[发明专利]五轴柔性检测平台及检测方法

说明书

五轴柔性检测平台及检测方法，涉及精密测量技术领域，解决现有技术无法采用激光测量被测件轮廓度或孔径尺寸等问题，包括床身，X向工作滑台，C轴，Z向工作滑台，Y向工作滑台，C轴伺服电机，Z轴伺服电机，Y轴伺服电机，X轴伺服电机，A轴，A轴伺服电机以及电控装置，定位套，轴向激光器，激光器安装装置和侧向激光器；采用共聚焦激光位移非接触测量技术实现对被测件件无盲点高速扫描，采用被测件静止，仅测头做测量运动的工作方式，测量时共聚焦激光测头视零部件结构做相应的三轴或四轴运动形式，对被测件扫描，被测件本身的几何形状与尺寸，测量过程无需专门制造的定位夹具，即降低测量成本，又提高了测量系统的柔性和检测精度。

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，具体涉及一种五轴柔性检测平台及检测方法。本发明适用于机械加工中切削、磨削后零部件检测，如：传动器中各种齿轮、同步器中齿毂齿套、差速器中行星伞齿轮等等零部件尺寸、几何形状参数激光检测，特别是涉及同步器齿套、齿毂、齿座、盘类零件端面台阶几何尺寸等精密测量技术领域，同时也适合模具、冲压件、注塑件、螺旋桨、涡轮、汽车白车身等大型结构件检测。

背景技术

现在随着科学技术进步，对于产品零部件质量要求越来越高，为了保证质量有的零部件需要百分之百检查，采用传统在线检具无法满足新型生产方式，传统检具主要是接触式测量方式，如果用于百检检具使用寿命会大幅度降低，带来的结果测量成本增加。其二传统检具针对零部件每一个几何尺寸都需要有一个表或传感器与之相对应，所以检具在设计时容易受到结构制约，一个零部件需要多套检具才能完成几何尺寸的检测，检具套数多，需要相应操作者就多，使得检测成本增加。三、对于汽车、摩托车等大批量生产行业，零部件种类数以千计、万计，就同一种零部件而言，尺寸大小不同传统检具就不能通用，所以为了保证生产需要做大量检具，无疑增加保存和物流成本，四、现在产品零部件加工基本采用数控车、磨和加工中心等设备，加工精度非常高(0.005-0.01mm)，而读数检具采用的是校准件比对方法，为了保证产品各种不确定因素影响测量精度，校准件制造精度按照规定是产品精度的1/10(0.0005-0.001mm)，这样校准件制造非常困难，成本大幅度增加。

数控加工无论是车床、铣床、磨床等设备给出被加工件数模，按照数模编程，数控机床开始加工，加工实现的目的就是把虚拟的数字化三维模型转化成实体的零部件或产品，加工后零部件或产品的误差就是实体的产品与理论上的数模偏差，造成偏差的原因是：一、刀具加工过程中切削力导致刀具变形，被加工件受力变形，机床结构加工受力变形。二、刀具加工一定数量产品后磨损导致没有达到预期的切削量生产的偏差。三、加工过程中切削生产热量导致的温度带来的尺寸偏差。四、加工中刀具需要步进切削，步进形成的栅距带来的尺寸偏差，五、铣刀加工方式是断屑，铣刀刃与刃运动轨迹带来的尺寸偏差。六、薄壁类或强度不高的零部件装夹带来的尺寸偏差。数控机床本身精度不够或使用超期带来的尺寸偏差。

目前的零部件参数检测方法，基本上可以分为四种，一、平板测量(使用工具是测量平板、千分表、量块、方箱、测高仪等)。二、在线专用检具或测量机(单一产品，视值显示是表或者传感器与量仪、传感器与工控机)。三、仪器(立式、卧式测长机)。四、测量设备(三坐标、圆柱度仪、齿轮测量机等)。

下面对上述四种方法分别进行说明：

一、平板测量，该法是传统的测量，是所有测量方法的理论基础，主要以与量块尺寸对比测量为主,其实质是测量出来零部件尺寸与量块配出的理论正确尺寸偏差。优点是不确定因素少，测量准确，缺点是对于操作者素质要求高，测量过程时间长。

二、在线专用检具或测量机，针对单一零部件而单独设计制造的(专用)检具或测量机，它可以检测个一或多个尺寸与形位公差。优点是操作简单，测量速度快、时间短，测量数值准确可以直接指导生产，检具测量端多数采用表，测量机测量端采用传感器并与工控机相连可以对数据处理和存储。

三、仪器(立式、卧式测长机)，仪器主要针对尺寸的测量，如：长度、宽度、直接、孔径等等，优点是测量精度高，缺点是测量形式单一。