工件智能計量檢測單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種計量檢測單元，具體是一種適用于制造業(yè)加工工廠的工件智能計量檢測單元，屬于計量檢測技術裝備領域。
【背景技術】
[0002]通過對計量對像的對應參數(shù)進行一系列的反復測試，從而得到某種結果的過程成為計量檢測，在機械制造領域通常為保證產品的質量及產品的設計要求對產品零部件的加工尺寸、裝配尺寸等數(shù)據根據工藝要求進行檢驗。
[0003]零部件的加工質量包括加工精度和表面質量，其中加工精度的指標有尺寸精度、形狀精度和位置精度，表面質量的指標有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、殘余應力的性質和大小，表面質量的主要指標是表面粗糙度。
[0004]現(xiàn)有技術中的計量檢測通常是使用如游標卡尺、內外徑千分尺、百分表、千分表、長度和角度塊規(guī)量儀、角度儀、粗糙度儀等計量器具對零部件進行檢驗，通常的檢驗是接觸式檢驗，即通過計量器具與待檢驗零部件的檢測部位進行接觸來量取被檢驗部位的具體尺寸是否在工藝要求的尺寸公差范圍內。
[0005]這種傳統(tǒng)的接觸式計量檢測存在以下缺陷:
[0006]1.計量器具在接觸被檢測零部件時會產生磨損，長時間使用檢測精度會降低，因此需要定期對計量器具進行校驗以保證其檢測精度；
[0007]2.被檢測零部件、特別是批量生產的零部件的需檢測表面為了防止銹蝕通常會進行涂油處理，計量器具在接觸被檢測零部件時易被油污污染，且涂油處理易附著灰塵，若灰塵進入計量器具，則計量器具的檢測結果會不準確，同時計量器具易損壞；
[0008]3.通常的接觸式計量檢測是人工操作，即檢驗人員或操作人員持計量器具進行檢驗，特別是針對批量生產的零部件抽檢，檢驗效率較低，且不同的檢驗人員或操作人員使用同一計量器具檢驗的結果有可能不同，具有細微的人為個體檢測差異性；
[0009]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構復雜零部件，加工過程中通常需要借尺寸以彌補缺陷、降低報廢率，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，這種結構復雜的零部件的形狀精度和位置精度接觸式計量檢測通常不易直接準確測量，通常是靠機床的精度來保證，若加工機床的精度降低，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延遲，即，接觸式計量檢測不易在第一時間發(fā)現(xiàn)機床精度降低，進而造成批量零部件質量不合格。

【發(fā)明內容】

[0010]針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供一種工件智能計量檢測單元及其使用方法，智能化程度高，能夠實現(xiàn)非接觸檢測，且檢測精度及效率較高。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本工件智能計量檢測單元包括坐標控制支撐裝置、檢測裝置和信息處理電控裝置；
[0012]所述的坐標控制支撐裝置包括坐標控制機構；
[0013]所述的檢測裝置包括本體和檢測頭；本體后端與坐標控制支撐裝置連接，前端與檢測頭后端連接，本體上設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，本體內部設有電控機構，電控機構包括電源模塊、數(shù)據處理模塊和數(shù)據發(fā)送模塊；檢測頭上設有檢測介質發(fā)射器和檢測介質反饋接收器，檢測介質發(fā)射器和檢測介質反饋接收器分別與電控機構的數(shù)據處理模塊電連接；
[0014]所述的信息處理電控裝置包括工業(yè)控制計算機、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)據分析處理回路、打印輸出回路等，工業(yè)控制計算機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構電連接，工業(yè)控制計算機與坐標控制支撐裝置電連接。
[0015]作為本實用新型的進一步改進方案，所述的本體后端設置成與數(shù)控機床主軸配合的莫氏錐度結構。
[0016]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述的電控機構的電源模塊包括可充電電池組，檢測裝置上還設有充電頭，充電頭與電控機構的電源模塊可充電電池組電連接，所述的坐標控制支撐裝置上設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)控制計算機電連接。
[0017]作為本實用新型的進一步改進方案，所述的本體前端通過快速連接機構與檢測頭后端連接。
[0018]作為本實用新型的進一步改進方案，本工件智能計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在檢測頭定位架上，檢測頭定位架定位設置在坐標控制支撐裝置附近；所述的信息處理電控裝置還包括檢測頭更換回路，工業(yè)控制計算機與快速連接機構電連接。
[0019]作為本實用新型的一種實施方式，所述的檢測介質發(fā)射器和檢測介質反饋接收器是光源發(fā)射器和光源反饋接收器。
[0020]作為本實用新型的進一步改進方案，所述的檢測介質發(fā)射器的數(shù)量設置為多件，多件檢測介質發(fā)射器呈圓形均布設置在檢測頭前端面上，所述的檢測介質反饋接收器設置在圓形均布的檢測介質發(fā)射器的圓形范圍內。
[0021]作為本實用新型的進一步改進方案，所述的呈圓形均布設置在檢測頭前端面上的多件檢測介質發(fā)射器分別發(fā)射不同波長、頻率的光源。
[0022]作為本實用新型的進一步改進方案，本工件智能計量檢測單元還包括坐標控制位置變換裝置，坐標控制位置變換裝置設置在檢測工作臺附近，坐標控制位置變換裝置包括工件抓取機構及坐標控制翻轉機構，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)控制計算機與坐標控制位置變換裝置電連接。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本工件智能計量檢測單元是通過檢測頭上的檢測介質發(fā)射器發(fā)射如超聲波或者是光源、紅外線等檢測介質，通過檢測頭上的檢測介質反饋接收器接收定向打在被測工件檢測面后反射回的檢測介質，并轉換為電信號、通過電控機構的數(shù)據處理模塊接收反饋的信息生成第一層數(shù)據并通過數(shù)據發(fā)送模塊將層數(shù)據發(fā)送至工業(yè)控制計算機存儲，然后逼近一定距離后再次檢測將層數(shù)據發(fā)送至工業(yè)控制計算機存儲，以此類推，多組層數(shù)據發(fā)送至工業(yè)控制計算機存儲，工業(yè)控制計算機將所有層數(shù)據通過數(shù)據連續(xù)性分析、特性分析及數(shù)值逼近生成樣條數(shù)據并存儲，并根據樣條數(shù)據擬合成樣條逼近函數(shù)，然后根據樣條逼近函數(shù)計算最終檢測數(shù)據并存儲，完成工件的被測表面或孔的檢測，是一種非接觸式檢測，避免了計量器具直接與被測工件接觸產生的計量器具磨損、計量器具易損壞、計量結果存在人為個體檢測差異性等缺陷；由于通過工業(yè)控制計算機來控制坐標控制支撐裝置的動作，坐標控制支撐裝置可以是受坐標控制的機械臂，也可以是受坐標控制的數(shù)控機床主軸等設備，因此將檢測裝置安裝在坐標控制支撐裝置上即可實現(xiàn)自動化操作，減少了人工參與，檢測效率較高；由于工業(yè)控制計算機通過模式識別傳感器反饋的信息進行三維實體建模，生成樣條實體函數(shù)并存儲、并就近選定基準面或基準點，然后根據選定的基準面或基準點重新建立基礎坐標系和若干子坐標系，然后采用數(shù)值逼近和生成樣條數(shù)據并根據樣條數(shù)據擬合成樣條逼近函數(shù)的方式、并根據樣條逼近函數(shù)計算最終檢測數(shù)據，同時重新建立的坐標系校正后生成的最優(yōu)基礎坐標系和若干子坐標系可以最大限度減小機構累積誤差，因此檢測精度較高，能夠實現(xiàn)準確率較高的在線檢測；