[發(fā)明專利]針對(duì)微小孔的接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)針位置監(jiān)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110183060.8
• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN102338626A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李醒飛;陳誠;譚文斌;黎春宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/00
• 分類號(hào): G01B21/00;G01B11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)針位置監(jiān)控方法，尤其涉及針對(duì)微小孔的接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)針位置監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

對(duì)于使用機(jī)械觸發(fā)測(cè)頭的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，在對(duì)被測(cè)要素進(jìn)行接觸測(cè)量之前，必須先對(duì)測(cè)針進(jìn)行定位，而這個(gè)步驟是由操作人員實(shí)施。以測(cè)量孔的內(nèi)徑為例子，測(cè)量前，操作人員要把測(cè)針定位到被測(cè)孔的正上方，然后測(cè)針才能伸進(jìn)被測(cè)孔進(jìn)行測(cè)量。操作人員定位的依據(jù)有兩個(gè)：一是人眼觀察，二是被測(cè)件的定位基準(zhǔn)。在測(cè)量對(duì)象是直徑小于1mm的微小孔的情況下，所用測(cè)針端部直徑與微小孔直徑相差在1mm以下，這時(shí)靠人眼觀察是不可靠的。當(dāng)定位基準(zhǔn)難以準(zhǔn)確獲取，或者被測(cè)件的制造誤差超差時(shí)，測(cè)針就不能準(zhǔn)確的定位在被測(cè)孔的正上方。當(dāng)測(cè)針的定位誤差偏大時(shí)，測(cè)針伸進(jìn)被測(cè)孔的過程中，會(huì)與被測(cè)件發(fā)生碰撞。由于測(cè)量的是微小孔，所使用的測(cè)針也是非常細(xì)小的，一旦在非測(cè)量過程中發(fā)生碰撞，就會(huì)致使測(cè)針損毀。目前國內(nèi)企業(yè)仍無法生產(chǎn)性能優(yōu)良的高精度接觸式測(cè)針，每年用于向國外企業(yè)購買測(cè)針的花費(fèi)很高，所以有必要提高測(cè)針使用壽命，降低成本。

現(xiàn)有的測(cè)針防撞保護(hù)裝置主要是針對(duì)測(cè)針工作在測(cè)量狀態(tài)中與待測(cè)工件接觸時(shí)作用力過大而設(shè)計(jì)的，例如英國Renishaw公司生產(chǎn)的帶有零觸力保護(hù)裝置的測(cè)頭。但對(duì)于非測(cè)量狀態(tài)下測(cè)針與被測(cè)件的接觸，目前尚無很好的解決方法，通常是在三維坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作時(shí)由相關(guān)技術(shù)人員在旁邊觀察，在誤碰撞發(fā)生前及時(shí)使設(shè)備停止運(yùn)行。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且多數(shù)情況是當(dāng)設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)測(cè)針已經(jīng)損毀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種能快速的確定被測(cè)小孔的位置，自動(dòng)進(jìn)行測(cè)針定位，并且能方便地監(jiān)測(cè)測(cè)針和微小孔的位置，有效防止測(cè)針損毀的針對(duì)微小孔的接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)針位置監(jiān)控方法。

本發(fā)明的針對(duì)微小孔的接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)針位置監(jiān)控方法，它包括以下步驟：

(1)將待測(cè)工件固定在工裝上，在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的Z軸上安裝光源實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)Z軸上的測(cè)針和待測(cè)工件上的小孔的照明，在位于工裝內(nèi)部的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)上放置用于對(duì)測(cè)針和小孔成像的攝像機(jī)，攝像機(jī)放置在用于固定和調(diào)整攝像機(jī)位置的調(diào)整座上，調(diào)整座和工裝固定在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)上；

(2)將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的Z軸移動(dòng)到被測(cè)孔上方，使光源在工作距離范圍內(nèi)，然后使用攝像機(jī)拍攝小孔的小孔圖像，攝像機(jī)將小孔圖像輸出給計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，得到小孔的中心位置和半徑，然后以小孔的中心坐標(biāo)為依據(jù)，通過三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的控制系統(tǒng)將測(cè)針移動(dòng)到小孔的正上方；

(3)在測(cè)針伸進(jìn)小孔之前，通過攝像機(jī)拍攝獲取測(cè)針紅寶石端部的圖像，攝像機(jī)將測(cè)針圖像輸出給計(jì)算機(jī)進(jìn)行測(cè)針圖像處理，得到測(cè)針端部的中心位置，通過小孔的中心位置和半徑，以及測(cè)針端部的中心位置和預(yù)設(shè)的測(cè)針端部半徑這四個(gè)信息，就可以判斷出測(cè)針是否會(huì)與小孔發(fā)生碰撞。

本發(fā)明的有益效果是：

1.能快速定位小孔，并且自動(dòng)通過控制系統(tǒng)將測(cè)針移到小孔的正上方，提高測(cè)量效率。

2.通過系統(tǒng)對(duì)小孔和測(cè)針進(jìn)行定位，確保測(cè)針定位的準(zhǔn)確性，避免了測(cè)針在伸進(jìn)小孔過程中發(fā)生的碰撞，有效保護(hù)了測(cè)針。

3.對(duì)微小孔和測(cè)針進(jìn)行了光學(xué)放大，方便操作人員進(jìn)行觀察。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的針對(duì)微小孔的接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)針位置監(jiān)控方法采用的測(cè)試結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的結(jié)構(gòu)的I處放大圖；

圖3是圖1所示的結(jié)構(gòu)中的光源的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。