[發(fā)明專利]智能檢具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610798416.1
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106247939B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬翼
• 申請（專利權(quán)）人: 馬翼
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以采用光學(xué)方法為特征的計(jì)量設(shè)備，具體涉及一種對零件尺寸精度進(jìn)行快速智能化檢查的智能檢具。

背景技術(shù)

各部件為達(dá)到理想的制造加工精度，如汽車零部件及整車，需要相關(guān)檢具的測量穩(wěn)定性和精度有足夠的保證。

現(xiàn)階段的尺寸檢測，通常使用支撐結(jié)構(gòu)(夾具)將零件按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范定位在檢具上，采用以下接觸或非接觸的檢查方式在檢具上對零件進(jìn)行尺寸檢測：

方式一，專用的量尺或量規(guī)手工檢查；

方式二，使用空間位置測量設(shè)備對工件尺寸進(jìn)行接觸式檢測；

方式三，在定位檢具上設(shè)置一組高精度的檢查塊，采用百分表或DateMyte等量具逐個(gè)插入檢查塊上的襯套(表座)中，讀取零件位置以求導(dǎo)尺寸偏差。

方式一需要在檢查的位置有高精度的檢查塊作為參照來評估零件的尺寸偏差，故獲取的零件尺寸讀數(shù)的誤差，是這些檢查塊的自身精度偏差、量尺/量規(guī)的偏差，以及操作人員對量尺/量規(guī)的讀取判斷偏差這三者的累積。檢查塊的精度在±0.1mm，導(dǎo)致檢測方式的偏差能高達(dá)0.2mm。造成測量的穩(wěn)定性不夠，測量速度慢，通常需要數(shù)分鐘，且數(shù)據(jù)精度不高，影響產(chǎn)品交付質(zhì)量。

而且由于這類檢具上的檢查塊常常會(huì)接觸量尺/量規(guī)，檢查塊會(huì)受到磨損，要經(jīng)常維護(hù)或更換檢查塊。維護(hù)保養(yǎng)的要求和成本比較高。另外手工測量得到的數(shù)據(jù)還要手工記錄和輸入到電腦系統(tǒng)。可見方式一的檢測模式效率低下，耗時(shí)多，結(jié)果還不夠精確。

方式二需要借助空間位置測量設(shè)備，如固定或移動(dòng)三坐標(biāo)測量儀，采用接觸測量的方式對零件進(jìn)行測量。此類檢具無需高精度的檢查塊作參照，如三坐標(biāo)測量儀直接由探針獲取零件在檢測位置的偏差。測量結(jié)果的精度取決于空間位置測量設(shè)備的自身精度，從而獲取的零件尺寸讀數(shù)的誤差可以控制在0.05mm或更低。空間位置測量設(shè)備的成本較高，固定三坐標(biāo)測量儀還需要恒溫恒濕的環(huán)境要求。無論是人工操作三坐標(biāo)測量儀，還是編程自動(dòng)檢，都需要投入大量的人力和準(zhǔn)備工作。而移動(dòng)式三坐標(biāo)雖然不受環(huán)境溫度的影響，但精度已無法滿足某些零件的測量要求，尤其是對于形狀復(fù)雜的汽車零部件，三坐標(biāo)的探針無法到達(dá)某些特定的測量位置。

方式三使用同一個(gè)百分表在檢具臺(tái)上依次去測量零件的不同位置，經(jīng)常需要對百分表歸零，每個(gè)檢查塊都是檢查基準(zhǔn)，檢查塊的加工和調(diào)試精度都要求非常高，這些精度要求都轉(zhuǎn)換為檢具的制造成本，制約了其推廣使用。

也可以將激光傳感器這樣的高精度傳感器(0.01mm)應(yīng)用在方式三的檢具上，可以瞬間獲取測量值，屬于目前的新興技術(shù)。然而仍需在檢具上設(shè)置高精度的檢查塊作為參照，對激光傳感器的位置進(jìn)行校準(zhǔn)，這就對激光傳感器的安裝提出了極高的精度要求，整個(gè)系統(tǒng)綜合檢查塊的精度和激光傳感器的安裝位置精度才能得到高的檢測精度結(jié)果。在工業(yè)現(xiàn)場的嚴(yán)苛使用環(huán)境中，檢查塊和激光傳感器發(fā)生任何的偏移，都會(huì)導(dǎo)致檢查結(jié)果的精度降低，與方式一同樣存在檢查塊的定位精度影響測量精度的問題，對檢具的制作和維護(hù)提出了更高的要求。這些對精度的過高要求最后都轉(zhuǎn)化為設(shè)備制造和調(diào)試的過高成本，嚴(yán)重影響了該技術(shù)的應(yīng)用推廣。

經(jīng)檢索，中國專利文獻(xiàn)CN103196365A公開了一種汽車零部件激光掃描檢具，采用檢具上的激光傳感器掃描被檢零部件獲取測量數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)調(diào)用測量數(shù)據(jù)并合成零件圖像，再將零件圖像與原先預(yù)存標(biāo)準(zhǔn)圖像合成作對比，以此判定待檢測的產(chǎn)品是否合格，需要采用移動(dòng)的激光傳感器掃描零部件的全部輪廓，通過計(jì)算機(jī)建模才能得到零件圖像，耗時(shí)較長。而且現(xiàn)有的掃描設(shè)備的掃描精度也無法滿足零件質(zhì)量控制的要求。另外，在實(shí)際生產(chǎn)制造中，大部分零部件只需對關(guān)鍵部分的尺寸精度進(jìn)行質(zhì)量控制，例如僅將零件上需要安裝配合的部位的尺寸作為質(zhì)量控制點(diǎn)，采用整體掃描和比對的檢測方法就顯得效率過低。

中國制造2025提出了“推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合”與“生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化建設(shè)”的戰(zhàn)略目標(biāo)及重點(diǎn)，檢具的智能化也就成為工業(yè)4.0中的“智能工廠”和“智能生產(chǎn)”的重要環(huán)節(jié)。

如何對現(xiàn)有的定位檢具進(jìn)行有限的改造升級，以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的自動(dòng)檢測，已成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多不足，本發(fā)明提供一種智能檢具，用于對零件進(jìn)行高速、高精度的自動(dòng)檢測。