面向数控车床的零件加工精度在线检测系统技术方案

本实用新型专利技术是一种面向数控车床的零件加工精度在线检测系统。检测系统包括卡盘、工件、车床测头，工件装在卡盘上，车床测头装在工件的旁侧，车床测头的信号输出端与检测系统的控制器连接。本实用新型专利技术的检测方法包括如下步骤：1）在工件的旁侧安装车床测头；2)车床测头的标定；3)规划基本几何体零件和曲面零件的测量路径及代码生成；4)检测系统的控制器对零件热变形温度误差进行补偿及进行加工误差分析。本实用新型专利技术在零件加工完成后无需离开机床，将车刀更换为接触式测头，根据被加工件的几何轮廓及检测项目，自动规划测头的检测路径，生成检测代码，通过与数控车床的通讯接口，驱动检测代码，实现被加工零件尺寸与形位精度的自动测量，提高工件的检测精度与效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，尤其是一种针对具有自由曲线轮廓的回转体零件的加工精度进行快速检测、具有自动化检测功能的数控车床上加工零件的在线检测系统，属于面向数控车床的零件加工精度在线检测系统的创新技术。
技术介绍
随着数控车床加工精度及曲线轮廓加工能力的提高和完善，对零件尺寸及轮廓形状的检测精度、检测效率也提出了进一步要求。但目前数控车床加工过程中，零件加工精度 的检测主要是采用手工测量或离线检测方法，其检测效率低，检测稳定性差，且耗时长。
技术实现思路
本技术的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理，结构简单的面向数控车床的零件加工精度在线检测系统。本技术操作简便，可以提高数控车床工件批量生产的加工精度检测效率。本技术的技术方案是本技术的面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，包括有卡盘、工件、车床测头，其中工件装设在卡盘上，车床测头装设在工件的旁侧，车床测头的信号输出端与检测系统的控制器连接。上述车床测头采用触发式测头。上述检测系统的控制器为计算机。与现有技术相比，本技术具有如下优点I)本技术操作简便，能自动生成测头检测用数控代码，可以提高数控车床工件批量生产的加工精度检测效率。2)本技术可以解决自由曲线轮廓零件加工精度难以检测的问题，实现轮廓加工精度的自动检测与误差评价。3)本技术解决检测技术滞后而带来的在生产过程中影响产品精度和生产效率的问题，提高生产线加工的柔性化。本技术是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的面向数控车床的零件加工精度在线检测系统。附图说明图I为本技术的车床测头在χ向安装示意图。图2为本技术的车床测头在z向安装示意图。图3为本技术对于直圆柱孔的测量路径规划方法及检测代码生成的示意图。图4为本技术对于自由曲线轮廓零件测量路径规划方法及检测代码生成的示意图。图5为本技术的在线检测原理图。图6为本技术的在线检测流程图。在图中1、卡盘，2 5、工件，6、车床测头，7、测头位置。具体实施方式实施例本技术的结构示意图如图1、2、3、4所示，本技术的技术方案是本技术的面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，包括有卡盘I、工件、车床测头6，其中工件装设在卡盘I上，车床测头6装设在工件的旁侧，车床测头6的信号输出端与检测系统的控制器连接。本技术所述的工件分别为图I、图2、图3、图4中标注的工件2 5，工件2 5分别为不同形状的零件。·上述车床测头6采用触发式测头。本技术面向数控车床的零件加工精度在线检测系统的检测方法，包括如下步骤I)在工件的旁侧安装车床测头6 ；2)车床测头6的标定；3)规划基本几何体零件和曲面零件的测量路径及代码生成；4)检测系统的控制器对零件热变形温度误差进行补偿及进行加工误差分析。上述步骤I)安装车床测头6的方法如下车床测头6的测头位置7设置在X轴向和Z径向，X轴向即为刀架轴向，Z径向即为刀架径向。上述步骤2)车床测头6的标定方法如下21)首先用车刀精车出一个尺寸能精确测量出同心内圆或者同心外圆的圆环作为标定圆环；22)对测量标定圆环的内径及外径与最初的精确测量值进行比较得出误差；23)获取车床测头6的X向从负到正移动时的修正值tl和偏心修正值el ;获取车床测头6的X向从正到负移动时的修正值t2和偏心修正值e2，并将其写出机床刀具误差补偿内，在机床运动时进行补偿。上述步骤3)中规划基本几何体零件和曲面零件的测量路径的方法如下，由于数控车床加工的零件为回转体，测量路径只要在二维平面上规划即可，按法向触发测量的原则，根据获取的样本检测点的位置、被测表面在测量处的法矢方向，自动生成测量路径；31)对于标准几何体，直圆柱孔内径的检测，测量要素为内孔直径，获取零件测量起始与终止点坐标，输入内孔直径，需要采样点个数以及速度变化点高度，自动生成测量数控代码；32)对于具有自由曲线轮廓的零件，轮廓上各点曲率不同，检测采样点法矢方向也不同，在生成检测代码时，利用AutoCAD工具获取检测采样点的垂线，其中测量垂线端点，测点坐标可通过抓取获得或自动遍历获得，测头速度变换点坐标由操作者设定的距工件接触点高度L计算得出，设速度变换点坐标为(ZT，Xt)，在获取样本检测点过程中同时得到测头直线运动最高点(11)和最低点(12)分别为(Zn，Xn)和(Zn_1; XlriX联立方程权利要求1.一种面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，其特征在于包括有卡盘(I)、工件(2 5)、车床测头(6)，其中工件(2 5)装设在卡盘(I)上，车床测头(6)装设在工件(2 5)的旁侧，车床测头(6)的信号输出端与检测系统的控制器连接。2.根据权利要求I所述的面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，其特征在于车床测头(6)采用触发式测头。3.根据权利要求I所述的面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，其特征在于上述检测系统的控制器为计算机。专利摘要本技术是一种面向数控车床的零件加工精度在线检测系统。检测系统包括卡盘、工件、车床测头，工件装在卡盘上，车床测头装在工件的旁侧，车床测头的信号输出端与检测系统的控制器连接。本技术的检测方法包括如下步骤1)在工件的旁侧安装车床测头；2)车床测头的标定；3)规划基本几何体零件和曲面零件的测量路径及代码生成；4)检测系统的控制器对零件热变形温度误差进行补偿及进行加工误差分析。本技术在零件加工完成后无需离开机床，将车刀更换为接触式测头，根据被加工件的几何轮廓及检测项目，自动规划测头的检测路径，生成检测代码，通过与数控车床的通讯接口，驱动检测代码，实现被加工零件尺寸与形位精度的自动测量，提高工件的检测精度与效率。文档编号G05B19/406GK202656009SQ201220370978公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日专利技术者邓海祥, 高健, 张庚申, 文豪, 陈新, 郑德涛 申请人:广东工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向数控车床的零件加工精度在线检测系统，其特征在于包括有卡盘（1）、工件（2～5）、车床测头（6），其中工件（2～5）装设在卡盘（1）上，车床测头（6）装设在工件（2～5）的旁侧，车床测头（6）的信号输出端与检测系统的控制器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海祥，高健，张庚申，文豪，陈新，郑德涛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：实用新型
国别省市：