[发明专利]基于接触式探针的3D打印叶轮在线轮廓测量方法

说明书

本发明涉及精密测量技术领域，且公开了基于接触式探针的3D打印叶轮在线轮廓测量方法，包括底座，所述底座顶部固定连接有操作机构，所述底座顶部设置有定位机构；所述定位机构包括T型槽，所述T型槽开设于底座顶部，所述T型槽内侧滑动连接有T型块，所述T型块顶部固定连接有固定平台，所述固定平台顶部固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆外表面套接有叶轮。该基于接触式探针的3D打印叶轮在线轮廓测量方法，在线的测量系统避免了后续对叶轮加工时的二次定位误差，不仅可以快速获得3D打印件的表面坐标参数，还可以为后续精加工提供必要的参考数据，减少了该方法加工所需要的时间，降低了工艺的施工难度。

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，具体为基于接触式探针的3D打印叶轮在线轮廓测量方法。

背景技术

随着3D打印技术的快速发展，越来越多的零件通过3D打印制造出来，由于3D打印特有的快速性与方便性，3D打印非常适合制造难度高、批量小的零件，叶轮作为一个需要通过多道传统工序才能制作的复杂零件，若使用铣削加工需要高精度的4轴或5轴数控铣床，当然也可以使用铸造方法进行加工；

但是由于叶轮的模具难以制造，使得该方法加工时间长，工艺难度高，使用3D打印技术却可以很快制造出来，然而3D打印产生的误差很难检测，这为后续精加工带来了难题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于接触式探针的3D打印叶轮在线轮廓测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于接触式探针的3D打印叶轮在线轮廓测量方法，包括底座，所述底座顶部固定连接有操作机构，所述底座顶部设置有定位机构。

所述定位机构包括T型槽，所述T型槽开设于底座顶部，所述T型槽内侧滑动连接有T型块，所述T型块顶部固定连接有固定平台，所述固定平台顶部固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆外表面套接有叶轮，所述螺纹杆外表面螺纹连接有限位螺帽，所述固定平台左右两侧均固定连接有限位夹具，所述限位夹具顶部开设有螺孔一。

优选的，所述螺孔一内侧螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉底端与T型槽内部紧密贴合。

优选的，所述T型槽等间距密集分布在底座顶部后侧，所述限位螺帽底部与叶轮顶部紧密贴合。

优选的，所述操作机构包括固定座，所述固定座顶部固定连接于底座顶部，所述底座上方设置有安装座，所述安装座顶部固定连接有机械臂，所述安装座顶部开设有螺孔二，所述机械臂右侧底部螺纹连接有接触式探头，所述接触式探头底部设置有探针。

优选的，所述螺孔二内侧螺纹连接有安装螺钉，所述安装螺钉底端贯穿于安装座并延伸入固定座内部。

优选的，所述机械臂设置为Elfin机器人控制机械臂，所述探针型号设置为TP300。

优选的，所述探针通过ATP-4实现信号的转接与电源的供给，所述探针向下浮动的距离为5MM，探针任意径向摆动的角度为12度。

优选的，所述操作机构包括以下步骤：

S1、机械本体设计

首先，将机械臂由8个M8的安装螺钉固定在底座顶部，再将叶轮套接在固定平台顶部螺纹杆，并向下拧紧限位螺母以固定叶轮，最后通过螺钉固定接触式探头和探针、接触式探头顶部与机械臂通过法兰盘固定，实现探针的固定与安装；

S2、测量探针电气系统设计

首先，连接机械臂的IO数字输出口1到ATP-4，ATP-4将数字输出口1提供的24V电压转为5V电压，从而实现探针的供电；然后连接ATP-4到机械臂的IO数字输入口1，若探针头部发生形变，探针将信号传递给ATP-4，ATP-4将输出开关量(高电平)传递给机械臂的IO数字输入口1，从而实现信号的传输；

S3、测量程序设计