一种高精度零件在线检测方法及检测装置与流程

本发明涉及一种在线检测方法及检测装置，尤其是一种高精度零件在线检测方法及检测装置，属于高精度零件检测技术领域。

背景技术：

电子显微镜（electronmicroscope），简称电镜或电显，是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短（波粒二象性），而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的分辨率（约0.2纳米）远高于光学显微镜的分辨率（约200纳米）。电子显微镜由镜筒、真空装置和电源柜三部分组成。镜筒主要有电子源、电子透镜、样品架、荧光屏和探测器等部件，这些部件通常是自上而下地装配成一个柱体。电子透镜用来聚焦电子，是电子显微镜镜筒中最重要的部件。

薄壁高精密产品的加工检测一直是行业内的一大难题，由于产品尺寸较小如采用常规检测方法对该产品进行检测很难精确的检测各尺寸。

常用三坐标检测设备可测量尺寸，但经过验证三坐标测量该产品时由于产品壁厚较薄，三坐标设备使用的测量检测头为1mm的球型测头，三坐标测量时需采用球型测头的球体最高点对所要测量的点、面进行测量，而该产品的整体厚度所需测量的部位面较小，三坐标测量时很难准确的对该面进行测量。同时在使用三坐标设备时必须将产品移至设备上才能对产品进行检测，因此不能实现产品的在线检测。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够精确检测高精度零件的尺寸，结构简单，构思巧妙，检测精度高，适用在线检测的高精度零件在线检测装置及检测方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种高精度零件在线检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、待检测零件进入检测装置检测区域后，操控数控机床控制电子显微镜靠近待检测零件，调整电子显微镜的焦距，使待检测零件清晰显示以便于基准位置的定位；

b、任意选取显示器界面上一条直线作为基准线，调整数控机床，使该直线与待检测零件所需检测尺寸的起始端面相切，并将数控机床上坐标位置设置为初始位置，即：x0、y0和z0；

c、控制数控机床移动，以基准线与待检测零件起始面对应的另一测名相切，记录数控机床轴向移动距离，即：待检测零件所需检测尺寸方向的轴向坐标，得到待检测零件尺寸。

本发明的一种高精度零件在线检测方法，所述步骤a中，还包括将电子显微镜安装于数控机床上以使数控机床控制电子显微镜的移动，并将电子显微镜与显示器连接。

本发明的一种高精度零件在线检测方法。所述步骤b中，显示器界面上设置多条横线和多条竖线，检测待检测零件的宽度时，任意选取一条竖线作为基准线，检测待检测零件的厚度时，任意选取一条横线作为基准线。

本发明的一种高精度零件在线检测方法，所述步骤b中，显示器界面上设置多条横线或者多条竖线，选取任意一条作为基准线，根据待检测零件所需检测的尺寸调整待检测零件的方式方式。

一种高精度零件在线检测装置，包括数控机床、安装于数控机床上可移动的电子显微镜和用于电子显微镜显示的显示器，该电子显微镜与显示器连接以显示高精度零件在电子显微镜所观被察到的区域，该显示器上还设置有基准线。采用电子显微镜能够将所需要检测的零件放大，利用显示器上设置的基准线靠齐零件的最突出的位置；操控数控机床移动，使基准线与零件的另一侧最突出的位置靠齐；识别数控机床上单方向的移动距离，从而测出零件的尺寸。

本发明的一种高精度零件在线检测装置，所述电子显微镜通过安装机构固定连接在数控机床上。

进一步的，所述数控机床上设置有机床主轴和设置在机床主轴上的刀柄，电子显微镜通过安装机构安装于刀柄上。该安装方式最简单，也更加稳定，利于电子显微镜稳定检测加工件。

进一步的，所述安装机构通过芯棒安装于刀柄上，以利于延长电子显微镜。便于电子显微镜的安装以及电子显微镜对零件的检测。

进一步的，所述安装机构包括架体，该架体的一端部设置有用于将架体安装与芯棒上的第一安装孔，另一端部设有用于安装电子显微镜的第二安装孔。

进一步的，所述第一安装孔上设置有用于调整第一安装孔孔内径的第一螺栓，该第一安装孔上还设置有螺纹孔，该螺纹孔上设置有用于紧固架体的第二螺栓，该第二螺栓通过螺纹孔贯穿第一安装孔侧壁并与芯棒接触。

进一步的，所述芯棒为铝制芯棒。

本发明的一种高精度零件在线检测装置，该电子显微镜采集信号的一段端部设置有用于提高图像清晰度的照明灯。

进一步的，所述照明灯为led灯。

本发明的一种高精度零件在线检测装置，所述基准线包括多条横线和多条竖线。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明解决了传统高精度零件检测难的问题，采用电子显微镜的设计使待检测加工件放大数倍，利用基准线进行定位，并通过数控机床移动能够直观得出零件测得的尺寸，操作简单，检测精度高，有利于在线检测的工作效率和检测精度。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图。

图中标记：1-电子显微镜、11-照明灯、2-显示器、3-基准线、4-安装机构、41-架体、42-第一安装孔、43-第二安装孔、44-第一螺栓、45-第二螺栓、5-数控机床、51-机床主轴、52-刀柄、6-芯棒。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

一种高精度零件在线检测方法，如图1所示，包括如下步骤：

a、待检测零件进入检测装置检测区域后，操控数控机床控制电子显微镜靠近待检测零件，调整电子显微镜的焦距，以使待检测零件清晰显示以便于基准位置的定位；

b、任意选取显示器界面上一条直线作为基准线，调整数控机床，使该直线与待检测零件所需检测尺寸的起始端面相切，并将数控机床上坐标位置设置为初始位置，即：x0、y0和z0；

c、控制数控机床移动，以基准线与待检测零件起始面对应的另一测名相切，记录数控机床轴向移动距离，即：待检测零件所需检测尺寸方向的轴向坐标，得到待检测零件尺寸。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在另一具体实施方式中，步骤a中，还包括将电子显微镜安装于数控机床上以使数控机床控制电子显微镜的移动，并将电子显微镜与显示器连接。

在其中一具体实施方式中，步骤b中，显示器界面上设置多条横线和多条竖线，检测待检测零件的宽度时，任意选取一条竖线作为基准线，检测待检测零件的厚度时，任意选取一条横线作为基准线。

在另一具体实施方式中，步骤b中，显示器界面上设置多条横线或者多条竖线，选取任意一条作为基准线，根据待检测零件所需检测的尺寸调整待检测零件的方式方式。

基于上述实施方式检测方法的设计原则上，在其中一具体实施方式中，一种高精度零件在线检测装置，如图1所示，包括数控机床5、安装于数控机床上可移动的电子显微镜1和用于电子显微镜显示的显示器2，该电子显微镜1与显示器2连接以显示高精度零件在电子显微镜所观被察到的区域，该显示器2上还设置有基准线3。

具体的，在上述具体实施方式的设计基础上，该显示器2为电脑。采用电脑能够更适应电子显微镜的性能。

在另一具体实施方式中，电子显微镜1通过安装机构4固定连接在数控机床1上。

基于上述具体实施方式的设计基础上，在其中一具体实施方式中，数控机床5上设置有机床主轴51和设置在机床主轴51上的刀柄52，电子显微镜1通过安装机构4安装于刀柄上。

基于上述具体实施方式的设计基础上，在另一具体实施方式中，安装机构4通过芯棒6安装于刀柄上，以利于延长电子显微镜。该方式不仅能够保证电子显微镜的空间，同时能够延长电子显微镜的延伸长度。

在另一具体实施方式中，安装机构4包括架体41，该架体41的一端部设置有用于将架体安装与芯棒上的第一安装孔42，另一端部设有用于安装电子显微镜的第二安装孔43。该设计方式能够便于电子显微镜的拆装，也利于电子显微镜的安装稳定。

基于上述具体实施方式的设计原则上，在其中一具体实施方式中，第一安装孔42上设置有用于调整第一安装孔孔内径的第一螺栓44。能够使架体与芯棒接触更加充分，保证整体装置在移动过程中的稳定性。

同时，为了紧固连接关系，在另一具体实施方式中，第一安装孔42上还设置有螺纹孔，该螺纹孔上设置有用于紧固架体的第二螺栓45，该第二螺栓45通过螺纹孔贯穿第一安装孔侧壁并与芯棒接触。

具体的，第一安装孔42为套筒结构，该套筒的长度大于架体中部连接杆的宽度。更加具体的，第一安装孔42和第二安装孔43均为套筒结构。

在另一具体实施方式中，芯棒6为铝制芯棒。具体的，该芯棒的长度为300mm。一般采用250mm-350mm。

当然，第二安装孔43可通过螺栓与电子显微镜进行装配。另外，也可以采用锥形轴腔进行装配。作为更优的架体与电子显微镜的外壳一体制成。该稳定性更强。

由于是处于在线检测，在光线不佳的情况下会影响对零件的检测，因此，在其中一具体实施方式中，该电子显微镜1采集信号的一段端部设置有用于提高图像清晰度的照明灯11。作为更加具体的，照明灯11为led灯。

基于上述具体实施方式的设计基础上，在另一具体实施方式中，基准线3包括多条横线和多条竖线。而在实际操作中，该基准线可以设置为电子显微镜内部并显示在显示器上。也可以在通过软件显示电子显微镜的采集信息，利用在软件内加入线条相关的程序。具体的，电子显微镜1与显示器2之间通过通讯数据线连接。

本实施例中，经测量电子显微镜所测尺寸精度可达到0.002mm，满足所加工产品的测量精度，同时可实现机床在线测量功能，提高了加工效率降低了加工成本。

综上所述，本发明解决了传统高精度零件检测难的问题，采用电子显微镜的设计使待检测加工件放大数倍，利用基准线进行定位，并通过数控机床移动能够直观得出零件测得的尺寸，操作简单，检测精度高，有利于在线检测的工作效率和检测精度。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。