[发明专利]一种数控机床加工零件的在机检测方法

说明书

本发明公开了一种数控机床加工零件的在机检测方法。本发明是在数控机床的主轴上安装一种以长度测量传感器为核心的检测装置，使其与被测零件的被侧面法向触测，检测装置能够实时地传输测量结果回上位机，实现在线连续测量。该检测装置安装在主轴上类似于一把加工用的刀具，可以按加工零件的NC程序给定的轨迹在零件加工面上进行连续采样检测，采样结果即是检测结果。

技术领域

本发明涉及零件测量技术领域，具体的说，是一种机加零件型面形位误差在机连续精确的测量方法。

背景技术

数控机床大量应用于机械加工领域，如何高效、便捷、精确的进行零件形位公差的检测，是获取产品加工质量情况的关键。

现有数控加工零件型面形位误差的检测方法有：

第一类是三坐标测量机测量，是一种离开加工机床的测量方法。三坐标测量机使用3D测头对被测目标进行测量。使用3D测头在被测实体上逐个采点，获取被测点的坐标值，通过实测点与理论值之差来评价被测目标的误差。

使用3D测头逐点测量零件型面，采点效率很低，如果测量型面上点位数量越多，则测量效率越低；同时这种测量方法不可避免地会带来二次装夹的误差，也易对工件造成损伤，如划伤表面、工艺变形等；且对测量环境要求高，测量成本高，使用范围受到一定的限制。

第二类是视觉测量法。视觉测量技术是以计算机视觉为基础，结合光、电、机应用的一种新兴测量技术。该方法在测量过程中，由激光二极管发出的激光束在被测型面实体上形成一个亮的光斑，经成像物镜将该光斑成像到光电接收器的光敏面上，光强信号被转换为电信号后经数/模采集并顺序输出，就得到同事具备位置信息和光强信息的一维图像信息，图像信息经过图像数据分析可以精确计算机光斑像点的位置。该方法具有非接触、柔性好等优点，但测量结果受光学成像元器件影响较大，测量效率较低，精度不高等缺点。

现有技术主要存在以下缺点：

三坐标测量机测量：

1、这种测量方法由于被测零件要离开加工它的机床到三坐标测量机上测量，不可避免地会带来二次装夹的误差，也易对零件造成损伤，如划伤表面、工艺变形等；

2、同时由于三坐标测量机检测零件要逐点测量零件型面，测量精度受所测点位数量和位置影响很大，测量精度和测量效率无法很好地协调，且测量成本高；

3、对测量环境要求高，使用范围受到一定的限制；

4、因触发式测头是感应元件，测量到的点是测头的球心位置，故欲求得工件真实外形则需要对球头半径进行补偿，因而可能会导致修正误差的问题。计算比较繁琐，同时也是测量误差的来源之一。

视觉测量法：该方法测量结果受光学成像元器件影响较大，且存在测量效率较低，精度不高等缺点。

发明内容

针对现有技术采点效率很低，有二次装夹的误差，测量效率较低，精度不高等缺点，本发明针对这些不足，提供一种机加零件实体型面在机连续精确的测量方法。

该方法是在机床的主轴上安装一种以长度测量传感器为核心的检测装置，使其与被测零件被测面法向触测，并随着机床运动，实现在线连续测量。该检测装置安装在机床的主轴上类似于一把加工用的刀具，可以按加工零件的NC程序给定的轨迹在零件加工面上进行连续采样检测，采样结果即是检测结果，从而实现高效、便捷、精确的进行零件形位公差的检测的功能，目前对于数控机床加工零件的型面误差在机检测方面上没有公认的技术和标准，本发明参考三坐标测量相关的“产品几何量技术规范（GPS）GB/T 16857.1-200X”、“几何量技术规范长度测量器具：指示表设计及计量技术要求GB/T1219-2000”、“坐标测量机的验收检测和复检检测 eqv ISO 10 360-1:2000”、“测量机的精度判断标准（JJF 1064-2000）”等标准与规范设计。