[发明专利]一种多功能精加工粗糙度在机测量装置及测量方法

说明书

本发明属于数控加工测量技术领域,尤其涉及是一种多功能精加工粗糙度在机测量装置及测量方法，包括标准刀柄、径向姿态调节机构和多功能测量单元；径向姿态调节机构包括驱动基体以及用于安装多功能测量单元的固定安装座和若干滑动安装座，固定安装座与驱动基体同轴设置，所有滑动安装座绕驱动基体的中心轴环向间隔设置，并可在驱动基体的作用下进行径向移动；标准刀柄与驱动基体的另一端同轴可拆卸连接。该测量装置具有模块化、高效率、低成本、多功能、适应能力强、测量精度高、一致性好的特点，能够实现在大型部件关键部位加工完毕后，无需专用测量站位或设备，即可完成对多种关键加工表面粗糙度的快速测量。

技术领域

本发明属于数控加工测量技术领域,尤其涉及是一种多功能精加工粗糙度在机测量装置及测量方法。

背景技术

粗糙度是精加工表面质量的一个核心评价指标，大型管接头、阀体、工程机械等大部件的关键加工部位，如大孔内壁、外圆柱面、大尺寸曲面等特征，在空间中的形状、位置较大，数量较多，且大部件本身体积大而复杂，难以像单个小型零件那样灵活调整其姿态测量关键部位的表面精度。

目前，针对此类大部件精加工部位的粗糙度测量方法有三类：1）手工触摸被加工表面，然后与标准粗糙度样块触感对比，评估出大致粗糙度区间，该方法直观快捷、成本最低，但精度同样最低，人工主观性强，测量结果的一致性、可信度较低，大部件采用该方法也存在较多危险性；2）人工利用便携式粗糙度仪结合辅助工装测量、手工记录，成本较低，方便快捷，但受操作者技能水平影响，测量误差、不确定度较大，且测量范围小，效率低下；3）建设专用测量站位，利用龙门式三坐标测量机、移动式测量机器人等专用设备搭载粗糙度仪，测量大部件的关键部位，精度较高，测量过程可自动化，但成本高昂，占地较大，且涉及大部件从加工站位转运至测量站位、测量站位中的位置标定等工作，浪费时间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多功能精加工粗糙度在机测量装置及方法，该测量装置具有模块化、高效率、低成本、多功能、适应能力强、测量精度高、一致性好的特点，能够实现在大型部件关键部位加工完毕后，无需专用测量站位或设备，即可完成对多种关键加工表面粗糙度的快速测量。

本发明通过如下的技术方案来实现上述目的：

一种多功能精加工粗糙度在机测量装置，包括标准刀柄、径向姿态调节机构和多功能测量单元。径向姿态调节机构包括驱动基体、固定安装座以及连接于驱动基体一端的若干滑动安装座；固定安装座与驱动基体同轴设置，所有滑动安装座绕驱动基体的中心轴环向间隔设置，并可在驱动基体的作用下进行径向移动。多功能测量单元包括若干触发式3D测头和若干个粗糙度测量模块；触发式3D测头用于与固定安装座或滑动安装座一一对应可拆卸连接，粗糙度测量模块用于与固定安装座或滑动安装座一一对应可拆卸连接；标准刀柄与驱动基体的另一端同轴可拆卸连接。

优选的，所述驱动基体上连接有四个等间距设置的滑动安装座。

优选的，所述驱动基体包括安装基座和封装底壳，安装基座的一端设置有用于连接标准刀柄的连接盘，封装底壳的底部设置有若干用于一一对应安装滑动安装座的径向滑槽；封装底壳与安装基座的一端同轴固定连接，并与安装基座配合构成一个驱动腔体，驱动腔体中设置有用于控制滑动安装座移动的驱动机构。

优选的，所述驱动机构包括驱动控制电路、齿轮以及依次与安装基座同轴设置的交叉滚子轴承、齿圈和驱动盘；交叉滚子轴承的外圈与所述安装基座固定连接，交叉滚子轴承的内圈通过齿圈与驱动盘固定连接，齿轮与齿圈相互啮合，驱动盘上设置有与所述滑动安装座一一对应的渐开线滑槽；驱动控制电路布设于所述安装基座上，用于为齿轮提供旋转动力。

优选的，所述驱动控制电路包括伺服减速电机、电机驱动模块和电池，以及用于控制多功能测量单元采集相应检测数据、将所述检测数据上传至机床数控系统和闭环控制伺服减速电机的总控制器；伺服减速电机通过电机驱动模块与总控制器电性连接，伺服减速电机的转轴与所述齿轮传动连接；电池用于为驱动控制电路和多功能测量单元提供工作电源。