[发明专利]一种无线形位测量装置

说明书

本发明公开了一种无线形位测量装置，包括上位机和下位机，所述下位机包括弹簧顶针、第一旋转变阻器、第二旋转变阻器；所述弹簧顶针的顶端与第二旋转变阻器啮合，且中部通过齿条与第一旋转变阻器啮合。在测量时，将测量装置的弹簧顶针压在待测量表面，测量顶针在零件待测表面产生相对滑动；此过程中，位移测量模块测量的弹簧顶针的位移和角度，通过无线发射接收器发送到上位机后，即可拟合得到弹簧顶针经过的零件表面的形位，实现相应零件表面的形位测量。所述弹簧顶针具备轴向弹性，可以应用于多类机床，实现复杂工况的零件表面形位的连续高效测量；本发明具备应用范围广、连续测量效率高的优势。

技术领域

本发明属于检验检测的技术领域，具体涉及一种无线形位测量装置。

背景技术

机械加工过程中，尤其是自动化的数控加工过程中，一方面为了保证零件的装夹定位的准确，另一方面为了保证零件加工表面的状态检测以及时对加工状态进行调整，一般需要在装夹定位和完成零件的部分加工后对零件表面的形位进行测量。传统的形位测量工具包括非自动化的杠杆表、百分表。这些量具在使用的过程中需要大量的人工参与难以实现自动化，且由于需要人工进入机床查看测量状态还存在一定的安全风险。

为了解决这一问题，目前使用集成在数控机床上的探头对待测量表面取点测量，再对这些点进行拟合得到相关表面的形位。然而探头也存在较大的局限：由于探头尖端一般是红宝石等精贵材料，一方面昂贵，另一方面也容易受到机床上切削、切削液的损伤和腐蚀；由于探头一般不具备轴向的弹性，在测量时为了避免碰撞损伤只能使用靠近、贴合、远离的反复过程进行逐点测量，测量过程耗时长、测量效率极低；最后，探头需要数控机床有相应的标准接口，不能用于非数控、无接口的机床，应用范围受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线形位测量装置，旨在解决上述问题，所述弹簧顶针具备轴向弹性，可以应用于多类机床，实现复杂工况的零件表面形位的连续高效测量；本发明具备应用范围广、连续测量效率高的优势。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种无线形位测量装置，包括上位机和下位机，所述下位机包括弹簧顶针、第一旋转变阻器、第二旋转变阻器；所述弹簧顶针的顶端与第二旋转变阻器啮合，且中部通过齿条与第一旋转变阻器啮合。

测量时，将测量装置的弹簧顶针压在待测量表面，然后让测量顶针在零件待测表面产生相对滑动；此过程中，位移测量模块测量的弹簧顶针的位移和顶针角度测量模块测量的弹簧顶针的角度，通过无线发射接收器发送到上位机后，即可拟合得到弹簧顶针经过的零件表面的形位，实现相应零件表面的形位测量。本发明具备应用范围广、连续测量效率高的优势。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一旋转变阻器、第二旋转变阻器的旋转轴上分别设置有从齿轮，所述弹簧顶针的顶端对应设置有主齿轮，且弹簧顶针的中部的齿条通过双联齿轮与第一旋转变阻器上的从齿轮啮合。

为了更好的实现本发明，进一步的，还包括驱动器和舵机，所述舵机与弹簧顶针固定连接，且舵机的轴心与主齿轮的轴心重合。所述舵机用于驱动弹簧顶针绕主齿轮的轴心旋转。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述第一旋转变阻器、第二旋转变阻器分别串联有测量电源、固定电阻以构成电阻测量电路。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述上位机包括操作面板、测量选择模块以及依次连接的无线发射接收器、带通数字滤波模块、拟合计算模块、结果显示模块，所述测量选择模块分别连接无线发射接收器、拟合计算模块，所述操作面板与测量选择模块连接。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述带通数字滤波模块的下限频率大于等于弹簧的振动频率，上限频率小于等于使用环境的白噪声频率。

本发明的有益效果：