[实用新型]几何量在线检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及用于数控机床的在线检测几何量的测量系统。 

背景技术

据抽样调查报告，目前我国因产品质量问题，如废品、次品、返修品等，所造成的经济损失约为产值的10%～15%。而导致这一结果的其中一个原因，就是因为数控机床不具备检测功能，加工者不能及时发现加工工件存在的问题并修正工件。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种几何量在线检测系统，以解决上述技术问题中的至少一个方面。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种几何量在线检测系统，包括操作单元、数据处理单元、位于数控机床内的控制单元和与数控机床相连的探测头，其中： 

操作单元，接收用户输入的命令操作，向控制单元输出代表用户输入命令操作的操作信号。用户输入的命令操作包括启动检测任务和设定测量环境，检测任务是指点之间的空间距离、线之间的空间距离、面之间的空间距离、角度、形状位置公差的测量。 

控制单元，根据接收的操作单元的操作信号，向探测头输出测量控制信号；根据接收的探测头的触发信号，向探测头发出归位控制信号并记录探测头发出触发信号时的坐标值，将坐标值输出至数据处理单元。 

探测头，接收控制单元的测量控制信号，向测量点运动，并在接触到被测工件时向控制单元输出触发信号；接收控制单元的归位控制信号，退回到测量前的位置。 

数据处理单元包括处理模块，根据接收的坐标值，得到被测工件的几何量。 

本实用新型通过在数控机床上安装接触探测头，使得数控机床既是加工设备，又兼具坐标机的测量功能，对加工的工件可以进行在线精密检测，获得被加工工件的几何特征，能使操作者及时发现加工工件存在的问题。 

安装本实用新型的检测系统后，可以大幅度提高工件的精度，并缩短工件的生产周期。 

在一些实施方式中，本实用新型的检测系统还可以包括转换单元，此时， 

操作单元，接收用户输入的命令操作，向转换单元输出代表用户输入命令操作的操作信号； 

转换单元，接收操作单元的操作信号，将其转换成能由控制单元读取的执行信号； 

控制单元，根据接收的转换单元的执行信号，向探测头输出测量控制信号。 

通过转换单元将操作信号（或由操作信号启动的检测主程序）转化为数控机床可执行的程序（如：G代码程序），再通过RS-232串行通讯接口传输给数控机床，由此，使得本实用新型可以与那科、西门子、三菱等多种数控系统连接，可以扩展数控系统的功能，使其具有更广的适用范围。 

在一些实施方式中，数据处理单元还可以包括比对模块，将被测工件的几何量与预先存储的被测工件的模型数据进行比对，给出判断结果。 

通过比对模块，将测得的几何量与预先存储的模型数据（如：CAD数据模型）进行比对，可以发现加工工件存在的问题并得出修正方案。 

在一些实施方式中，探测头包括红宝石测球和测头开关，红宝石测球与测头开关刚性连接，测头开关的外围圆周方向上均匀分布有三个定位圆柱体和三对钢球接触副。每对钢球接触副包含两个定位钢球，每对钢球分别位于一个定位圆柱体的两侧。 

本实用新型采用磁力来使探测头复位。探测头与电源接通后，探测头内部产生一个电磁场。当红宝石测球接触被测工件并达到一定的测量力时，该测量力在测杆上产生的力矩大于由接触探头内部芯体磁力力矩时，三对接触点中至少有一对开启，则电路回路断开，产生接触触发信号，该信号迅速传至数控机场的控制单元，立即锁存机床三个运动轴的坐标值。一旦测量力消失，则开启的接触点在磁力的作用下复位。这种接触式的探测头结构简单紧凑，工作过程的中间环节少，容易使测头获得较好的重复性，本系统探头重复性小于0.002mm。 

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的几何量在线检测系统的方框示意图。 

图2是本实用新型的检测流程图。 

图3是本实用新型一种实施方式的探测头的开关图。 

图4是本实用新型一种实施方式的探测头的原理示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。 

图1示意性地显示了本实用新型其中一种实施方式的几何量在线检测系统的方框示意图。 

如图1所示，一种几何量在线检测系统，包括操作单元1、转换单元2、数据处理单元3、位于数控机床内的控制单元4和与数控机床相连的探测头5。