一种用于数控铣床在位测量的影像测头及影像测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控铣床的测量领域，具体地是涉及一种用于数控铣床在位测量的影像测头及影像测量系统。
【背景技术】
[0002]在机械加工过程中，几何量测量是不可或缺的重要环节。数控铣床(包括加工中心)在机械加工中有广泛应用，三坐标测量机是重要的几何量测量设备。两者具有相似的机械结构，都使用笛卡尔坐标系，都采用光栅尺等高精度位置反馈元件，在动作执行上相同，在信息转换方向上互逆。而且，通常认为加工母机的精度高于加工零件一个量级，测量机的精度需高于被测量件一个量级。因此，数控铣床与三坐标测量机有良好的合并基础，合并的方法是给数控铣床装上三坐标测头，合并而成的机器被称为“测量加工一体机”。一体机的优势在于，I)加工完成后，无需拆卸工件，可直接测量其几何量，生产效率高;2)测量后的数据，可作为下一工件加工补偿的依据，加工一致性高;3)省去了一套测量机机械结构及运动控制系统，使成本大幅降低。同时，由于三坐标测头采用接触式测量方式，也存在如下不足:单点测量，测量效率较低。
[0003]因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种用于数控铣床在位测量的影像测头及影像测量系统，其利用影像测头可获得较高的几何量测量效率，实现基于数控铣床和影像测量技术的加工、测量一体机。
[0005 ]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0006]—种用于数控铣床在位测量的影像测头，包括:外壳、联接器、摄像模组、通信模块、电源模块，其中所述联接器位于影像测头的末端，与所述外壳固定连接，用于与数控铣床主轴刀具装夹机构的联接;所述摄像模组、通信模块、电源模块设置在所述外壳内；所述摄像模组包括摄像机、镜头、摄像机驱动板和图像信号处理器，所述电源模块与所述摄像模组和所述通信模块连接，为其提供电能。
[0007]优选地，所述外壳上还设有一光源模块。
[0008]优选地，所述联接器通过锥面弹簧夹、液压或热缩方式与数控铣床主轴刀具装夹机构配合。
[0009]优选地，所述通信模块为无线通信模块、激光通信模块、红外通信模块、感应通信模块中的一种或者多种。
[0010]—种用于数控铣床在位测量的影像测量系统，包括数控加工中心模组、控制系统、主机，其中所述数控加工中心模组与所述控制系统连接，在所述控制系统的控制下进行相应检测，并将检测到的图像信号发送给所述主机，所述主机用于对图像信号进行处理并显示，其中所述数控加工中心模组内包括上述的影像测头，所述影像测头设置在被加工工件的上方。
[0011]优选地，所述数控加工中心模组包括主轴刀具装夹机构、影像测头固定器、影像测头装卸手，其中所述影像测头通过联接器与所述主轴刀具装夹机构连接，所述影像测头通过所述影像测头装卸手可拆卸的设置在所述数控加工中心模组上。
[0012]优选地，所述数控加工中心模组还包括一用于给所述影像测头充电的充电触点，所述充电触点设置在所述影像测头固定器上。
[0013]优选地，所述主机包括主机箱、显示器和信号接收模块，其中所述信号接收模块用于将接收到的图像信号发送至所述主机箱，所述主机箱通过所述显示器进行显示。
[0014]优选地，所述信号接收模块为无线通信模块、激光通信模块、红外通信模块、感应通信模块中的一种或者多种。
[0015]优选地，所述主机箱设有视频采集卡和/或USB接口，所述信号接收模块通过所述视频采集卡或者所述USB接口将图像信号发送给所述主机。
[0016]采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果:
[0017]本发明所述的用于数控铣床在位测量的影像测头及影像测量系统，结构设计简单，成本较低。影像测头可以像数控铣床所用刀具那样，方便快捷地固定在主轴上，实现在位测量。并且刀具与测头的换装方便、快速。同时测量速度快，有利于提高生产效率。测量数据可作为下一工件的补偿依据，提高不同加工工件的精度一致性。更重要的是可以配合数控铣床各轴运动，可实现复杂加工件的多个加工面的几何量测量。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所述的用于数控铣床在位测量的影像测头的结构示意图；
[0019]图2为本发明所述的用于数控铣床在位测量的影像测量系统。
[0020]其中:1.外壳，2.联接器，3.电源模块，4.摄像机驱动板，5.通信模块，6.摄像机，7.镜头，10.数控加工中心模组，11主轴刀具装夹机构，12锥形弹簧夹头，13控制系统，20影像测头固定器，21.充电触点，22.影像测头装卸手，14影像测头，15被加工工件，16信号接收模块，17视频采集卡，18主机箱，19显示器。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，为符合本发明的一种用于数控铣床在位测量的影像测头14，包括:夕卜壳1、联接器2、摄像模组、通信模块5、电源模块3，其中所述联接器2位于影像测头14的末端，与所述外壳I固定连接，用于与数控铣床主轴刀具装夹机构的联接;所述摄像模组、通信模块5、电源模块3设置在所述外壳I内；所述摄像模组包括摄像机6、镜头7、摄像机驱动板4和图像信号处理器(优选地所述通信模块5设置在所述摄像机驱动板4上)，所述电源模块3与所述摄像模组和所述通信模块5连接，为其提供电能。所述电源模块3实现方式有多种，电池可以是干电池、锂离子电池等，可以拆卸及或不可拆卸；电源通过电路给摄像模组及通信模块5提供电源。
[0024]优选地，所述外壳I上还设有一光源模块，其可以有效提高摄像模组的拍摄质量，提高测量精度。
[0025]优选地，所述联接器2通过锥面弹簧夹、液压或热缩方式与数控铣床主轴刀具装夹机构配合。
[0026]优选地，所述通信模块5为无线通信模块5、激光通信模块5、红外通信模块5、感应通信模块5中的一种或者多种。其接受外部控制信号、并将图像信号发送出去。本实施例优选使用无线传输技术，避免导线可能对测头、被测件运动的限制。
[0027]本实施例所述的影像测头14结构设计简单，成本较低。其可以像数控铣床所用刀具那样，方便快捷地固定在主轴上，实现在位测量。并且刀具与测头的换装方便、快速。同时测量速度快，有利于提高生产效率。测量数据可作为下一工件的补偿依据，提高不同加工工件的精度一致性。
[0028