本實用新型涉及數(shù)控加工領域，具體涉及一種工件尺寸在機測量儀。

背景技術：

數(shù)控大批量加工工件尺寸測量有手工測量、離線測量和在機測量三種方式。其中手工測量使用游標卡尺、千分尺等檢測工具進行人工校準測量，優(yōu)點是操作方便、操作者一般無需培訓，缺點是費時，不適合測量復雜型面、點數(shù)較多和大批量生產的情況；離線測量是在每道加工工序結束后，將工件從機床上取下，然后再利用其他的精密設備如三坐標測量機等對工件關鍵尺寸進行測量，優(yōu)點是相對于人工測量精度高，缺點是經(jīng)過多次裝夾，降低了生產效率、增加重復定位誤差；在機測量是通過在機床上配置相應的測量裝置使得工件經(jīng)一次裝夾即可完成加工與檢測任務，可以大大提高生產效率、保證產品質量。

申請?zhí)?01410145564.4公開了一種尺寸測量儀，包括底座、支架及測量儀本體，測量儀本體通過支架與底座連接，底座左側連接有控制箱，控制箱上設置有載物臺，底座內部設置有LED平行光源發(fā)射器，測量儀本體內部設置有相機、光圈、分光器及環(huán)形LED光源發(fā)射器等，該尺寸測量儀采用視覺檢測原理得到被測物體幾何尺寸，具體測量流程：相機獲得被測量物體投影圖像后，通過亞像素解析模塊對被測物體進行亞像素解析，得到最佳曲線擬合，獲得被測物體的邊緣輪廓圖像，選取相應特征點即可測量出待測物體的長度、直徑或角度等幾何尺寸。但該尺寸測量儀對測量環(huán)境要求較高，不適合應用于帶有切削液、切屑等加工零件的尺寸測量場合；并且被測物體只能放置在載物臺上進行后續(xù)的幾何尺寸離線測量，測量效率較低，不能滿足數(shù)控大批量加工在機快速檢測要求。

申請?zhí)?01510929972.3公開了一種數(shù)控加工自檢方法，根據(jù)圖紙編制數(shù)控程序，利用數(shù)控機床對工件進行數(shù)控加工，加工完畢后對工件進行切削印跡檢測，首先在切削區(qū)域均勻涂抹紅丹，將要切削的尺寸部位的編程原點設定為高度零點，利用數(shù)控機床的主軸帶動刀具進行切削印跡，若刀具未接觸到涂抹的紅丹則判定工件表面過切，工件不合格，否則認為工件表面留有余量，記錄刀具最初接觸到檢測表面的高度距離即為檢測表面所殘留的余量，根據(jù)該余量判斷是否滿足工序要求及零件是否合格，若檢測合格，將工件從數(shù)控機床上卸下來送三坐標進行驗證性測量檢測。但該方法需要人工仔細觀察刀具是否碰觸到要檢測表面及記錄機床坐標，并且在數(shù)控加工中不可避免存在因刀具長時間使用造成磨損從而帶來加工尺寸偏差，測量精度低。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是，提供一種工件尺寸在機測量儀。該測量儀能配置在數(shù)控銑削加工中心上，在工序間無需停機即可實現(xiàn)零件關鍵尺寸的在機測量，避免工件二次裝夾、二次找正造成的測量偏差問題，減少輔助測量工時，提高生產效率，特別適合于全自動大批量生產線作業(yè)中。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是，提供一種工件尺寸在機測量儀，該測量儀包括驅動裝置、徑向測量裝置、端面測量裝置和控制器；

所述驅動裝置包括底板、徑向測頭支架、端面測頭支架、測量裝置進退氣缸、直線導軌、徑向測量裝置滑塊、端面測量裝置滑塊、螺柱、滑板、可調節(jié)螺栓和滑塊；所述底板通過可調節(jié)螺栓與數(shù)控銑削加工中心的工作臺連接；所述底板上布置有兩條相互平行的直線導軌；每條直線導軌上各自裝配有兩個滑塊；所述滑塊上安裝有滑板；滑板通過螺柱與帶有燕尾槽的徑向測頭支架連接；所述徑向測頭支架上裝配有兩個徑向測量裝置滑塊，徑向測量裝置滑塊與徑向測量裝置連接；所述徑向測頭支架上安裝有帶有燕尾槽的端面測頭支架；徑向測頭支架與端面測頭支架的高度不相同；端面測頭支架上安裝有端面測量裝置滑塊，端面測量裝置滑塊與端面測量裝置連接；所述測量裝置進退氣缸固定在底板上，其輸出端與滑板連接；螺柱能夠調節(jié)徑向測頭支架和端面測頭支架的高度；

所述徑向測量裝置包括兩個徑向測針緊固螺釘、兩個徑向測針、兩個徑向測頭校零螺母、兩個徑向測頭和兩個徑向測桿；所述徑向測針通過徑向測針緊固螺釘與徑向測桿連接，徑向測針緊固螺釘能夠調節(jié)徑向測針的松緊；徑向測針與徑向測桿采用孔軸配合；所述徑向測桿通過徑向測頭校零螺母與徑向測頭連接，徑向測頭通過徑向測量裝置滑塊安裝在徑向測頭支架上，徑向測量裝置可沿著徑向測頭支架來回往復移動；徑向測頭內安裝有差動變壓器式位移傳感器和氣動裝置；

所述端面測量裝置包括端面測桿、端面測頭校零螺母、端面測頭、端面測針緊固螺釘和端面測針；所述端面測針通過端面測針緊固螺釘與端面測桿連接，端面測針緊固螺釘能夠調節(jié)端面測桿的松緊；端面測針與端面測桿采用孔軸配合；所述端面測桿通過端面測頭校零螺母與端面測頭連接，端面測頭通過端面測量裝置滑塊安裝在端面測頭支架上，端面測量裝置可沿著端面測頭支架來回往復移動；端面測頭內安裝有差動變壓器式位移傳感器和氣動裝置；

所述控制器分別與驅動裝置、徑向測量裝置和端面測量裝置連接，包括信號調理模塊、微處理器模塊、ADC模塊、DAC模塊、顯示模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；所述電源模塊分別與信號調理模塊、微處理器模塊、ADC模塊、DAC模塊和顯示模塊連接，為整個控制器供電；所述微處理器模塊分別與ADC模塊、DAC模塊、顯示模塊、電源模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊連接；所述信號調理模塊與ADC模塊連接；所述顯示模塊與DAC模塊連接。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有益效果在于：

(1)該測量儀能配置在數(shù)控銑削加工中心上，在工序間無需停機即可實現(xiàn)零件關鍵尺寸的在機測量，避免工件二次裝夾、二次找正造成的質量偏差問題，減少輔助測量工時，提高生產效率，特別適合于全自動大批量生產線作業(yè)中。

(2)該測量儀中的控制器具有手動模式、半自動模式和自動模式三種工作模式，在測量時可以根據(jù)需要選用相應的模式，并且通過工件尺寸測量值與預設定值進行比較，可通過程序自動確定后續(xù)工序的銑削進給量和速度，優(yōu)化加工工藝，縮短生產周期提高生產效率，滿足大批量生產要求。

(3)該測量儀的驅動裝置具有自動張開閉合功能，解決了現(xiàn)有產品需手工放置測量的問題，且能合理地根據(jù)程序確定移動量。

附圖說明

圖1為本實用新型工件尺寸在機測量儀一種實施例的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型工件尺寸在機測量儀一種實施例的驅動裝置、徑向測量裝置和端面測量裝置的俯視結構示意圖；

圖3為本實用新型工件尺寸在機測量儀一種實施例的徑向測量裝置的俯視結構示意圖；

圖4為本實用新型工件尺寸在機測量儀一種實施例的端面測量裝置的主視結構示意圖；

圖5為本實用新型工件尺寸在機測量儀一種實施例的控制器的整體結構框圖；(圖中：1、驅動裝置；2、徑向測量裝置；3、端面測量裝置；4、控制器；5、被測工件；11、底板；12、徑向測頭支架；13、端面測頭支架；14、測量裝置進退氣缸；15、直線導軌；16、徑向測量裝置滑塊；17、端面測量裝置滑塊；18、螺柱；19、滑板；110、可調節(jié)螺栓；111、滑塊；21、徑向測針緊固螺釘；22、徑向測針；23、徑向測頭校零螺母；24、徑向測頭；25、徑向測桿；26、徑向測頭校零螺母緊固螺釘；31、端面測桿；32、端面測頭校零螺母；33、端面測頭；34、端面測針緊固螺釘；35、端面測針；36、端面測頭校零螺母緊固螺釘；41、信號調理模塊；42、微處理器模塊；43、ADC模塊；44、DAC模塊；45、顯示模塊；46、電源模塊；47、數(shù)據(jù)存儲模塊)

具體實施方式

下面給出本實用新型的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本實用新型，不限制本申請權利要求的保護范圍。

本實用新型提供了一種工件尺寸在機測量儀(參見圖1-5，簡稱測量儀)，包括驅動裝置1、徑向測量裝置2、端面測量裝置3和控制器4；

所述驅動裝置1包括底板11、徑向測頭支架12、端面測頭支架13、測量裝置進退氣缸14、直線導軌15、徑向測量裝置滑塊16、端面測量裝置滑塊17、螺柱18、滑板19、可調節(jié)螺栓110和滑塊111；所述底板11通過可調節(jié)螺栓110與機床工作臺連接；所述底板11上布置有兩條相互平行的直線導軌15；每條直線導軌15上各自裝配有兩個滑塊111；所述滑塊111上安裝有滑板19；滑板19通過可調節(jié)高度的螺柱18與帶有燕尾槽的徑向測頭支架12連接；所述徑向測頭支架12上裝配有兩個徑向測量裝置滑塊16，徑向測量裝置滑塊16與徑向測量裝置2連接，帶動徑向測量裝置2移動；所述徑向測頭支架12上安裝有帶有燕尾槽的端面測頭支架13；徑向測頭支架12與端面測頭支架13的高度不相同，使得徑向測量裝置滑塊16和端面測量裝置滑塊17運動時相互之間不干涉；端面測頭支架13上安裝有端面測量裝置滑塊17，端面測量裝置滑塊17與端面測量裝置3連接，帶動端面測量裝置3移動；所述測量裝置進退氣缸14固定在底板11上，其輸出端與滑板19連接，通過輸出端的運動帶動滑板19的移動，實現(xiàn)測量裝置的移動；測量裝置滑塊分別帶動各自的測量裝置沿燕尾槽方向自由滑動，以適合不同直徑的工件軸徑或孔徑測量；螺柱18能夠調節(jié)徑向測頭支架12和端面測頭支架13的高度；

所述徑向測量裝置2包括兩個徑向測針緊固螺釘21、兩個徑向測針22、兩個徑向測頭校零螺母23、兩個徑向測頭24和兩個徑向測桿25；所述徑向測針22通過徑向測針緊固螺釘21與徑向測桿25連接，徑向測針緊固螺釘21能夠調節(jié)徑向測針22的松緊；徑向測針22與徑向測桿25采用孔軸配合；所述徑向測桿25通過徑向測頭校零螺母23與徑向測頭24連接，徑向測頭24通過徑向測量裝置滑塊16安裝在徑向測頭支架12上，徑向測量裝置2可沿著徑向測頭支架12來回往復移動；兩個徑向測針22配合測量工件5的直徑等徑向尺寸；徑向測頭24內安裝有差動變壓器式位移傳感器和氣動裝置；

所述端面測量裝置3包括端面測桿31、端面測頭校零螺母32、端面測頭33、端面測針緊固螺釘34和端面測針35；所述端面測針35通過端面測針緊固螺釘34與端面測桿31連接，端面測針緊固螺釘34能夠調節(jié)端面測桿31的松緊；端面測針35與端面測桿31采用孔軸配合；所述端面測桿31通過端面測頭校零螺母32與端面測頭33連接，端面測頭33通過端面測量裝置滑塊17安裝在端面測頭支架13上，端面測量裝置3可沿著端面測頭支架13來回往復移動，以便測量工件5的端面尺寸；端面測頭33內安裝有差動變壓器式位移傳感器和氣動裝置；

所述控制器4分別與驅動裝置1、徑向測量裝置2和端面測量裝置3連接，包括信號調理模塊41、微處理器模塊42、ADC模塊43、DAC模塊44、顯示模塊45、電源模塊46和數(shù)據(jù)存儲模塊47；所述電源模塊46分別與信號調理模塊41、微處理器模塊42、ADC模塊43、DAC模塊44和顯示模塊45連接，為整個控制器4供電；所述微處理器模塊42分別與ADC模塊43、DAC模塊44、顯示模塊45、電源模塊46和數(shù)據(jù)存儲模塊47連接；所述信號調理模塊41與ADC模塊43連接；所述顯示模塊45與DAC模塊44連接。

所述差動變壓器式位移傳感器和氣動裝置均為市售產品。

本實用新型工件尺寸在機測量儀的工作原理和工作流程是：

(1)對測量儀進行校零：將標準件安裝在數(shù)控銑削加工中心上，將兩個徑向測針22與標準件表面接觸，擰開徑向測針緊固螺釘21，調整徑向測針22進行粗調，使其在顯示模塊上顯示的數(shù)值在50μm之內，擰緊徑向測針緊固螺釘21；調整徑向測頭校零螺母23進行細調，直到顯示模塊45顯示的對應值接近于零(±10μm)，擰緊徑向測頭校零螺母緊固螺釘26，完成徑向測量裝置2的校零。將端面測針35與標準件表面接觸，擰開端面測針緊固螺釘34，調整端面測針35進行粗調，使其在顯示模塊45上顯示的數(shù)值在50μm之內，擰緊端面測針緊固螺釘34；調整端面測頭校零螺母32進行細調，直到顯示模塊45顯示的對應值接近于零(±10μm)，擰緊端面測頭校零螺母緊固螺釘36，完成端面測量裝置3的校零。

(2)對被測工件5進行測量：

該測量儀對被測工件5進行測量時有手動模式、半自動模式和自動模式三種工作模式。

徑向測量：將被測工件5安裝在數(shù)控銑削加工中心上，開始銑削，銑削一段時間，銑床退刀。測量時，控制器4發(fā)送信號給徑向測量裝置2，徑向測頭24內的氣動裝置帶動徑向測量裝置2沿徑向測頭支架12的燕尾槽運動，進行張開運動；然后控制器4發(fā)送信號給測量裝置進退氣缸14，測量裝置進退氣缸14推動滑板19沿直線導軌15運動，使得測量儀進入測量工位；而后控制器4發(fā)送信號給徑向測量裝置2，徑向測頭24內的氣動裝置帶動徑向測量裝置2沿徑向測頭支架12的燕尾槽運動，進行閉合運動，兩個徑向測針22與被測工件5表面接觸，產生相對位移，徑向測頭24中的差動變壓器式位移傳感器(簡稱位移傳感器)將位移量轉換為相應電信號輸出，信號調理模塊41把電信號進行放大、濾波處理，并將處理后的模擬信號傳遞給ADC模塊43，ADC模塊43將模擬信號轉化為數(shù)字信號，傳遞給微處理器模塊42處理，微處理器模塊42把得到的測量結果和狀態(tài)顯示到顯示模塊45上并存入數(shù)據(jù)存儲模塊47內。測量完成后，控制器4發(fā)送信號給徑向測量裝置2，徑向測頭24內的氣動裝置帶動徑向測量裝置2沿徑向測頭支架12的燕尾槽運動，進行張開運動；然后控制器4發(fā)送信號給測量裝置進退氣缸14，測量裝置進退氣缸14推動滑板19沿直線導軌15運動，使得測量儀退出測量工位。在手動模式和半自動模式下，控制器4與數(shù)控銑削加工中心無通訊，可人工判斷接下來的任務。在自動模式下，通過顯示模塊45進行參數(shù)設置，經(jīng)過DAC模塊44轉換后與信號調理模塊41的參數(shù)進行比較，向數(shù)控銑削加工中心發(fā)出完工零件信號、精加工信號、半精加工信號、或者粗加工信號，控制銑削進給量。

端面測量：測量時，控制器4發(fā)送信號給端面測量裝置3，端面測頭33內的氣動裝置帶動端面測量裝置3沿端面測頭支架13的燕尾槽運動；然后控制器4發(fā)送信號給測量裝置進退氣缸14，測量裝置進退氣缸14推動滑板19沿直線導軌15運動，使得測量儀進入測量工位；通過螺柱18端面測頭支架13的高度，端面測針35與被測工件5表面接觸，產生相對位移，端面測頭33中的差動變壓器式位移傳感器(簡稱位移傳感器)將位移量轉換為相應電信號輸出，信號調理模塊41把電信號進行放大、濾波處理，并將處理后的模擬信號傳遞給ADC模塊43，ADC模塊43將模擬信號轉化為數(shù)字信號，傳遞給微處理器模塊42處理，微處理器模塊42把得到的測量結果和狀態(tài)顯示到顯示模塊45上并存入數(shù)據(jù)存儲模塊47內。測量完成后，控制器4發(fā)送信號給測量裝置進退氣缸14，測量裝置進退氣缸14推動滑板19沿直線導軌15運動，使得測量儀退出測量工位。在手動模式和半自動模式下，控制器4與數(shù)控銑削加工中心無通訊，可人工判斷接下來的任務。在自動模式下，通過顯示模塊45進行參數(shù)設置，經(jīng)過DAC模塊44轉換后與信號調理模塊41的參數(shù)進行比較，向數(shù)控銑削加工中心發(fā)出完工零件信號、精加工信號、半精加工信號、或者粗加工信號，控制銑削進給量。

本實用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術。