[发明专利]智能检具

说明书

技术领域

本发明涉及一种以采用光学方法为特征的计量设备，具体涉及一种对零件尺寸精度进行快速智能化检查的智能检具。

背景技术

各部件为达到理想的制造加工精度，如汽车零部件及整车，需要相关检具的测量稳定性和精度有足够的保证。

现阶段的尺寸检测，通常使用支撑结构(夹具)将零件按照设计图纸规范定位在检具上，采用以下接触或非接触的检查方式在检具上对零件进行尺寸检测：

方式一，专用的量尺或量规手工检查；

方式二，使用空间位置测量设备对工件尺寸进行接触式检测；

方式三，在定位检具上设置一组高精度的检查块，采用百分表或DateMyte等量具逐个插入检查块上的衬套(表座)中，读取零件位置以求导尺寸偏差。

方式一需要在检查的位置有高精度的检查块作为参照来评估零件的尺寸偏差，故获取的零件尺寸读数的误差，是这些检查块的自身精度偏差、量尺/量规的偏差，以及操作人员对量尺/量规的读取判断偏差这三者的累积。检查块的精度在±0.1mm，导致检测方式的偏差能高达0.2mm。造成测量的稳定性不够，测量速度慢，通常需要数分钟，且数据精度不高，影响产品交付质量。

而且由于这类检具上的检查块常常会接触量尺/量规，检查块会受到磨损，要经常维护或更换检查块。维护保养的要求和成本比较高。另外手工测量得到的数据还要手工记录和输入到电脑系统。可见方式一的检测模式效率低下，耗时多，结果还不够精确。

方式二需要借助空间位置测量设备，如固定或移动三坐标测量仪，采用接触测量的方式对零件进行测量。此类检具无需高精度的检查块作参照，如三坐标测量仪直接由探针获取零件在检测位置的偏差。测量结果的精度取决于空间位置测量设备的自身精度，从而获取的零件尺寸读数的误差可以控制在0.05mm或更低。空间位置测量设备的成本较高，固定三坐标测量仪还需要恒温恒湿的环境要求。无论是人工操作三坐标测量仪，还是编程自动检，都需要投入大量的人力和准备工作。而移动式三坐标虽然不受环境温度的影响，但精度已无法满足某些零件的测量要求，尤其是对于形状复杂的汽车零部件，三坐标的探针无法到达某些特定的测量位置。

方式三使用同一个百分表在检具台上依次去测量零件的不同位置，经常需要对百分表归零，每个检查块都是检查基准，检查块的加工和调试精度都要求非常高，这些精度要求都转换为检具的制造成本，制约了其推广使用。

也可以将激光传感器这样的高精度传感器(0.01mm)应用在方式三的检具上，可以瞬间获取测量值，属于目前的新兴技术。然而仍需在检具上设置高精度的检查块作为参照，对激光传感器的位置进行校准，这就对激光传感器的安装提出了极高的精度要求，整个系统综合检查块的精度和激光传感器的安装位置精度才能得到高的检测精度结果。在工业现场的严苛使用环境中，检查块和激光传感器发生任何的偏移，都会导致检查结果的精度降低，与方式一同样存在检查块的定位精度影响测量精度的问题，对检具的制作和维护提出了更高的要求。这些对精度的过高要求最后都转化为设备制造和调试的过高成本，严重影响了该技术的应用推广。

经检索，中国专利文献CN103196365A公开了一种汽车零部件激光扫描检具，采用检具上的激光传感器扫描被检零部件获取测量数据，计算机调用测量数据并合成零件图像，再将零件图像与原先预存标准图像合成作对比，以此判定待检测的产品是否合格，需要采用移动的激光传感器扫描零部件的全部轮廓，通过计算机建模才能得到零件图像，耗时较长。而且现有的扫描设备的扫描精度也无法满足零件质量控制的要求。另外，在实际生产制造中，大部分零部件只需对关键部分的尺寸精度进行质量控制，例如仅将零件上需要安装配合的部位的尺寸作为质量控制点，采用整体扫描和比对的检测方法就显得效率过低。

中国制造2025提出了“推进信息化与工业化深度融合”与“生产过程的自动化和智能化建设”的战略目标及重点，检具的智能化也就成为工业4.0中的“智能工厂”和“智能生产”的重要环节。

如何对现有的定位检具进行有限的改造升级，以实现高速、高精度的自动检测，已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服以上现有技术中存在的诸多不足，本发明提供一种智能检具，用于对零件进行高速、高精度的自动检测。