一种喷涂用光栅检测装置的制作方法

本发明涉及喷涂检测，具体为一种喷涂用光栅检测装置。

背景技术：

1、喷涂用光栅检测装置通常利用光栅尺或光幕网（由多束红外光线组成）来检测喷涂件的位置和轮廓。当喷涂件通过光栅或光幕时，会遮挡部分光线，这些遮挡信息会被接收器捕获并转换为电信号，进一步通过算法处理，得出喷涂件的精确位置和轮廓信息。在传统工业喷涂领域，物料表面轮廓的精确检测是确保喷涂质量和一致性的关键环节。然而，传统的静态扫描技术往往局限于对静止或低速移动物件的扫描，无法适应现代生产线中高速、连续运动的物料检测需求。这种静态扫描方式不仅效率低下，而且容易因物料运动产生的位置变化而导致扫描数据不准确，进而影响喷涂效果。

2、此外，传统的弧形扫描技术虽然在一定程度上提高了扫描的灵活性，但其扫描路径往往固定且难以精确调整，无法完全适应不同形状和尺寸物料的复杂轮廓。同时，弧形扫描过程中容易因机械结构限制和传感器精度不足而导致扫描盲区或误差累积，进一步降低了扫描数据的准确性和可靠性。在光栅检测领域，传统的方法大多依赖于单一的激光传感器或相机进行二维平面的扫描，缺乏深度信息和三维建模能力。这种二维扫描方式难以全面反映物料的真实轮廓和表面特征，限制了其在复杂形状物料检测中的应用。同时，传统光栅检测装置在高速运动环境下容易出现抖动和位置偏移，导致扫描数据的不稳定，增加了后续处理的难度和成本。

3、有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种喷涂用光栅检测装置，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明所采用的技术方案为：一种喷涂用光栅检测装置，包括：检测机柜，以及固定于检测机柜内部用于输送待喷涂物件的传送轨；扫描滑轨，固定于传送轨表面，其轴线与直线输送轨道方向平行；伺服云台，底面设有导滑块并滑动安装于扫描滑轨表面，能够沿扫描滑轨表面跟随输送运动中的物件同步进行横向运动，所述伺服云台的表面设有陀螺仪传感器；光栅扫描仪，安装于伺服云台表面，用于对输送中的物件进行全面轮廓扫描，所述光栅扫描仪的表面设有激光传感器，用于监测光栅扫描仪与传送轨之间的相对位置；所述传送轨的表面设有定位条且定位条成对布置在直线滑轨的两侧，作为激光传感器的参考基准；

3、对向控制系统，包括数据处理单元和反馈控制模块，用于接收激光传感器的监测信号，并根据监测结果调整伺服云台的姿态或驱动机制，使光栅扫描仪在扫描滑轨上运动时始终与传送轨保持平行，并在扫描滑轨上运动时，通过所述传送轨的表面设有定位条确保光栅扫描仪端面始终对向扫描滑轨的轴心；

4、其中，所述对向控制系统通过综合处理陀螺仪传感器和激光传感器的数据，实现对伺服云台的精确控制，确保光栅扫描仪在物件的z轴平面内进行弧形运动，运动角大于等于270度，从而实现对物件的全面轮廓扫描。

5、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述伺服云台包括固定座、第一轴芯、第二轴套、第三轴套和动座，所述第一轴芯、第二轴套和第三轴套依次转动套接，且第一轴芯、第二轴套和第三轴套的顶端均设有与动座底端活动连接连条，所述固定座的表面设有三个分别用于驱动第一轴芯、第二轴套和第三轴套转动的伺服电机，所述陀螺仪传感器固定于动座的表面，通过各个伺服电机驱动第一轴芯、第二轴套和第三轴套的转动，由其顶端连条连动动座偏转运动，从而实现多轴运动驱动，调节光栅扫描仪对向角。

6、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述激光传感器为高精度、低噪声的激光位移传感器，能够精确测量光栅扫描仪与定位条之间的距离变化，激光位移传感器具备高速的数据采集和处理能力，能够实时地反映光栅扫描仪与定位条之间的距离变化。

7、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定位条由高反射率材料制成，其表面平整且具有一定的宽度，以确保激光传感器能够稳定地检测到其位置。

8、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述对向控制系统中采用的陀螺仪传感器和激光传感器均与数据处理单元相连，数据处理单元采用卡尔曼滤波算法或模糊控制算法中的一种控制算法，以提高系统的鲁棒性和稳定性。

9、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述伺服云台的底面固定安装有套接且滑动安装于扫描滑轨表面的永磁导块和导滑块，所述扫描滑轨包括主滑条以及均匀分布于主滑条表面的若干电磁线圈，所述主滑条的两侧固定安装有与永磁导块内侧滑动抵接的滑盖，在若干电磁线圈的间歇通电作用下，逐一产生电磁作用，对导滑块进行引导牵引，实现伺服云台在扫描滑轨表面的滑动运动。

10、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光栅扫描仪包括：

11、扫描仪主体，与直线滑轨平行布置且固定于动座表面；

12、3d结构光投射器，安装于扫描仪主体内部，用于向待扫描物件投射具有特定结构特征的光线；

13、红外摄像头，安装于扫描仪主体内部并与3d结构光投射器配合，用于采集被投射光线照射后物件的反射光，以获取物件的深度信息和三维结构；

14、数据处理单元，与红外摄像头相连，用于接收摄像头采集的数据，并通过运算处理将结构光的变化转换为深度信息，从而构建出物件的三维模型；

15、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述3d结构光投射器通过近红外激光投射出具有编码的点阵或图案，红外摄像头捕捉这些点阵或图案在物件表面形成的变形图像，数据处理单元根据这些变形图像计算出物件的深度信息和三维结构，3d结构光通过投射具有特定结构特征的光线（如点阵或图案）到待扫描物件上，并利用红外摄像头捕捉这些光线在物件表面形成的变形图像。基于这些变形图像，数据处理单元能够精确计算出物件的深度信息和三维结构，从而实现高精度扫描。

16、本发明所取得的有益效果为：

17、1.本发明中，通过集成高精度激光传感器和陀螺仪传感器实时感知光栅扫描仪的位置效果，高反射率材料制成的参考基准定位条，显著提升了系统的定位精度和稳定性，确保扫描过程中呈螺旋状运动的光栅扫描仪与直线运动的物料之间的相对位置能够被精确监测，从而有效减少了误差累积，提高了扫描数据的准确性，实现对输送运动中物料的圆弧轨迹扫描，高精度的测量能力也为后续喷涂作业提供了坚实的基础，有助于提升喷涂质量和一致性。

18、2.本发明中，引入了对向控制系统，该系统通过综合处理激光传感器和陀螺仪传感器的数据，实现了对扫描装置伺服云台的智能化控制和自适应调整，在扫描过程中，系统能够实时检测并响应扫描装置与输送带之间的位置变化，通过调整扫描装置的姿态或驱动机制，确保光栅扫描仪的扫描端面始终对向运动的物料表面，并能够在物件的z轴平面内进行弧形运动，智能化控制与自适应调整机制，不仅提高了扫描的全面性和灵活性，还增强了系统对不同形状和尺寸物件的适应能力，进一步提升了检测效率和准确性。

19、3.本发明中，通过光栅扫描仪搭载3d结构光投射器和红外摄像头组合，实现了对输送中物件的全面轮廓扫描和三维建模能力。通过投射具有特定结构特征的光线并捕捉其反射光，系统能够获取物件的深度信息和三维结构，进而构建出精确的三维模型，这种全面轮廓扫描和三维建模能力为喷涂作业提供了详尽的物体信息支持。