無線位置探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，可以解決空間復(fù)雜性、代替人工監(jiān)測產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)在線測量的工具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)械加工行業(yè)的生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度很高，部分中高端設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)上下料，以數(shù)控車削加工為例，有適合加工長徑比較大的自動(dòng)上料機(jī)后置的數(shù)控車床，有適合加工長徑比較小的自動(dòng)上料機(jī)前置的數(shù)控車床，還有可以自動(dòng)轉(zhuǎn)入另一端頭加工工序的雙主軸雙刀塔數(shù)控車床，但是類似上述的設(shè)備大約每3-5臺(tái)就需要一名員工對(duì)生產(chǎn)出的產(chǎn)品不時(shí)的測量和調(diào)整補(bǔ)正，實(shí)際上也就是當(dāng)前的大多自動(dòng)化機(jī)械加工設(shè)備缺少自動(dòng)測量功能，或者說數(shù)控加工自動(dòng)化過程欠缺了關(guān)鍵的自動(dòng)在線測量這個(gè)環(huán)節(jié)。
[0003]機(jī)械加工行業(yè)的量具以及測量方法有:
1、傳統(tǒng)的手工量具，如游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表、游標(biāo)角度尺等，使用其測量時(shí)需要先人為選擇合適的量具，然后人工完成測量過程。使用這些量具測量效率低下，耗費(fèi)工時(shí)，操作者手法直接影響測量結(jié)果，且難以應(yīng)用到自動(dòng)測量等場合；
2、新型的自動(dòng)化測量儀器，如光學(xué)影像測量儀、三坐標(biāo)測量機(jī)等，使用這些量具測量雖然能夠提供比較精準(zhǔn)且客觀的檢測數(shù)據(jù)，但由于不能夠自主判斷結(jié)果等功能上的不足，或者由于體積龐大，以及被測物和母機(jī)控制器間的的空間和環(huán)境的復(fù)雜性等原因，致使都不適合嫁接在數(shù)控機(jī)床等自動(dòng)加工設(shè)備，導(dǎo)致不能形成裝料一一加工一一測量一一允許或禁止下一工序的完整循環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)目前存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小巧、便于安裝和拆卸、保持加工設(shè)備原有結(jié)構(gòu)和功能，且操作方便簡單，可實(shí)現(xiàn)對(duì)在加工零件產(chǎn)生有效的測量數(shù)據(jù)，可以無線方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工行業(yè)在線測量功能的工具。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明需要自備獨(dú)立電源，比如電池。
[0006]本發(fā)明的主體或夾持部分做成各種加工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的刀具或夾持工具形狀，例如標(biāo)準(zhǔn)長方體的車刀桿形制、標(biāo)準(zhǔn)圓柱體的銑刀桿形制、各種標(biāo)準(zhǔn)錐柄形制等，以能方便的安裝到刀臺(tái)，以及主軸等與之配合的部位。
[0007]安裝并調(diào)用本發(fā)明到加工設(shè)備的工作位后，借助加工設(shè)備的定位功能，使之移動(dòng)到預(yù)定的監(jiān)測點(diǎn)位置，被測工件相對(duì)壓迫本發(fā)明的探針連帶內(nèi)部的電子測長裝置發(fā)生位移，本發(fā)明在偵測到探針停止后讀取位置數(shù)據(jù)，再把該數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送。
[0008]無線監(jiān)測控制器(另案申請(qǐng))在接收到數(shù)據(jù)后，與預(yù)設(shè)的允許范圍數(shù)據(jù)比較判斷，合格則向加工設(shè)備發(fā)出循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)，不合格則發(fā)出聲光告警以提醒操作者。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:代替數(shù)控或其它自動(dòng)加工過程中的人為測量工作，降低工作強(qiáng)度，減少廢品的產(chǎn)生，提升當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)自動(dòng)化水平，有利于機(jī)械加工行業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的指令表。
[0011]圖2是本發(fā)明數(shù)控加工中在線測量應(yīng)用流程圖。
[0012]圖3是本發(fā)明第一次實(shí)施例的主板的PCB圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的硬件組成示意圖。
[0014]I探針2凸輪3連桿芯軸4連桿5連桿鎖母6觸頭7復(fù)位彈簧8位移傳感器9數(shù)據(jù)處理單元10 RFID處理模塊11 RFID天線12電池13主體外殼 14 LEDl 15 LED2 16方式切換鍵 17功能鍵A 18功能鍵B。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更好的表述本發(fā)明的原理、工作過程以及產(chǎn)生的作用，下面以本發(fā)明在數(shù)控加工中的在線測量應(yīng)用做為具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]本發(fā)明電子部分的硬件以單片機(jī)為核心，外圍有無線模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、LED指示燈、按鍵等構(gòu)成。其中單片機(jī)常駐系統(tǒng)程序；無線模塊與單片機(jī)連接，接受單片機(jī)的讀寫操作，負(fù)責(zé)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；LED指示燈用于提示當(dāng)前工作方式、狀態(tài)以及進(jìn)度等；按鍵用于實(shí)現(xiàn)各種操作。本探頭也支持1602顯示器，雖然使用顯示器更利于操作和監(jiān)視，但由于使用電池供電，所以也常把其省略以降低電能損耗。本說明書將提供1602顯示器和指示燈兩種配置的提示信息，請(qǐng)用戶自行甄別對(duì)待。
[0017]本發(fā)明的軟件部分分為三個(gè)功能模塊，分別對(duì)應(yīng)三種工作方式，包括程控、簡單、調(diào)試。其中，程控是程序控制方式的簡稱，意指通過執(zhí)行無線接收的指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，相對(duì)“簡單”而言其使用較為復(fù)雜但控制比較閉環(huán)，不易出錯(cuò)；簡單是簡單控制方式的簡稱，在簡單方式下，可以手動(dòng)強(qiáng)制發(fā)送當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，也可以通過單片機(jī)實(shí)時(shí)偵測探針位移量，當(dāng)探針發(fā)生位移再停止后，將自動(dòng)發(fā)送當(dāng)前位置數(shù)據(jù)；調(diào)試，在調(diào)試方式下，用戶可以修改發(fā)送的地址信息，可以試接收、試發(fā)送，在與數(shù)據(jù)接收端作無線連接調(diào)通時(shí)使用。
[0018]要在數(shù)控加工中實(shí)現(xiàn)尺寸、位置的在線監(jiān)測，除了本發(fā)明，還要使用另外一種工具一一無線監(jiān)測控制器(另案申請(qǐng)，以下簡稱控制器)。
[0019]在線測量儀進(jìn)入正常工作流程前，應(yīng)做好一些準(zhǔn)備工作，具體是:
1、控制器與加工設(shè)備的控制系統(tǒng)相連，形成二個(gè)回路，一路為輸出到加工設(shè)備控制系統(tǒng)的啟動(dòng)加工信號(hào)，另一路加工設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的回饋信號(hào)。
[0020]2、安裝探頭在工作位置，比如數(shù)控車床安裝探頭部分于刀塔，銑鏜類機(jī)床安裝探頭部分于主軸或刀庫。
[0021]3、預(yù)設(shè)置，包括:(1)、設(shè)置收發(fā)地址，并調(diào)通本發(fā)明與控制器間的無線通信；(2)、設(shè)置加工設(shè)備的監(jiān)測點(diǎn)位置，并在加工程序中適當(dāng)位置插入監(jiān)測點(diǎn)位置定位以及暫停程序；(3)、在控制器側(cè)設(shè)置最大允許值、最小允許值。
[0022]4、選擇本發(fā)明和控制器為簡單或程控工作方式并啟動(dòng)運(yùn)行，使控制器做接收準(zhǔn)備。
[0023]經(jīng)過上述的一系列準(zhǔn)備后，本發(fā)明下面將發(fā)揮作用，正式進(jìn)入工作流程，具體過程如圖2所示，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明在工作中的功能、作用，以及工作過程和原理。
[0024]5、啟動(dòng)加工設(shè)備執(zhí)行包含監(jiān)測點(diǎn)定位、暫停的零件加工程序:加工設(shè)備開始上料，然后進(jìn)行加工，至完成或到某特定節(jié)點(diǎn)。
[0025]6、被測工件保持原固定狀態(tài)，進(jìn)入測量環(huán)節(jié)，換刀(選擇本發(fā)明到工作位)一〉定位到監(jiān)測點(diǎn)一〉暫停。
[0026]7、探針I(yè)受壓迫而連帶內(nèi)部的位移傳感器(電子測長裝置的一種)8發(fā)生位移，處理器監(jiān)測到探針運(yùn)動(dòng)停止后處理成位置數(shù)據(jù)并經(jīng)RFID發(fā)送。
[0027]8、控制器接收到本發(fā)明發(fā)送的數(shù)據(jù)后自動(dòng)與預(yù)設(shè)值比較，并判斷質(zhì)量，合格則發(fā)出外設(shè)啟動(dòng)信號(hào)，繼而整體工作流程循環(huán)回至上述第5步，不合格則發(fā)出告警信號(hào)，加工設(shè)備則保持暫停狀態(tài)，等待人為處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無線位置探頭，其特征在于:硬件以單片機(jī)為控制核心，配有電子測長裝置，使用無線通信技術(shù)以避開被測物和母機(jī)控制器間復(fù)雜的空間環(huán)境；系統(tǒng)軟件可以預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)允許范圍，可以接收數(shù)據(jù)并與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)比較并判斷結(jié)果，以及根據(jù)結(jié)果輸出相應(yīng)信號(hào)等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線位置探頭包括:自備獨(dú)立電源，比如電池。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線位置探頭包括:主體或夾持部分，其特征在于:做成各種加工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的刀具或夾持工具形狀，例如標(biāo)準(zhǔn)長方體的車刀桿形制、標(biāo)準(zhǔn)圓柱體的銑刀桿形制、以及各種標(biāo)準(zhǔn)錐柄形制等，以方便安裝和拆卸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線位置探頭的軟件包括:簡單工作方式，其特征在于:可以手動(dòng)強(qiáng)制發(fā)送當(dāng)前位置數(shù)據(jù)，也可以在監(jiān)測到位移再停止后自動(dòng)發(fā)送位置數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線位置探頭的軟件包括:程控工作方式，其特征在于:接受外部指令控制。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線位置探頭的軟件包括:調(diào)試工作方式，其特征在于:修改發(fā)送地址，還可以試發(fā)送。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述無線位置探頭的軟件包括:一套指令系統(tǒng)，其特征在于:以區(qū)別測量方式、取數(shù)類型為目的，由三位十進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明公開的無線位置探頭，利用加工設(shè)備的進(jìn)給、定位功能，使工件對(duì)探針形成壓迫，進(jìn)而探針發(fā)生位移，單片機(jī)通過電子測長裝置讀取位置數(shù)據(jù)，最后使用無線通信技術(shù)把數(shù)據(jù)發(fā)送。由控制器側(cè)接收后進(jìn)行判斷處理，合格則允許加工設(shè)備循環(huán)啟動(dòng)，反之發(fā)出告警信號(hào)，以等待人為處理。是一種可以代替或減少自動(dòng)加工過程中人為在線測量工作的新型儀器。
【IPC分類】B23Q17/00
【公開號(hào)】CN105081878
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510441378
【發(fā)明人】史玉強(qiáng), 張玉新, 楊海波
【申請(qǐng)人】天津市懶人科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月25日