本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種工件智能計(jì)量檢測單元及其使用方法，包括坐標(biāo)控制支撐裝置(1)、檢測裝置(2)和信息處理電控裝置(3)，檢測裝置包括本體(21)和檢測頭(23)，本體上設(shè)有模式識別傳感器、位置傳感器和距離傳感器，本體內(nèi)部設(shè)有電控機(jī)構(gòu)(22)，電控機(jī)構(gòu)包括數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，檢測頭上設(shè)有檢測介質(zhì)發(fā)射器(231)和檢測介質(zhì)反饋接收器(232)；信息處理電控裝置包括檢測裝置位置控制回路、模式識別回路、分析規(guī)劃檢測參數(shù)回路、數(shù)據(jù)分析處理回路等。本工件智能計(jì)量檢測單元采用數(shù)值逼近和生成樣條數(shù)據(jù)擬合函數(shù)的方式、并根據(jù)樣條數(shù)據(jù)擬合函數(shù)計(jì)算最終檢測數(shù)據(jù)，智能化程度高，且檢測精度及效率較高。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種計(jì)量檢測單元及其使用方法，具體是一種適用于制造業(yè)加工工廠的工件智能計(jì)量檢測單元及其使用方法，屬于計(jì)量檢測技術(shù)裝備領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
通過對計(jì)量對像的對應(yīng)參數(shù)進(jìn)行一系列的反復(fù)測試，從而得到某種結(jié)果的過程成為計(jì)量檢測，在機(jī)械制造領(lǐng)域通常為保證產(chǎn)品的質(zhì)量及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求對產(chǎn)品零部件的加工尺寸、裝配尺寸等數(shù)據(jù)根據(jù)工藝要求進(jìn)行檢驗(yàn)。零部件的加工質(zhì)量包括加工精度和表面質(zhì)量，其中加工精度的指標(biāo)有尺寸精度、形狀精度和位置精度，表面質(zhì)量的指標(biāo)有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、殘余應(yīng)力的性質(zhì)和大小，表面質(zhì)量的主要指標(biāo)是表面粗糙度。現(xiàn)有技術(shù)中的計(jì)量檢測通常是使用如游標(biāo)卡尺、內(nèi)外徑千分尺、百分表、千分表、長度和角度塊規(guī)量儀、角度儀、粗糙度儀等計(jì)量器具對零部件進(jìn)行檢驗(yàn)，通常的檢驗(yàn)是接觸式檢驗(yàn)，即通過計(jì)量器具與待檢驗(yàn)零部件的檢測部位進(jìn)行接觸來量取被檢驗(yàn)部位的具體尺寸是否在工藝要求的尺寸公差范圍內(nèi)。這種傳統(tǒng)的接觸式計(jì)量檢測存在以下缺陷:1.計(jì)量器具在接觸被檢測零部件時(shí)會產(chǎn)生磨損，長時(shí)間使用檢測精度會降低，因此需要定期對計(jì)量器具進(jìn)行校驗(yàn)以保證其檢測精度；2.被檢測零部件、特別是批量生產(chǎn)的零部件的需檢測表面為了防止銹蝕通常會進(jìn)行涂油處理，計(jì)量器具在接觸被檢測零部件時(shí)易被油污污染，且涂油處理易附著灰塵，若灰塵進(jìn)入計(jì)量器具，則計(jì)量器具的檢測結(jié)果會不準(zhǔn)確，同時(shí)計(jì)量器具易損壞；3.通常的接觸式計(jì)量檢測是人工操作，即檢驗(yàn)人員或操作人員持計(jì)量器具進(jìn)行檢驗(yàn)，特別是針對批量生產(chǎn)的零部件抽檢，檢驗(yàn)效率較低，且不同的檢驗(yàn)人員或操作人員使用同一計(jì)量器具檢驗(yàn)的結(jié)果有可能不同，具有細(xì)微的人為個(gè)體檢測差異性；4.針對有鑄造缺陷、焊接變形等制造缺陷、且具有多道加工工序的結(jié)構(gòu)復(fù)雜零部件，加工過程中通常需要借尺寸以彌補(bǔ)缺陷、降低報(bào)廢率，借尺寸后完成一道加工工序的零部件往往在其他加工工序中依然存在缺陷，這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件的形狀精度和位置精度接觸式計(jì)量檢測通常不易直接準(zhǔn)確測量，通常是靠機(jī)床的精度來保證，若加工機(jī)床的精度降低，則被加工的零部件的加工精度就無法保證，通常人為尋找超差原因會有個(gè)延遲，即，接觸式計(jì)量檢測不易在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)機(jī)床精度降低，進(jìn)而造成批量零部件質(zhì)量不合格。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本專利技術(shù)提供，智能化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸檢測，且檢測精度及效率較高。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本工件智能計(jì)量檢測單元包括坐標(biāo)控制支撐裝置、檢測裝置和信息處理電控裝置；所述的坐標(biāo)控制支撐裝置包括坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)；所述的檢測裝置包括本體和檢測頭；本體后端與坐標(biāo)控制支撐裝置連接，前端與檢測頭后端連接，本體上設(shè)有面向檢測頭方向的模式識別傳感器、位置傳感器和距離傳感器，本體內(nèi)部設(shè)有電控機(jī)構(gòu)，電控機(jī)構(gòu)包括電源模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；檢測頭上設(shè)有檢測介質(zhì)發(fā)射器和檢測介質(zhì)反饋接收器，檢測介質(zhì)發(fā)射器和檢測介質(zhì)反饋接收器分別與電控機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理模塊電連接；所述的信息處理電控裝置包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電源回路、檢測裝置位置控制回路、模式識別回路、分析規(guī)劃檢測參數(shù)回路、檢測控制回路、數(shù)據(jù)分析處理回路、打印輸出回路等，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與本體上的模式識別傳感器、位置傳感器、距離傳感器和電控機(jī)構(gòu)電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與坐標(biāo)控制支撐裝置電連接。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的本體后端設(shè)置成與數(shù)控機(jī)床主軸配合的莫氏錐度結(jié)構(gòu)。作為本專利技術(shù)的優(yōu)選方案，所述的電控機(jī)構(gòu)的電源模塊包括可充電電池組，檢測裝置上還設(shè)有充電頭，充電頭與電控機(jī)構(gòu)的電源模塊可充電電池組電連接，所述的坐標(biāo)控制支撐裝置上設(shè)有與充電頭配合的充電座，充電座與信息處理電控裝置的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)電連接。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的本體前端通過快速連接機(jī)構(gòu)與檢測頭后端連接。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，本工件智能計(jì)量檢測單元還包括檢測頭定位架，需更換的檢測頭順序架設(shè)在檢測頭定位架上，檢測頭定位架定位設(shè)置在坐標(biāo)控制支撐裝置附近；所述的信息處理電控裝置還包括檢測頭更換回路，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與快速連接機(jī)構(gòu)電連接。作為本專利技術(shù)的一種實(shí)施方式，所述的檢測介質(zhì)發(fā)射器和檢測介質(zhì)反饋接收器是光源發(fā)射器和光源反饋接收器。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的檢測介質(zhì)發(fā)射器的數(shù)量設(shè)置為多件，多件檢測介質(zhì)發(fā)射器呈圓形均布設(shè)置在檢測頭前端面上，所述的檢測介質(zhì)反饋接收器設(shè)置在圓形均布的檢測介質(zhì)發(fā)射器的圓形范圍內(nèi)。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述的呈圓形均布設(shè)置在檢測頭前端面上的多件檢測介質(zhì)發(fā)射器分別發(fā)射不同波長、頻率的光源。作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)方案，本工件智能計(jì)量檢測單元還包括坐標(biāo)控制位置變換裝置，坐標(biāo)控制位置變換裝置設(shè)置在檢測工作臺附近，坐標(biāo)控制位置變換裝置包括工件抓取機(jī)構(gòu)及坐標(biāo)控制翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的信息處理電控裝置還包括工件位置變換回路，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與坐標(biāo)控制位置變換裝置電連接。一種工件智能計(jì)量檢測單元使用方法，其特征在于，具體步驟如下:a.待測工件在檢測工作臺或機(jī)床工作臺就位后，啟動(dòng)信息處理電控裝置的電源回路，工件智能計(jì)量檢測單元開始工作；b.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使檢測裝置位置控制回路和模式識別回路開始工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制坐標(biāo)控制支撐裝置按照預(yù)定程序及計(jì)算坐標(biāo)移動(dòng)，本體上的模式識別傳感器即反饋工件的形狀、尺寸、位置等信息給工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；c.分析規(guī)劃檢測參數(shù)回路工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)首先通過模式識別傳感器反饋的信息進(jìn)行三維實(shí)體建模，生成樣條實(shí)體函數(shù)并存儲；若待檢測工件的三維建模數(shù)據(jù)信息和樣條實(shí)體函數(shù)是數(shù)據(jù)庫中已存在的數(shù)據(jù)信息時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)已存在的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較、按照已存在的數(shù)據(jù)信息就近選定基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)，然后根據(jù)選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)重新建立基礎(chǔ)坐標(biāo)系和若干子坐標(biāo)系，調(diào)用已存在的最優(yōu)檢測路徑的起點(diǎn)、終點(diǎn)位置信息并計(jì)算該起點(diǎn)、終點(diǎn)位置相對于選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)在重新建立的坐標(biāo)系內(nèi)的相對坐標(biāo)值，調(diào)用檢測頭至工件被測表面或孔的逼近距離及逼近次數(shù)等信息參數(shù)；若待檢測工件的三維建模數(shù)據(jù)信息和樣條實(shí)體函數(shù)是數(shù)據(jù)庫中沒有的數(shù)據(jù)信息時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)該工件的三維實(shí)體模型和樣條實(shí)體函數(shù)就近選定多個(gè)基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)，然后根據(jù)選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)重新建立多個(gè)坐標(biāo)系，根據(jù)被測表面或孔在多個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)相對位置關(guān)系校正重新建立的坐標(biāo)系，最終生成最優(yōu)基礎(chǔ)坐標(biāo)系和若干子坐標(biāo)系，然后規(guī)劃最優(yōu)檢測路徑的起點(diǎn)、終點(diǎn)相對于選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)的相對坐標(biāo)值、設(shè)定檢測頭至工件被測表面或孔的逼近距離及逼近次數(shù)等信息，存儲相關(guān)檢測信息程序并通過數(shù)字總線傳遞給中央控制計(jì)算機(jī)，通過中央控制計(jì)算機(jī)可以對此最優(yōu)檢測路徑及檢測頭至工件被測表面或孔的逼近距離及逼近次數(shù)等信息進(jìn)行修正；然后工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)重新建立的基礎(chǔ)坐標(biāo)系及子坐標(biāo)系控制坐標(biāo)控制支撐裝置動(dòng)作使檢測裝置的檢測頭位于程序選定的基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)位置；d.檢測控制回路開始工作，電控機(jī)構(gòu)、檢測頭上的檢測介質(zhì)發(fā)射器和檢測介質(zhì)反饋接收器同時(shí)工作，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)存儲的相關(guān)檢測信息程序控制坐標(biāo)控制支撐裝置動(dòng)作使檢測頭移動(dòng)至正對工件的第一被測表面或孔的設(shè)定位置，檢測介質(zhì)發(fā)射器發(fā)射的檢測介質(zhì)定向打在被測工件的第一被測表面或孔的檢測面后反射回被檢測介質(zhì)反饋接收器接收，電控機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理模塊接收檢測介質(zhì)反饋接收器反饋的信息生成第一層本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種工件智能計(jì)量檢測單元，包括坐標(biāo)控制支撐裝置(1)、檢測裝置(2)和信息處理電控裝置(3)，坐標(biāo)控制支撐裝置(1)包括坐標(biāo)控制機(jī)構(gòu)；其特征在于，所述的檢測裝置(2)包括本體(21)和檢測頭(23)；本體(21)后端與坐標(biāo)控制支撐裝置(1)連接，前端與檢測頭(23)后端連接，本體(21)上設(shè)有面向檢測頭(23)方向的模式識別傳感器、位置傳感器和距離傳感器，本體(21)內(nèi)部設(shè)有電控機(jī)構(gòu)(22)，電控機(jī)構(gòu)(22)包括電源模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊；檢測頭(23)上設(shè)有檢測介質(zhì)發(fā)射器(231)和檢測介質(zhì)反饋接收器(232)，檢測介質(zhì)發(fā)射器(231)和檢測介質(zhì)反饋接收器(232)分別與電控機(jī)構(gòu)(22)的數(shù)據(jù)處理模塊電連接；所述的信息處理電控裝置(3)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電源回路、檢測裝置位置控制回路、模式識別回路、分析規(guī)劃檢測參數(shù)回路、檢測控制回路、數(shù)據(jù)分析處理回路、打印輸出回路等，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)分別與本體(21)上的模式識別傳感器、位置傳感器、距離傳感器和電控機(jī)構(gòu)(22)電連接，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與坐標(biāo)控制支撐裝置(1)電連接。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郝新浦，
申請(專利權(quán))人：徐州德坤電氣科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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