大型工件多孔位置度檢測系統的製作方法
2023-06-24 11:20:01 1
大型工件多孔位置度檢測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種大型工件多孔位置度檢測系統，主要解決了現有技術無法得到孔的位置度實際數據以及無法在產業上應用的問題。該大型工件多孔位置度檢測系統包括多孔位置度光柵檢測儀和用於安裝多孔位置度光柵檢測儀的機械定位裝置，機械定位裝置一端與用於控制其運動的工具機連接。該大型工件多孔位置度檢測系統通過將多孔位置度光柵檢測儀安裝在數控工具機上，採用自動控制技術，高精度在線測量大型工件上多個孔的位置度，提高測量效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種大型工件多孔位置度檢測系統，屬於機電一體化測量技術領 域。 大型工件多孔位置度檢測系統
【背景技術】
[0002] 對大型工件多孔的位置度進行檢測，目前較常用的是專用檢測工裝。專用檢測工 裝通常由一個定位銷，以及與工件孔相對應的一個或多個測量銷組成。將定位銷定位在工 件上，然後將測量銷分別插入對應的被測孔內，若測量銷自由通過，則判定被測孔的位置度 合格。也有報導使用三坐標測量儀或萬能工具顯微鏡對孔的位置度進行測量，但這些設備 不適用於生產現場的在線測量。
[0003] 申請號為201110139672. 7的實用新型專利是通過模擬零件的裝配使用而設計的 一種機械檢測結構。其所公開的孔位置度檢測組合結構存在以下缺點：
[0004] 1、該專利僅適用於對圓周分布孔的位置度進行測量。如果工件的孔位分布並非如 此，則此專利並不適用。
[0005] 2、該專利不能測出孔的位置度實際數據，而僅能定性判斷孔位是否合格。
[0006] 3、當大型工件上孔較多時(例如1000個以上)，該專利效率很低。 實用新型內容：
[0007] 本實用新型提供一種大型工件多孔位置度檢測系統，主要解決了現有技術無法得 到孔的位置度實際數據以及無法在產業上應用的問題。
[0008] 該大型工件多孔位置度檢測系統通過將多孔位置度光柵檢測儀安裝在數控工具機 上，採用自動控制技術，高精度在線測量大型工件上多個孔的位置度，提高測量效率。
[0009] 本實用新型的具體技術解決方案如下：
[0010] 該大型工件多孔位置度檢測系統，包括多孔位置度光柵檢測儀和用於安裝多孔位 置度光柵檢測儀的機械定位裝置，機械定位裝置一端與用於控制其運動的工具機連接；所述 多孔位置度光柵檢測儀包括設置有探頭的光柵尺，光柵尺一端與接觸感應模塊連接，光柵 尺另一端與用於檢測處理測量數據的處理裝置連接。
[0011] 上述處理裝置由數據採集模塊和嵌入式處理模塊組成，嵌入式處理模塊上設置有 數據輸入/輸出接口。
[0012] 上述機械定位裝置包括用於連接數控工具機的工具機接口、用於調整多孔位置度光柵 檢測儀方向的調整機構和用於固定多孔位置度光柵檢測儀的載物臺；所述工具機接口設置在 調整機構一側，載物臺設置在調整機構另一側。
[0013] 本實用新型的優點如下：
[0014] 1、本實用新型是將多孔位置度光柵檢測儀安裝在數控工具機上進行測量，在數控機 床的行程範圍內，任意分布的孔位，都可以測量其位置度。
[0015] 2、根據數控工具機的位移數據，以及多孔位置度光柵檢測儀相對於其定位中心的測 量數據，本實用新型可以解算出每個孔的位置度數據，測量精度可達到o. 〇3mm/m。
[0016] 3、本實用新型使用機電一體化技術，自動控制數控工具機和多孔位置度光柵檢測儀 的運行和數據採集，極大地提高了測量效率。
[0017] 4、本實用新型可應用於生產現場的在線測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 附圖1為多孔位置度光柵檢測儀的結構示意圖；
[0019] 附圖2為機械定位結構的示意圖；
[0020] 附圖3為本實用新型具體實施的示意圖。
[0021] 附圖明細如下：
[0022] 1-接觸感應模塊，2-光柵尺，3-光柵尺探頭，4-數據採集模塊，5-嵌入式處理模 塊，6-數據輸入/輸出接口，7-工具機接口，8-載物臺，9-調整機構，10-待測孔，11-多孔位 置度光柵檢測儀，12-機械定位結構。
【具體實施方式】：
[0023] 該大型工件多孔位置度檢測系統由多孔位置度光柵檢測儀、數控工具機和機械定位 裝置等部件組成。其中，多孔位置度光柵檢測儀由光柵尺和數據採集模塊、嵌入式處理模 塊、接觸感應模塊等組成。
[0024] 多孔位置度光柵檢測儀結構設計。如附圖1所示，包括用於檢測測量孔是否超出 測量範圍的接觸感應模塊1，該模塊位於光柵尺下方；光柵尺2位於中部，包括光柵尺探頭 3。光柵尺上方左側為數據採集模塊4,用於讀出光柵尺的數據，並傳輸至嵌入式處理模塊 5 ;光柵尺上方右側為嵌入式處理模塊5,用於接收和處理信號與數據。在嵌入式處理模塊 5上，有數據輸入/輸出接口 6,用於將數據輸入，以及將測量數據輸出至計算機或其它智能 設備。
[0025] 如附圖2所示。機械定位裝置用於將多孔位置度光柵檢測儀定位在數控工具機上， 包括安裝多孔位置度光柵檢測儀的載物臺8,以及連接數控工具機的工具機接口 7。機械定位結 構設計有調整機構9,用於調整多孔位置度光柵檢測儀的方向，使光柵尺2的測量方向與數 控工具機進行測量時的運行方向垂直。
[0026] 該大型工件多孔位置度檢測系統的方法，包括以下步驟：
[0027] 1]數控工具機的運行控制。根據工件的圖紙，得到待測孔的理論空間位置，編寫數控 工具機運行軟體，控制多孔位置度光柵檢測儀進入每個待測孔，並在孔裡旋轉360°。
[0028] 2]中止測量。多孔位置度光柵檢測儀在進入被測孔時，如果孔位偏差很大，導致接 觸感應模塊1與工件接觸，接觸感應模塊1向數控工具機發中止測量的信號，此時數控工具機自 動進入下一個孔的測量。
[0029] 3]啟動測量。當多孔位置度光柵檢測儀進入被測孔後，數控工具機向嵌入式處理模 塊5發送啟動測量的信號，嵌入式處理模塊5以固定的頻率接收數據採集模塊4的數據並 保存。
[0030] 4]完成測量。當多孔位置度光柵檢測儀在待測孔裡旋轉360°後，數控工具機向嵌 入式處理模塊5發送完成測量的信號，嵌入式處理模塊5開始處理當前的待測孔數據。此 時數控工具機控制多孔位置度光柵檢測儀退出當前待測孔，自動進入下一個孔的測量。
[0031] 5]位置度數據處理。根據多孔位置度光柵檢測儀獲取的數據，對工件上每個待測 孔的理論坐標進行修正，得到每個孔的位置度。
[0032] 以下結合具體實施例進行詳述，本實用新型【具體實施方式】如下：
[0033] 1、測量範圍與準備。包括：
[0034] (1)根據待測工件的尺寸，選擇行程範圍適宜的數控工具機。
[0035] (2)根據待測孔的尺寸，選擇對應的光柵尺2,滿足：
[0036] ①光柵尺2處於最小量程時，機械尺寸大於待測孔的半徑。
[0037] ②光柵尺2處於最大量程時，機械尺寸小於待測孔的半徑。
[0038] (3)根據光柵尺2處於最大量程時的機械尺寸，計算接觸感應模塊1的對應尺寸。
[0039] 2、與數控工具機連接。本實用新型的一種【具體實施方式】，是將機械定位結構上的機 床接口 7安裝在數控工具機的刀具對應安裝位置。
[0040] 3、數控工具機的自動控制。
[0041] (1)數控工具機自動運行前，精確測量數控工具機與待測工件的位置關係，作為初始 值。
[0042] (2)根據待測工件的圖紙，以及步驟（1)獲取的初始值，計算每個待測孔的運行位 置。
[0043] (3)編寫數控工具機運行程序，控制其自動運行。
[0044] 4、系統標校。包括：
[0045] (1)調整光柵尺2與接觸感應模塊1垂直。
[0046] (2)調整光柵尺2與數控工具機的位置關係，使其測量方向與數控工具機進入測量孔 的方向垂直。
[0047] (3)標定光柵尺2的零位與多孔位置度光柵檢測儀旋轉中心的位置關係 (Δ χ〇, Δ y〇) 0
[0048] 5、測量數據處理。包括：
[0049] (1)系統使用前，將光柵尺2的零位與多孔位置度光柵檢測儀旋轉中心的位置關 系（ΔΧ。，Ay。）輸入嵌入式處理模塊5。
[0050] (2)系統使用時，嵌入式處理模塊5記錄每個"中止測量"信號，其相應位置度數據 為…；每個"啟動測量"與"完成測量"信號之間，記錄了 k組光柵尺數據li，i=l，2,... k，其 相應位置度數據為
[0051]
【權利要求】
1. 一種大型工件多孔位置度檢測系統，其特徵在於：包括多孔位置度光柵檢測儀和用 於安裝多孔位置度光柵檢測儀的機械定位裝置，機械定位裝置一端與用於控制其運動的機 床連接；所述多孔位置度光柵檢測儀包括設置有探頭的光柵尺，光柵尺一端與接觸感應模 塊連接，光柵尺另一端與用於檢測處理測量數據的處理裝置連接。
2. 根據權利要求1所述的大型工件多孔位置度檢測系統，其特徵在於：所述處理裝置 由數據採集模塊和嵌入式處理模塊組成，嵌入式處理模塊上設置有數據輸入/輸出接口。
3. 根據權利要求1或2所述的大型工件多孔位置度檢測系統，其特徵在於：所述機械 定位裝置包括用於連接數控工具機的工具機接口、用於調整多孔位置度光柵檢測儀方向的調整 機構和用於固定多孔位置度光柵檢測儀的載物臺；所述工具機接口設置在調整機構一側，載 物臺設置在調整機構另一側。
【文檔編號】B23Q17/20GK203881239SQ201420030947
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】常何民, 李華 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所