基于接触式探针的自动柔性检具检测系统的制作方法
专利名称：一种基于接触式探针的自动柔性检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检具技术领域，特别是一种基于接触式探头的柔性检具自动检测系统，用于机械产品尺寸误差的快速定量检测。
(二)
背景技术：
检具是机械制造领域最常用的尺寸误差检测工件之一。目前，市场上使用的检验
这些工具基本上是手动视觉检查型机械检查工具。在检测工具的开发过程中，人们需要根据工件的外观，专门设计加工出与工件相匹配的轮廓、特征点、定位孔等。整个过程相当于制造了一个与工件形状一致的刚性模型。通常，被测工件与检具的检测面之间有固定的间隙，
例如，3 毫米。使用时，操作者用塞尺测量间隙的大小，目视检查塞尺，确定工件与规面之间的尺寸误差（理论值或标称值）。这种检测方式确定了传统专用检具与产品的一一对应关系，即一种产品的检具只能专用于该产品，不能用于另一种产品的误差测量，测量速度也非常大。受手动操作限制。此外，传统检测工具只能对产品误差进行定性或低精度定量检测，无法提供高精度定量误差数据。为保证产品型材尺寸的误差测量精度，检具型材的加工精度较高，设计较为复杂，导致检测成本增加。一般来说，检具的成本占同一产品模具成本的一定比例。五十多。在发明人发表的《一种机械产品尺寸误差的柔性检测方法》（发明专利）中
在2.3)中，描述了一种基于柔性可调工装、非接触式探针和三维设计模型的柔性检测方法。但由于非接触式探头通常价格昂贵，不利于中小企业的推广使用。在实现灵活的检测工具时，需要一种低成本、更方便的实现方案。
(三)发明内容
本发明公开了“一种基于接触式探针的自动柔性检测系统”。基于本发明人公开的柔性检测方法的原理，采用低成本的带通讯口的接触式探头，采用高强度的接触式探头。工业型材、螺纹孔阵列、多关节铰链、带锁定机构的液压伸缩杆或它们的混合结构中的任何一种都可以用作可调工具。一对多，即一套灵活的检测工具，可以通过控制器进行调整，完成对位。对不同工件的自动、快速、定量检测，大大减少了传统人工目检工具的使用，提高了检测效率，并可对产品进行100%检测或在线测量，以减少或消除浪费。为实现此目的，本发明采用以下技术方案
根据本发明，一种基于接触式探针的自动柔性检测系统，包括可调工装、探针座、带有通讯口的接触式探针、控制器、软件和主控计算机，其特征在于：系统采用可调式柔性工装固定工件，采用带通讯口的接触式探头测量相对误差。探头安装在可自由调节探头安装角度的探头座上。通过控制器将一个或多个探头连接到主控计算机，由主控计算机和软件控制测量数据的采集和处理，实现工件误差的自动检测。
可调工装可以是工业型材、螺纹孔阵列、多关节铰链和带锁定机构的液压伸缩杆中的任何一种或混合结构。通过调整工装结构，可以方便地使用灵活的量具测量不同工件。特别是对于同一产品的不同型号自动检具，使用柔性工装可以大大节省检具加工时间和检具材料使用量，减少资源浪费。
探头底座是一种专门设计的带有球窝接头的多关节机构。两种独立的硬质材料，如工业铝合金，经加工形成球形腔体。用锁紧螺丝夹住两种材料，锁住球头，固定球头的姿势；当螺丝松开时，球头可以自由旋转的姿势。球头杆的另一端带螺纹，球头杆的螺纹端与探头固定块的锁紧槽口旋入螺纹孔中，锁紧槽口用螺钉拧紧固定探头固定堵塞。探头固定块的另一端是一个带有锁定切口的通孔。通孔与探头安装杆相配合。可以通过拧紧锁定切割螺钉来固定探头。球头杆与探头安装块之间采用带锁槽的螺纹连接，也可用于探头上下位置的微调。该探头座方案具有结构简单、安装方便、加工容易、调整方便、牢固可靠等特点，非常适合接触探头的固定和安装调整。
接触式探头是成熟的电容式或电感式位移传感器，也可以是“带阻尼脉冲有源测量的线性位移传感器”（发明人已申请专利）。使用这种接触式传感器不仅成本比非接触式传感器低很多，而且技术成熟可靠。在本发明公开的方案中，所使用的接触式探头具有可在工业环境中可靠工作的通讯口，通讯口与外部控制器或计算机相连，用于上传测量数据作进一步处理。
控制器的主要功能是与接触式探头进行通讯。控制传感器按照规定的方法完成工作模式设置、测量数据采集等工作，同时实现一个控制器对多个探头数据的管理，包括探头工作模式设置、测量数据采集、预处理、显示或上传到上位机控制计算机等。控制器除了控制和管理一个或多个探头外，还包括对外部触发信号的监测和处理（如“测量开始”等）。
本实用新型可将控制器的所有功能集成到主控计算机中，由主控计算机和软件完成采集、处理、显示等功能；或将主控计算机和软件的主要功能集成到控制器中，主控计算机和软件
而嵌入式软件通过内置的液晶显示组件完成数据的采集、处理和显示。系统可以对采集到的误差数据进行统计，获取最大值、最小值、平均值、均方误差、超差样本的数量和比例等统计数据，提供制造过程控制所需的信息。统计方法。还可以通过网络浏览器对系统进行管理、操作、查询和处理。该软件和主控计算机提供系统人机交互功能，供用户完成系统设置、实时检测、数据库查询与显示、统计结果查询等。界面软件采用基于网页浏览器的系统软件界面，数据库在测控计算机中。控制计算机同时也是测量数据库服务器，用户可以通过网络远程监控或查询测试结果。
此外，控制器或主控计算机可接收触发信号手动或自动启动测量循环，并可提供报警等执行器的电信号输出。本发明所公开的接触式柔性检具可以通过两种不同的方式进行标定(1)三坐标测量系统用于标定测量点的位置，工件的支撑固定点，以及测量头初始值，调整工装和Probe；（2)合格的标准样品固定在可调工装指定位置后，系统自动设置每个探针的初始值，完成自动系统校准。测量时，系统读取工件测量点的实际值与探头初始值的差值，即该点实际测量的工件与理论值的偏差即为误差。由于系统具有(2)中描述的自动校准能力，通过采集一定数量的工件样本，系统软件统计计算可以获得理论值，然后自动调整探头初始值，完成自适应系统的调整（或自学习）自动检具，这样当工装变形时，系统可以通过这种自调整完成自调整，降低系统维护成本。此时实测工件与理论值的偏差即为误差。由于系统具有(2)中描述的自动校准能力，通过采集一定数量的工件样本，系统软件统计计算可以获得理论值，然后自动调整探头初始值，完成自适应系统的调整（或自学习），这样当工装变形时，系统可以通过这种自调整完成自调整，降低系统维护成本。此时实测工件与理论值的偏差即为误差。由于系统具有(2)中描述的自动校准能力，通过采集一定数量的工件样本，系统软件统计计算可以获得理论值，然后自动调整探头初始值，完成自适应系统的调整（或自学习），这样当工装变形时，系统可以通过这种自调整完成自调整，降低系统维护成本。系统软件统计计算可得到理论值，然后自动调整探头初始值，完成系统的自适应调整（或自学习）。这样系统就可以在工装变形时通过这种自调整完成自调整，降低系统维护成本。系统软件统计计算可得到理论值，然后自动调整探头初始值，完成系统的自适应调整（或自学习）。这样系统就可以在工装变形时通过这种自调整完成自调整，降低系统维护成本。
本发明的突出优点包括'由于本发明采用带有通讯口的接触式位移传感器（如数字电容式门位移传感器等）作为测量头，具有技术成熟、安装方便等优点。 ，且维修方便。与传统的人工目检机械检测工具相比，不仅可以实现全自动、快速、定量的测量，而且可以对生产过程中的产品100%进行在线测量，减少或消除浪费；还可以实现一对多的测量（一个灵活的检具可以调整测量不同的工件），大大减少了检具的材料和存储空间，节省开发制造成本，缩短交货期。由于成本低、效益明显、节能减排效果显着，可广泛推广使用。
图1为实施例一整体示意图
图2为探针座示意图
图3为实施例二示意图
图4为实施例三示意图
图5是图2图号标识的侧剖视图
1 被测工件
3 探针底座
5 带通讯口的接触式探头
7 主控电脑
31球头杆球头夹紧块（上下两片）
33 俱乐部
35探头固定块
37球头（款）
39 螺纹孔，带锁定切口（截面）
2 可调工具
4 控制器
6 控制器到主控电脑线
32球头杆球头锁紧螺栓
34 探头固定块锁紧螺栓
36 通孔带锁孔（用于固定探头）
38 接触式探头，带通讯端口（配置文件）
详细说明
本发明公开的柔性检具方案主要由可调式工装、探头座、带通讯口的接触式探头、控制器、软件和主控计算机组成。控制器与主控计算机可根据系统的复杂程度进行组合或分离。
示例 1：典型的多探头系统（附图纸 1)
典型的基于接触式探针的自动柔性检测系统通常包括多个带有通讯端口的接触式探针。
测头结构图如图2和图5所示，待测工件1固定在可调工装2上，带有通讯口的接触式测头5安装在可自由调整姿态的测头座3上的探头。在顶部，探头座通过螺纹连接固定在可调工具上，探头通信端口通过专用通信电缆连接到控制器4输入端口。控制器根据程序管理每个探头和外部触发信号，完成测量数据的采集，测量数据通过控制器输出口通过连接电缆6上传到主控计算机7，并存储在指定的数据库中。主控计算机完成统计、处理、显示、根据用户程序对数据库数据进行查询、报警等。主控计算机同时管理控制器，通过控制器管理探头和外触发信号。
实施例2无控制器系统
当系统只有一个或几个探头时，可将控制器功能集成到主控计算机中，组成无控制器系统。单探头系统通常比较简单，如图3所示，包括探头座3、探头5、连接线6和主控计算机7。
第三实施例没有主控计算机系统。在第二实施例中，主控计算机的主要功能也可以集成到一个稍微扩展的控制器中。例如，当按键输入模块和显示模块集成到控制器中时，系统就变成了无主计算机系统。除了复杂的计算和庞大的数据库管理外，几乎所有的主控计算机功能都可以在控制器中完成。没有主控的典型计算机系统的显示功能可以由控制器的液晶显示单元来完成，如图4所示，包括
探针座3、 探针5、 连接线6，增强型控制器4，带显示和按钮模块。
声明1.一种基于接触式探头的自动柔性检测系统，包括可调式工装、探头座、带通讯口的接触式探头、控制器、软件和主控计算机，及其特点 系统采用可调式柔性工装固定工件，并采用带通讯口的接触式探头测量相对误差。探头安装在可自由调节探头安装姿态的探头座上。通过控制器，一个或多个探头与主计算机连接。
2.根据权利要求1所述的任何一种基于接触式探头的自动柔性检测系统，其特征在于，所述接触式探头为基于电容栅或电感的线性位移传感器。
3.根据权利要求1至2任一项所述的一种基于接触式探头的自动柔性检测系统，其特征在于，所述探头座采用球头杆结构，探头安装姿势可自由调节，并且可以微调测量杆的轴向位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于接触式探针的自动柔性检测系统，其特征在于，所述可调工装可以是工业型材、螺纹孔阵列、多关节铰链、带锁定机构的液压系统中的任何一种或多种混合结构伸缩杆。
专利摘要 本实用新型公开了一种基于接触式探头的自动柔性检测系统，包括可调工装、探头座、接触式探头、控制器、软件和主控计算机。其特点是系统采用可调式柔性工装固定工件，并采用带通讯口的接触式探头测量相对尺寸误差。探头安装在可自由调节探头姿态的探头座上。通过控制器，一个或多个探头与主控计算机相连，主控计算机控制测量数据的采集和处理，实现工件误差的自动检测。系统软件具有对测量数据进行统计的能力，提供统计过程控制所需的信息，实现系统的自适应校准。本实用新型具有可调性好、成本低、精度高、速度快、全自动、定量测量等特点，是目前机械检具人工目检的有效替代品，也是一种优良的在线检测机械产品尺寸误差程序。
文件编号 G01B7/00GK201402120SQ20082018179
公布日期 2010 年 2 月 10 日 申请日期 2008 年 12 月 19 日 优先权日期 2008 年 12 月 19 日
发明人涂承升申请人：涂承升
