[實用新型]幾何量在線檢測系統

有效

• 申請號: 201320500329.5
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN203418370U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 張勇;方強;張欣宇
• 申請（專利權）人: 廣東省計量科學研究院
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 許春蘭;高之波

技術領域

本實用新型涉及一種測量系統，尤其涉及用于數控機床的在線檢測幾何量的測量系統。?

背景技術

據抽樣調查報告，目前我國因產品質量問題，如廢品、次品、返修品等，所造成的經濟損失約為產值的10%～15%。而導致這一結果的其中一個原因，就是因為數控機床不具備檢測功能，加工者不能及時發現加工工件存在的問題并修正工件。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種幾何量在線檢測系統，以解決上述技術問題中的至少一個方面。?

根據本實用新型的一個方面，提供了一種幾何量在線檢測系統，包括操作單元、數據處理單元、位于數控機床內的控制單元和與數控機床相連的探測頭，其中：?

操作單元，接收用戶輸入的命令操作，向控制單元輸出代表用戶輸入命令操作的操作信號。用戶輸入的命令操作包括啟動檢測任務和設定測量環境，檢測任務是指點之間的空間距離、線之間的空間距離、面之間的空間距離、角度、形狀位置公差的測量。?

控制單元，根據接收的操作單元的操作信號，向探測頭輸出測量控制信號；根據接收的探測頭的觸發信號，向探測頭發出歸位控制信號并記錄探測頭發出觸發信號時的坐標值，將坐標值輸出至數據處理單元。?

探測頭，接收控制單元的測量控制信號，向測量點運動，并在接觸到被測工件時向控制單元輸出觸發信號；接收控制單元的歸位控制信號，退回到測量前的位置。?

數據處理單元包括處理模塊，根據接收的坐標值，得到被測工件的幾何量。?

本實用新型通過在數控機床上安裝接觸探測頭，使得數控機床既是加工設備，又兼具坐標機的測量功能，對加工的工件可以進行在線精密檢測，獲得被加工工件的幾何特征，能使操作者及時發現加工工件存在的問題。?

安裝本實用新型的檢測系統后，可以大幅度提高工件的精度，并縮短工件的生產周期。?

在一些實施方式中，本實用新型的檢測系統還可以包括轉換單元，此時，?

操作單元，接收用戶輸入的命令操作，向轉換單元輸出代表用戶輸入命令操作的操作信號；?

轉換單元，接收操作單元的操作信號，將其轉換成能由控制單元讀取的執行信號；?

控制單元，根據接收的轉換單元的執行信號，向探測頭輸出測量控制信號。?

通過轉換單元將操作信號（或由操作信號啟動的檢測主程序）轉化為數控機床可執行的程序（如：G代碼程序），再通過RS-232串行通訊接口傳輸給數控機床，由此，使得本實用新型可以與那科、西門子、三菱等多種數控系統連接，可以擴展數控系統的功能，使其具有更廣的適用范圍。?

在一些實施方式中，數據處理單元還可以包括比對模塊，將被測工件的幾何量與預先存儲的被測工件的模型數據進行比對，給出判斷結果。?

通過比對模塊，將測得的幾何量與預先存儲的模型數據（如：CAD數據模型）進行比對，可以發現加工工件存在的問題并得出修正方案。?

在一些實施方式中，探測頭包括紅寶石測球和測頭開關，紅寶石測球與測頭開關剛性連接，測頭開關的外圍圓周方向上均勻分布有三個定位圓柱體和三對鋼球接觸副。每對鋼球接觸副包含兩個定位鋼球，每對鋼球分別位于一個定位圓柱體的兩側。?

本實用新型采用磁力來使探測頭復位。探測頭與電源接通后，探測頭內部產生一個電磁場。當紅寶石測球接觸被測工件并達到一定的測量力時，該測量力在測桿上產生的力矩大于由接觸探頭內部芯體磁力力矩時，三對接觸點中至少有一對開啟，則電路回路斷開，產生接觸觸發信號，該信號迅速傳至數控機場的控制單元，立即鎖存機床三個運動軸的坐標值。一旦測量力消失，則開啟的接觸點在磁力的作用下復位。這種接觸式的探測頭結構簡單緊湊，工作過程的中間環節少，容易使測頭獲得較好的重復性，本系統探頭重復性小于0.002mm。?

附圖說明

圖1是本實用新型一種實施方式的幾何量在線檢測系統的方框示意圖。?

圖2是本實用新型的檢測流程圖。?

圖3是本實用新型一種實施方式的探測頭的開關圖。?

圖4是本實用新型一種實施方式的探測頭的原理示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。?

圖1示意性地顯示了本實用新型其中一種實施方式的幾何量在線檢測系統的方框示意圖。?

如圖1所示，一種幾何量在線檢測系統，包括操作單元1、轉換單元2、數據處理單元3、位于數控機床內的控制單元4和與數控機床相連的探測頭5。?