專利名稱：一種檢測零件尺寸的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到檢測零件尺寸的方法及所應(yīng)用的裝置。
背景技術(shù)：
機械零件的技術(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。檢測時先從何處著手，用哪些量具，采用什么樣的先進方法， 是檢測中技術(shù)性很強的一個問題。檢測過程中，影響所得的數(shù)據(jù)準確性的因素非常多。檢 測誤差可以分為三大類隨機誤差、粗大誤差、系統(tǒng)誤差。消除隨機誤差的方法主要是從誤 差根源予以消除(減小溫度波動、控制檢測力等)，還可以按照正態(tài)分布概率估算隨機誤 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)檢測同一量時誤差的大小和方向保持不變，或者檢測時條件改變，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量器具進 行檢定，提高計量器具的檢測精度。傳統(tǒng)檢測零件尺寸在檢測過程中需要先定位一個基準面，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，本發(fā)明的目的是提供一種檢測零件尺寸的方法，通過該方法能夠 減小檢測零件尺寸過程中的系統(tǒng)誤差，同時提供一種能夠應(yīng)用于該檢測方法的裝置。為了解決上述難題，本發(fā)明一方面提供一種檢測零件尺寸的方法，包括如下步 驟
(a)將零件放置在檢測平臺上，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，通過夾具夾緊零件；
(b)將沿Z軸方向排列的上下兩個探測頭同步行進，在探測頭沿X軸運動的過程中通過 探測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的長度，在探測頭沿Y軸運動的過程中通過探 測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的寬度，通過兩個探測頭分別測得的與零件上的 對應(yīng)點之間的Z軸方向的距離計算零件的高度。優(yōu)選地，在通過探測頭探測其與零件之間的Z軸方向的距離以計算零件高度時， 兩個探測頭沿Z軸方向移動，通過在移動過程中探測頭多次探測到的信號的返回量分別計 算兩個探測頭與零件之間的Z軸方向的距離，并通過平均值計算零件的高度。本發(fā)明另一方面提供一種檢測零件尺寸的方法的裝置，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壙裳豗軸方向移動地設(shè)置于一 Y軸向?qū)к壣稀?br> 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，檢測方法的裝置還包括用于驅(qū)動探頭移動的伺服機，伺服機包括用于驅(qū) 動上探頭和下探頭χ軸向移動的X軸向伺服機、用于驅(qū)動上探頭和下探頭Y軸向移動的Y 軸向伺服機和用于驅(qū)動上探頭和下探頭Z軸向移動的Z軸向伺服機。優(yōu)選地，檢測方法的裝置還包括用于收集光柵數(shù)據(jù)的采集器。優(yōu)選地，檢測方法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，檢測方法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。本發(fā)明采用以上方法，具有以下優(yōu)點
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為本發(fā)明實施例的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明實施例的零件處于檢測狀態(tài)時的第一俯視圖。附圖3為本發(fā)明實施例的零件處于檢測狀態(tài)時的第二俯視圖。附圖4為本發(fā)明實施例的零件處于檢測狀態(tài)時的第一側(cè)視圖。附圖5為本發(fā)明實施例的零件處于檢測狀態(tài)時的第二側(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；6、第二臨 界點；7、第三臨界點；8、第四臨界點。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能 更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍作出更為清楚明確的界定。一種檢測零件尺寸的方法，包括如下步驟
將零件放置在檢測平臺1上，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，通過夾具夾緊零件；將沿Z軸方向排列的上下兩個探測頭同步行進，在探測 頭沿X軸運動的過程中通過探測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的長度，在探測頭 沿Y軸運動的過程中通過探測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的寬度，通過兩個探 測頭分別測得的與零件上的對應(yīng)點之間的Z軸方向的距離計算零件的高度。在通過探測頭探測其與零件之間的Z軸方向的距離以計算零件高度時，兩個探測 頭沿Z軸方向移動，通過在移動過程中探測頭多次探測到的信號的返回量分別計算兩個探 測頭與零件之間的Z軸方向的距離，并通過平均值計算零件的高度。一種檢測零件尺寸的方法的裝置，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ζ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壙裳豖軸方向移動地設(shè)置于一 X軸向?qū)к壣?，X軸向?qū)к壙裳?Y軸方向移動地設(shè)置于一Y軸向?qū)к壣?。檢測方法的裝置還包括用于驅(qū)動探頭移動的伺服機，伺服機包括用于驅(qū)動上探頭 和下探頭X軸向移動的X軸向伺服機、用于驅(qū)動上探頭和下探頭Y軸向移動的Y軸向伺服 機和用于驅(qū)動上探頭和下探頭Z軸向移動的Z軸向伺服機。檢測方法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。一種檢測零件尺寸的方法，包括如下步驟
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，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軸向伺服機驅(qū)動上探頭2和下探頭3在一 X軸向?qū)к壣涎覺軸向移動檢測零 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軸移動到光線反射量消失臨界的第 二臨界點6 (X2, Y1，Z1)，零件的長度就是第一臨界點5 (XI，Yl，Zl)與第二臨界點6 (Χ2, Yl，Zl)在X軸向的坐標差的絕對值，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，反復(fù)檢測零件長度以剔除粗大誤差值、減小隨機誤差取有效值的平均值。Y軸向伺服機驅(qū)動上探頭2和下探頭3在一 Y軸向?qū)к壣涎覻軸向移動檢測零 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7 (Χ3, Υ3, Ζ3)處開始探測到信號，上探頭和下探頭延X軸移動到光線反射量消失臨界的第四 臨界點8(Χ3, Υ4, Ζ3)，零件的寬度就是第三臨界點7(Χ3, Υ3, Ζ3)與第四臨界點8(Χ3, Υ4, Ζ3) 在Y軸向的坐標差的絕對值，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，反復(fù)檢測零件寬度以剔除粗大誤差值、減小隨機誤差取有效值的平均值。Z軸向伺服機驅(qū)動上探頭2和下探頭3在一 Z軸向?qū)к壣涎覼軸向移動檢測零件 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軸向移動時，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，反復(fù)檢測零件高度以剔除粗大誤差值、減小 隨機誤差取有效值的平均值。數(shù)據(jù)輸出顯示在屏幕上。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測零件尺寸的方法，其特征在于包括如下步驟(a)將零件放置在檢測平臺(1)上，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，通過夾具夾緊零件；(b)將沿Z軸方向排列的上下兩個探測頭同步行進，在探測頭沿X軸運動的過程中通過 探測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的長度，在探測頭沿Y軸運動的過程中通過探 測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的寬度，通過兩個探測頭分別測得的與零件上的 對應(yīng)點之間的Z軸方向的距離計算零件的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在通過探測頭探測其與零件之間的Z軸方向的距 離以計算零件高度時，兩個探測頭沿Z軸方向移動，通過在移動過程中探測頭多次探測到 的信號的返回量分別計算兩個探測頭與零件之間的Z軸方向的距離，并通過平均值計算零 件的高度。
3.一種用于權(quán)利要求1所述檢測方法的裝置，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軸方向移動地設(shè)置于一 Z軸向?qū)?軌上，所述Z軸向?qū)к壙裳豖軸方向移動地設(shè)置于一 X軸向?qū)к壣?，所述X軸向?qū)к壙裳豗 軸方向移動地設(shè)置于一Y軸向?qū)к壣稀?br> 4.如權(quán)利要求3所述的裝置，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。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述平臺(1)上設(shè)置有用于夾緊零件的夾具。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述方法的裝置還包括用于驅(qū)動探頭移動的伺服 機，所述伺服機包括用于驅(qū)動所述上探頭和所述下探頭X軸向移動的X軸向伺服機、用于驅(qū) 動所述上探頭和所述下探頭Y軸向移動的Y軸向伺服機和用于驅(qū)動所述上探頭和所述下探 頭Z軸向移動的Z軸向伺服機。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，它還包括用于收集光柵數(shù)據(jù)的采集器。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，它還包括用于分析和處理光柵數(shù)據(jù)的處理器。
9.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，它還包括用于輸出數(shù)據(jù)的輸出裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述輸出裝置為顯示屏幕。
11.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述上探頭(2)和所述下探頭(3 )為激光光纖探 測頭。
全文摘要
一種檢測零件尺寸的方法，包括如下步驟將零件放置在檢測平臺上，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，如檢測形狀及位置公差，則需要通過夾具夾緊零件；將沿Z軸方向排列的上下兩個探測頭同步行進，在探測頭沿X軸運動的過程中通過探測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的長度起點及終點位置，在探測頭沿Y軸運動的過程中通過探測頭檢測到的光線反射量的變化確定零件的寬度起點及終點位置，通過上下兩個探測頭光線反射量兩個探測頭分別測得的與零件上的對應(yīng)點之間的Z軸方向的距離計算零件的高度。本發(fā)明的采用，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G01B11/02GK102072701SQ201010555030
公開日2011年5月25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)控精密機械有限公司