测控设备、和大理石或铸铁平台板外，无需添加其他设备，亦无需对玻璃切割机进行改造，便可实现对双曲面玻璃的精确测绘。

本发明提供了如下的技术方案：

一种大尺寸双曲面玻璃3D测绘装置，包括玻璃切割机、在玻璃切割机上的大理石或铸铁测量台面、在玻璃切割机切割头上的激光位移传感器、以及PLC测控设备；在玻璃切割机切割头上固定一个可测量透明玻璃距离的激光位移传感器，激光位移传感器由切割头带动可按切割程序在切割平台上进行X-Y移动和定位，且激光位移传感器距测量台面的高度大于被测曲面玻璃的拱高。

优选的，激光位移传感器测量方向垂直向下，距离被测玻璃表面最高点的距离<200mm，传感器测量误差<0.1mm，重复测量精度<0.1％。

优选的，在普通玻璃切割机台面上设有一个加工精度为0或1级的大理石或铸铁测量台面，用于被测玻璃扣放在测量台面上进行测试。

优选的，PLC测控设备与激光位移传感器上和原玻璃切割机控制器相连接，可将在PLC测控设备中预设的X-Y运动轨迹输入到原玻璃切割机控制器，并且可采集激光位移传感器的测量输出值。

优选的，激光位移传感器可在原玻璃切割机控制器的控制下，移动到被测玻璃上表面的任意位置，并将测量数据传输到PLC测控设备中。

优选的，激光位移传感器沿Y方向的步进距离为1～10mm，沿X方向的运动速度为每秒10～1000mm；PLC测控设备对激光位移传感器的采样频率为每秒10～100次。

本发明的有益效果：

本申请采用玻璃深加工企业常用的玻璃切割机改造为高精度3D自动测绘系统，除需购买激光位移传感器、PLC测控设备、和大理石或铸铁平台板外，无需添加其他设备，亦无需对玻璃切割机进行改造，便可实现对双曲面玻璃的精确测绘。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明结构示意图图。

具体实施方式

如图1将普通玻璃切割机改造为精密测绘系统，具体做法是：先在切割机台面安装一个精度为0或1级的大理石或铸铁平板，以此做为测量台面，将待测玻璃倒扣在测量台面上(凸面朝上)，在玻璃切割头上固定一个测量方向垂直向下的激光位移传感器，利用切割机横梁在台面上的前后向运动(Y方向)，和切割头在横梁上的左右运动(X方向)，带动激光位移传感器移动到待测玻璃上表面的任何位置进行位移间距测量，并将测量结果输入PLC测控设备。PLC测控设备与原玻璃切割机控制器连接，通过PLC测控设备将预先设计的X-Y运动轨迹输入到原切割机控制器，并由原切割机控制器控制激光位移传感器移动到玻璃表面的任何位置。激光位移传感器测量方向垂直向下，距离被测玻璃表面最高点的距离<200mm，传感器测量误差<0.1mm，重复测量精度<0.1％。激光位移传感器需为专用于测量透明玻璃的高精度激光传感器。在测量平台上预先规划一个略大于玻璃投影尺寸的矩形方框，并以此做为测量区域。激光位移传感器沿矩形方框Y方向运动的步进距离为1～10mm，沿X方向的运动速度为每秒0.1m～2m。PLC测控设备对激光位移传感器的采样频率为每秒10～100次。扫描测量方法为：从矩形方框底边开始，横梁沿Y方向按步进距离每次前行一步，切割头携带激光位移传感器以预定速度从矩形方框的左边移动的右边。PLC测控设备以预定的采样频率记录激光位移传感器的输出值，直至完成矩形方框内的全部扫描和采样。

实际实施生产案例：

采用长4m(Y方向)宽2.4m(X方向)普通自动玻璃切割机，在切割机台面是安装一块3m×2m×0.04m、精度为0级的大理石测量台面。将玻璃切割机横梁升高至距大理石台面220mm。在切割机横梁的玻璃切割头上固定一个专用于测量玻璃距离、误差精度为0.1mm的激光位移传感器，传感器探头距大理石台面200mm，用于测量最大拱高150mm的曲面玻璃。将玻璃切割机控制器与PLC测控设备连接，使PLC测控设备可以接收来自切割机控制器的动态位置信息和激光位移传感器输出的距离测量数据，以及PLC测控设备对切割机控制器的控制指令。

将一块2m×1m、最大拱高为100mm的双曲面玻璃扣放在平台上，在玻璃外围标示一个可以包围玻璃投影的矩形方框其尺寸为2.2m×1.1m，将矩形方框的一角设置为坐标原点。在切割机控制器上输入可覆盖矩形方框的X-Y的运动轨迹图和运行控制信息。所输入的控制信息为：激光位移传感器在X轴向运动速度为1m/s；并在运动到矩形方框的终点后返回到X＝0的位置；此后横梁沿Y轴方向步进5mm，并进行重复操作，直至横梁行进到矩形方框的Y轴终点。在激光位移传感器正向运动的过程中，PLC测控设备按200/s的采样频率采集激光位移传感器的输出数据。

按上述设置启动后，PLC测控设备对玻璃上表面的X方向和Y方向均为每5mm从激光位移传感器采集一个距离数据，设采集的数据值为Zn，则曲面玻璃外表面任何一点到平台表面的数值Zxy为：Zxy＝200-Zn，X、Y值在运动采集过程中已与Zxy同步记录在PLC测控设备中，根据各点X、Y、Z值可以绘制被测曲面玻璃的轮廓图。

测量结果：在曲面玻璃上每隔5mm测绘一个点，测量精度为±0.1mm，按此绘制曲面玻璃轮廓图符合设计要求。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。