基于接触探针的自动柔性检查系统的制造方法
专利名称：一种基于接触式探针的自动柔性检测系统的制造方法
技术领域：
本实用新型涉及检验工具技术领域，尤其涉及一种基于接触探针的自动柔性检验系统，用于快速定量检测机械产品的尺寸误差。
（二)
背景技术：
检查工具是机械制造领域中最常用的尺寸误差检查工件之一。当前，市场上使用的检查
这些工具基本上是手动外观检查型机械检查工具。在检查工具的开发过程中，人们需要根据工件的形状专门设计和加工与工件相匹配的轮廓，特征点，定位孔等。整个过程等同于制造与工件形状一致的刚性模型。通常，被测工件与检查工具的检查表面之间存在固定的间隙。
例如3毫米。在使用中，操作员使用塞尺测量间隙的大小，并目视检查塞尺，以确定工件与标尺表面之间的尺寸误差（理论值或标称值）。这种检测方法确定了传统专用检验工具与产品之间的一一对应关系，即一种产品的检验工具只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。另外，传统的检查工具只能对产品误差进行定性或低精度定量检测，而不能提供高精度的定量误差数据。为了确保产品轮廓尺寸的误差测量精度，检查工具轮廓的加工精度较高，设计更加复杂，导致检查成本增加。通常，检查工具的成本占同一产品模具成本的百分比。五十多。在发明人出版的“机械产品尺寸误差的灵活检查方法”中（发明专利
200410018100.3)描述了一种基于柔性可调工具，非接触式探针和三维设计模型的柔性检查方法。但是，由于非接触式探头通常价格昂贵，因此不利于中小型企业的普及。在实施灵活的检查工具时，需要一种低成本，更方便的自动检查工具实施方案。
（三)发明内容
本发明公开了“基于接触探针的自动柔性检查系统”。基于发明人公开的柔性检查方法的原理，使用了具有通信端口的低成本接触探针。选择高强度工业型材，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作为可调工具，并实现一对多，即一组灵活的检查工具通过控制器。它可以完成不同工件的自动，快速和定量检测，大大减少了使用传统的手动目视检查工具的使用，提高了检测效率，并对产品进行100％检测或在线测量以减少或消除浪费。为了达到这个目的，本发明采用以下技术方案
本发明的基于接触式探针的自动柔性检查系统包括可调工具，探针座，具有通信端口的接触式探针，控制器，软件和主控制计算机。其特点是该系统使用可调节的柔性工具固定工件，并使用带有通讯端口的接触式探针来测量相对误差。探头安装在可以自由调节探头安装角度的探头底座上。通过控制器，一个或多个探头连接到主控计算机。主控计算机和软件控制测量数据的收集和处理，以实现工件误差的自动检测。
可调工具可以是工业型材，螺纹孔阵列，多关节铰链和带有锁定机构的液压伸缩杆中的任何一种或混合结构。通过调整工具的结构，可以轻松地使用柔性量规来测量不同的工件。特别是对于同一产品的不同型号，使用灵活的工具可以大大节省检查工具的处理时间和检查工具的材料使用，并减少资源浪费。
探头底座是带有球形接头的特殊设计的多关节机构。将两种单独的硬质材料（例如工业铝合金）加工成球形腔。用锁紧螺钉夹住两种材料以锁定球头，以固定球头的姿势；拧松螺丝时，球头可以自由旋转姿势。球头杆的另一端带有螺纹，并且球头杆的螺纹端通过探头固定块的锁定槽口旋入螺纹孔，并拧紧锁定槽口以固定探头固定块。探针固定块的另一端是带有锁定切口的通孔。该通孔与探头安装杆匹配。拧紧锁定槽口螺钉以固定探头。球形头杆和探头安装块之间的带有锁定槽口的螺纹连接也可用于微调探头的上下位置。探头底座解决方案具有结构简单，安装方便，易于加工，易于调节，牢固可靠等特点，非常适合接触式探头的固定和安装调整。
接触探针是成熟的电容或电感位移传感器，也可以是“阻尼脉冲型有源测量线性位移传感器”（发明人已申请专利）。使用这种类型的接触式传感器不仅成本要比非接触式传感器低得多，而且技术成熟可靠。在本发明公开的解决方案中，所使用的接触探针具有可以在工业环境中可靠地工作的通信端口，并且该通信端口连接到外部控制器或计算机以上传测量数据以进行进一步处理。
控制器的主要功能是与接触式探针通信。根据指定方法控制传感器完成工作模式设置和测量数据采集，并通过控制器同时实现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，显示或显示上传到主机控制计算机等。除了控制和管理一个或多个探针外，控制器还包括监视和处理外部触发信号（例如“测量开始”等）。
本实用新型可以将控制器的所有功能集成到主控计算机中，并且主控计算机和软件可以完成采集，处理，显示等工作；或将主控制计算机的主要功能和软件集成到控制器中，可以通过
进行控制
然后，嵌入式软件完成收集，处理并通过内置的液晶显示组件显示数据。该系统可以对收集到的误差数据进行统计，获得统计数据，例如最大，最小，平均，均方误差，超限样品的数量和比例，并通过统计方法提供制造过程控制所需的信息。该系统还可以通过Web浏览器进行管理，操作自动检具，查询和处理。该软件和主控计算机为用户提供系统人机交互功能，以完成系统设置，实时检测，数据库查询和显示以及统计结果查询等。在本发明中，接口软件采用系统软件接口基于Web浏览器，并且数据库位于测量控制计算机中。控制计算机也是测量数据库服务器，用户可以通过网络远程监视或查询测试结果。
此外，控制器或主控计算机可以接收触发信号以手动或自动开始测量周期，并且可以提供执行器的电信号输出，例如警报。有两种不同的校准本发明中公开的接触式柔性检查工具的方法（1)使用三坐标测量系统来校准测量点的位置，工件支撑固定点和初始值）。 （2)将合格的标准样品固定在可调工具的指定位置后，系统会自动设置每个探针的初始值，以完成系统的自动校准。测量时，系统读数是工件测量点的实际值与探头的初始值之差，即该点上实际测量的工件与理论值的偏差是误差。系统具有（2)中所述的自动校准功能，通过收集一定数量的工件样本，系统软件统计计算可以理论上探头的初始值会自动调整，以完成系统的自我调整（或自我学习）。这样，系统可以在工具变形时通过这种自我调整完成自我调整，从而降低了系统维护成本。
本发明的突出优点包括“因为本发明使用带有通信端口的接触式位移传感器（例如数字电容式位移传感器或类似的传感器）作为探针，所以它具有技术成熟，易于操作的优点。安装，维护方便。与传统的手动目检机械检查工具相比，不仅可以实现自动，快速，定量的测量，而且可以在生产过程中对100％的产品进行在线测量，以减少或消除浪费；它也可以实现一对多的测量（一个可以调节的柔性量规来测量不同的工件），从而大大减少了量规的材料和存储空间，节省了开发和制造成本，并缩短了交货周期。由于其成本低廉，效益明显，节能减排效果显着，因此可以广泛推广。
图1是第一实施例的整体示意图
图2是探针座的示意图
图3是第二实施例的示意图
图4是第三实施例的示意图
图5是图2的图形编号标识的侧面剖视图
1个被测工件
3个探针库
5个带通讯端口的接触探头
7台主计算机
31个球头夹紧块（上下）
33个俱乐部
35个探头固定块
37个杆头（截面）
39个带锁孔的螺纹孔（部分）
2可调工具
4个控制器
6控制器到主控计算机的电缆
32个球头锁紧螺栓
34个探头固定块锁定螺栓
36个带锁定切口的通孔（用于固定探头）
38个带通讯端口（配置文件）的接触探头
具体的实现方法
本发明公开的柔性检查工具解决方案主要由可调工具，探头座，带通讯口的接触探头，控制器，软件和主控计算机组成。控制器和主控计算机可以根据系统的复杂性进行组合或分离。
实施例1典型的多探针系统（带有图1)
典型的基于接触式探针的自动柔性检查系统通常包括带有通信端口的多个接触式探针。
探头的结构图如图2和图5所示。将要测试的工件1固定在可调工具2上，将带有通讯端口的接触式探头5安装在可自由移动的测量头上。调整探头的姿势。在头座3上，探头座通过螺纹连接固定在可调工具上，并且探头通讯端口通过专用通讯电缆连接到控制器4的输入端口。控制器根据程序管理每个探头和外部触发信号。测量数据的收集完成，并且测量数据通过控制器输出端口通过连接电缆6上传到主控制计算机7，并存储在指定的数据库中。主控计算机根据用户程序“等待”完成数据库数据的统计，处理，显示，查询和报警。主机同时管理控制器，并通过控制器管理探头和外部触发信号。
实施例2无控制器系统
当系统只有一个或几个探针时，可以将控制器功能集成到主机中以形成无控制器系统。如图3所示，单探针系统通常相对简单，包括连接电缆6和主机7的探针基座3、探针5、。
实施例3：没有主控计算机系统在实施例2中，主控计算机的主要功能也可以集成到稍微扩展的控制器中。例如，当键输入模块和显示模块集成到控制器中时，系统将成为非主计算机系统。除了复杂的计算和大型数据库管理外，几乎所有主控制计算机功能都可以在控制器中完成。没有控制器的计算机系统的典型显示功能可以由控制器自己的LCD单元完成，如图4所示，包括
探针支架3、探针5、，用于连接电缆6和带有显示屏和按键模块的增强型控制器4。
专利1.基于接触式探针的自动柔性检查系统，包括可调节的工具，探针基座，具有通信端口的接触式探针，控制器，软件和主控制计算机。其特点是该系统使用可调节的柔性工具固定工件，并使用带有通讯端口的接触式探针来测量相对误差。探头安装在可以自由调节探头安装姿势的探头支架上。通过控制器提供了一个或多个探针。与主机连接。
2.根据权利要求1所述的任何基于接触式探针的自动柔性检查系统，其特征在于，所述接触式探针是基于电容性栅格或电感的线性位移传感器。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的基于接触式探针的自动柔性检查系统，其特征在于，所述探针座采用球头杆结构，并且可以自由调节探针的安装姿势，并可以微调测量杆的轴向位置。
2.根据权利要求1所述的基于接触探针的自动柔性检查系统，其特征在于，所述可调工具可以是工业型材，螺纹孔阵列，多关节铰链和锁定机构中的任何一个或多个混合结构。液压伸缩杆。
专利摘要本实用新型公开了一种基于接触式探针的自动柔性检测系统，该系统包括可调工具，探针座，接触式探针，控制器，软件和主控计算机。其特征在于，该系统使用可调节的柔性工具来固定工件，并使用带有通信端口的接触式探针来测量相对尺寸误差。探头安装在可以自由调节探头姿态的探头基座上。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，以实现工件误差的自动检测。该系统软件具有对测量数据进行统计并提供统计过程控制所需的信息的能力，并实现了系统的自适应校准。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。它是目前机械检查工具的手动目检的有效替代品自动检具，也是优良的在线检查机械产品尺寸错误程序。
文档编号G01B7 / 00GK201402120SQ20082018179
出版日期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
发明人涂成胜申请人：涂成胜
