專利名稱：一種檢測零件尺寸的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測零件尺寸的裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)械零件的技術(shù)要求很多，它有幾何形狀、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材 質(zhì)的化學(xué)成份及硬度等。檢測時(shí)先從何處著手，用哪些量具，采用什么樣的先進(jìn)方法， 是檢測中技術(shù)性很強(qiáng)的一個(gè)問題。檢測過程中，影響所得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素非常多。檢 測誤差可以分為三大類隨機(jī)誤差、粗大誤差、系統(tǒng)誤差。消除隨機(jī)誤差的方法主要是從誤 差根源予以消除(減小溫度波動(dòng)、控制檢測力等)，還可以按照正態(tài)分布概率估算隨機(jī)誤 差的大小。含有粗大誤差的檢測值叫做壞值，應(yīng)該剔除不用。系統(tǒng)誤差。在相同條件下， 重復(fù)檢測同一量時(shí)誤差的大小和方向保持不變，或者檢測時(shí)條件改變，誤差按照一定的 規(guī)律變化，這種誤差為系統(tǒng)誤差。消除系統(tǒng)誤差方法有，檢測前必須對所有計(jì)量器具進(jìn) 行檢定，提高計(jì)量器具的檢測精度。傳統(tǒng)檢測零件尺寸在檢測過程中需要先定位一個(gè)基準(zhǔn)面，通過比對或相對檢測得 出所測工件的數(shù)據(jù)，但是由于基準(zhǔn)面的不平或者表面粗糙等原因，相比說來檢測出的數(shù)值 誤差較大。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種檢測零件尺寸的裝置，能夠減小檢 測零件尺寸過程中的系統(tǒng)誤差。為了解決上述難題，本實(shí)用新型采取的方案是一種檢測零件尺寸的裝置，包括放 置零件的平臺，它還包括沿Z軸方向排列的上探頭和下探頭、用于采集X軸向數(shù)據(jù)的X軸向 光柵尺、采集Y軸向數(shù)據(jù)的Y軸向光柵尺、采集Z軸向數(shù)據(jù)的Z軸向光柵尺，上探頭和下探 頭安裝在一支架上，支架可沿Z軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一 Z軸向?qū)к壣?，Z軸向?qū)к壙裳豖軸 方向移動(dòng)地設(shè)置于一 X軸向?qū)к壣?，X軸向?qū)к壙裳豗軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一 Y軸向?qū)к?上。優(yōu)選地，平臺上設(shè)置有用于調(diào)整零件位置的調(diào)整裝置。優(yōu)選地，平臺上設(shè)置有用于夾緊零件的夾具。優(yōu)選地，檢測零件尺寸的裝置還包括用于驅(qū)動(dòng)探頭移動(dòng)的伺服機(jī)，伺服機(jī)包括用 于驅(qū)動(dòng)上探頭和下探頭X軸向移動(dòng)的X軸向伺服機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)上探頭和下探頭Y軸向移動(dòng) 的Y軸向伺服機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)上探頭和下探頭Z軸向移動(dòng)的Z軸向伺服機(jī)。優(yōu)選地，檢測零件尺寸的裝置還包括用于收集光柵數(shù)據(jù)的采集器。優(yōu)選地，檢測零件尺寸的裝置還包括用于分析和處理光柵數(shù)據(jù)的處理器優(yōu)選地，檢測零件尺寸的裝置還包括用于輸出數(shù)據(jù)的輸出裝置。更優(yōu)選地，輸出裝置為顯示屏幕。優(yōu)選地，上探頭和下探頭為激光光纖探測頭。
3[0014]本實(shí)用新型采用以上方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、檢測零件尺寸過程中的容易產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差；2、檢測工藝簡單，能夠快速檢測零件尺寸，提高生產(chǎn)效率。

附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的零件處于檢測狀態(tài)時(shí)的第一俯視圖。附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的零件處于檢測狀態(tài)時(shí)的第二俯視圖。附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的零件處于檢測狀態(tài)時(shí)的第一側(cè)視圖。附圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的零件處于檢測狀態(tài)時(shí)的第二側(cè)視圖。以上附圖中1、平臺；2、上探頭；3、第二探頭；4、支架；5、第一臨界點(diǎn)；6、第二臨 界點(diǎn)；7、第三臨界點(diǎn)；8、第四臨界點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn) 和特征能更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍作出更為清楚明 確的界定。在通過探測頭探測其與零件之間的Z軸方向的距離以計(jì)算零件高度時(shí)，兩個(gè)探測 頭沿Z軸方向移動(dòng)，通過在移動(dòng)過程中探測頭多次探測到的信號的返回量分別計(jì)算兩個(gè)探 測頭與零件之間的Z軸方向的距離，并通過平均值計(jì)算零件的高度。如圖1-5所示的實(shí)施例，一種檢測零件尺寸的裝置，包括放置零件的平臺1，平臺1 上設(shè)置有用于調(diào)整零件位置的調(diào)整裝置和用于夾緊零件的夾具，它還包括沿Z軸方向排列 的上探頭2和下探頭3、用于采集X軸向數(shù)據(jù)的X軸向光柵尺、采集Y軸向數(shù)據(jù)的Y軸向光 柵尺、采集Z軸向數(shù)據(jù)的Z軸向光柵尺，上探頭和下探頭安裝在一支架4上，支架可沿Z軸 方向移動(dòng)地設(shè)置于一 Z軸向?qū)к壣希琙軸向?qū)к壙裳豖軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一 X軸向?qū)к?上，X軸向?qū)к壙裳豗軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一 Y軸向?qū)к壣稀z測零件尺寸的裝置還包括用于驅(qū)動(dòng)探頭移動(dòng)的伺服機(jī)，伺服機(jī)包括用于驅(qū)動(dòng) 上探頭和下探頭X軸向移動(dòng)的X軸向伺服機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)上探頭和下探頭Y軸向移動(dòng)的Y軸 向伺服機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)上探頭和下探頭Z軸向移動(dòng)的Z軸向伺服機(jī)。檢測零件尺寸的裝置還包括用于收集光柵數(shù)據(jù)的采集器、用于分析和處理光柵數(shù) 據(jù)的處理器和用于輸出數(shù)據(jù)的輸出裝置。輸出裝置為顯示屏幕，能夠清晰地反應(yīng)出檢測出 零件的數(shù)據(jù)。上探頭2和下探頭3為激光光纖探測頭。激光光纖探測頭具有精度高、成本低、傳 輸信息容量大，衰減小，抗干擾性等優(yōu)點(diǎn)。將零件放置在檢測平臺1上，通過設(shè)置在平臺1上的調(diào)整裝置調(diào)整零件的位置，使 得零件的長平行于X軸，零件的寬平行于Y軸，零件的高平行于Z軸，通過設(shè)置在平臺1上 夾具夾緊零件；在上探頭2和下探頭3檢測零件的長和寬時(shí)，上探頭2和下探頭3檢測到光 線反射量就代表上探頭2和下探頭3的投影被包含在零件的范圍內(nèi)。X軸向伺服機(jī)驅(qū)動(dòng)上探頭2和下探頭3在一 X軸向?qū)к壣涎覺軸向移動(dòng)檢測零件尺寸的長度，如附圖2所示，上探頭2和下探頭3在檢測到光線反射量的第一臨界點(diǎn)5 (XI，Yl, Zl)處開始收集數(shù)據(jù)，上探頭2和下探頭3延X軸移動(dòng)到光線反射量消失臨界的第 二臨界點(diǎn)6 (X2, Y1，Z1)，零件的長度就是第一臨界點(diǎn)5 (XI，Yl，Zl)與第二臨界點(diǎn)6 (Χ2, Υ1，Ζ1)在X軸向的坐標(biāo)差的絕對值，即為|Χ2- Xl|，通過上探頭2和下探頭3在X軸向的 反復(fù)移動(dòng)，反復(fù)檢測零件長度以剔除粗大誤差值、減小隨機(jī)誤差取有效值的平均值。Y軸向伺服機(jī)驅(qū)動(dòng)上探頭2和下探頭3在一 Y軸向?qū)к壣涎覻軸向移動(dòng)檢測零 件尺寸的寬度，如附圖3所示，上探頭2和下探頭3在檢測到光線反射量的第三臨界點(diǎn)7 (Χ3, Υ3, Ζ3)處開始探測到信號，上探頭和下探頭延X軸移動(dòng)到光線反射量消失臨界的第四 臨界點(diǎn)8(Χ3, Υ4, Ζ3)，零件的寬度就是第三臨界點(diǎn)7(Χ3, Υ3, Ζ3)與第四臨界點(diǎn)8(Χ3, Υ4, Ζ3) 在Y軸向的坐標(biāo)差的絕對值，即為|Y4- TO|，通過上探頭2和下探頭3在Y軸向的反復(fù)移 動(dòng)，反復(fù)檢測零件寬度以剔除粗大誤差值、減小隨機(jī)誤差取有效值的平均值。Y軸向伺服機(jī)驅(qū)動(dòng)上探頭2和下探頭3在一 Y軸向?qū)к壣涎覻軸向移動(dòng)檢測零 件尺寸的寬度，如附圖3所示，上探頭2和下探頭3在檢測到光線反射量的第三臨界點(diǎn)7 (X3, Y3, Z3)處開始探測到信號，上探頭和下探頭延X軸移動(dòng)到光線反射量消失臨界的第四 臨界點(diǎn)8(X3, Y4, Z3)，零件的寬度就是第三臨界點(diǎn)7(X3, Y3, Z3)與第四臨界點(diǎn)8(X3, Y4, Z3) 在Y軸向的坐標(biāo)差的絕對值，即為|Y4- TO|，通過上探頭2和下探頭3在Y軸向的反復(fù)移 動(dòng)，反復(fù)檢測零件寬度以剔除粗大誤差值、減小隨機(jī)誤差取有效值的平均值。Z軸向伺服機(jī)驅(qū)動(dòng)上探頭2和下探頭3在一 Z軸向?qū)к壣涎覼軸向移動(dòng)檢測零件 尺寸的高度，通過上探頭2和下探頭3探測信號的返回量計(jì)算零件的高度，如附圖4所示， 上探頭2與下探頭3之間的距離保持不變?yōu)長，上探頭2距離零件上表面的距離為dl，下探 頭3距離零件下表面的距離為，零件的高度即為|L-dl-d2| ；如附圖5所示，上探頭2和下 探頭3在Z軸向移動(dòng)時(shí)，上探頭2與下探頭3之間的距離保持不變?yōu)長，上探頭2距離零件 上表面的距離為d3，下探頭3距離零件下表面的距離為d4，零件的高度即為|L- d3-d4|, 通過上探頭2和下探頭3在Z軸向的反復(fù)移動(dòng)，反復(fù)檢測零件高度以剔除粗大誤差值、減小 隨機(jī)誤差取有效值的平均值。數(shù)據(jù)輸出顯示在顯示器屏幕上，便于下一步的操作。上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù) 的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于檢測零件尺寸的裝置，包括放置零件的平臺(1)，其特征在于它還包括沿 Z軸方向排列的上探頭(2)和下探頭(3)、用于采集X軸向數(shù)據(jù)的X軸向光柵尺、采集Y軸向 數(shù)據(jù)的Y軸向光柵尺、采集Z軸向數(shù)據(jù)的Z軸向光柵尺，所述上探頭(2)和所述下探頭(3) 安裝在一支架(4)上，所述支架(4)可沿Z軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一 Z軸向?qū)к壣?，所述Z軸 向?qū)к壙裳豖軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一 X軸向?qū)к壣?，所述X軸向?qū)к壙裳豗軸方向移動(dòng)地 設(shè)置于一 Y軸向?qū)к壣稀?br> 2.如權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述平臺(1)上設(shè)置有用于調(diào)整零件位置的調(diào)整裝置。
3.如權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述平臺(1)上設(shè)置有用于夾緊零件的夾具。
4.如權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述裝置還包括用于驅(qū)動(dòng)探頭移動(dòng)的伺服機(jī)，所述伺 服機(jī)包括用于驅(qū)動(dòng)所述上探頭和所述下探頭X軸向移動(dòng)的X軸向伺服機(jī)、用于驅(qū)動(dòng)所述上 探頭和所述下探頭Y軸向移動(dòng)的Y軸向伺服機(jī)和用于驅(qū)動(dòng)所述上探頭和所述下探頭Z軸向 移動(dòng)的Z軸向伺服機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述檢測零件尺寸的裝置，其中，所述裝置還包括用于收集光柵數(shù)據(jù) 的采集器。
6.如權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述裝置還包括用于分析和處理光柵數(shù)據(jù)的處理器。
7.如權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述裝置還包括用于輸出數(shù)據(jù)的輸出裝置。
8.如權(quán)利要求7所述裝置，其中，所述輸出裝置為顯示屏幕。
9.如權(quán)利要求1所述裝置，其中，所述上探頭(2)和所述下探頭(3)為激光光纖探測頭。
專利摘要一種檢測零件尺寸的裝置，包括放置零件的平臺，它還包括沿Z軸方向排列的上探頭和下探頭、用于采集X軸向數(shù)據(jù)的X軸向光柵尺、采集Y軸向數(shù)據(jù)的Y軸向光柵尺、采集Z軸向數(shù)據(jù)的Z軸向光柵尺，上探頭和下探頭安裝在一支架上，支架可沿Z軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一Z軸向?qū)к壣?，Z軸向?qū)к壙裳豖軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一X軸向?qū)к壣?，X軸向?qū)к壙裳豗軸方向移動(dòng)地設(shè)置于一Y軸向?qū)к壣?。本?shí)用新型的采用，能夠有效的減小檢測零件尺寸過程中的容易產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。
文檔編號G01B11/00GK201858966SQ20102061958
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者沈平 申請人:蘇州江城數(shù)控精密機(jī)械有限公司