加工件分拣测头及使用该测头的在线检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种加工件分拣测头及使用该测头的在线检测装置，所述分拣测头它包括外套、锥套、测量头和用于确定测量精度的调节机构，测量头和调节机构分别与锥套和外套穿装连接，外套与锥套之间设置用于电隔离的绝缘套，所述外套、绝缘套和锥套紧密连接，外套与锥套为导电材料制件，其外侧分别设置用于连接检测电路的接线柱，所述检测电路设置电源和指示灯。在线检测装置包括底座、支撑杆和位于支撑杆上部的横梁，横梁上设置液缸，液缸的伸缩端通过连接杆与所述测头连接。该检测装置具有较高的检测效率，同时可以大幅度减轻检测人员的劳动强度，而且具有结构简单、造价低廉、性能可靠等优点。
【专利说明】
加工件分拣测头及使用该测头的在线检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及加工件检测技术领域，具体涉及一种加工件分拣测头及使用该测头的在线检测装置。
【背景技术】
[0002]在大规模精密制造加工领域，往往加工工序多，尺寸加工精度检测包括加工过程检测和完工产成品精度检测，工作量极大。例如光学设备、仪器配套镜片的加工，由于其精度要求极高，通常需要经过粗磨、半精磨、精磨多道工序。为了保证镜片较高的光学性能，不仅成品完工后需要对其精度进行严格的检测分拣，按照设计要求分拣出合格品、返修品和废品，大多还要对其半精磨、粗磨各道工序的加工精度进行检测，以避免影子误差对终端产品质量的不利影响。其次，在镜片磨削的过程中由于磨头的磨损，为避免此磨损量给镜片加工质量带来影响，需要频繁地对磨头的磨削进给量进行补偿性调整，以保证磨削的精度，而传统的补偿调整方式大多是凭操作人员经验估测确定补偿时机和补偿量，频次过高则会导致磨削加工的效率，而频次过低又会带来磨削质量的降低。对于磨削镜片的质量分拣，传统的检测方法是将待检工件放入专用的模座内，在检测工作台上由人工用千分表进行逐个测量，注目千分表针指刻度，判定优劣，如此不仅费时费事，劳动强度大，检测效率低，可靠性差，检测人员肢体和视觉容易疲劳，严重影响检测的准确性，产品质量得不到可靠的保证，尤其不能适应大规模工业化生产的需要。如CN200968843公开了一种测量光学透镜中心厚度的装置，其在底座上装一立杆，立杆上装可上下移动的表座，表座上装千分表，千分表下方设置与底座固定连接的测量立柱，测量立柱上套装弹簧，测量立柱上部套装放置被测镜片的冶具。该技术虽然结构简单，但其需要人工视觉判别镜片的误差，视觉容易疲劳，检测精度可靠性差，而且由于测量频次高，冶具与测量立柱接触面容易磨损，影响测量精度。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的问题是提供一种加工件分拣测头及使用该测头的在线检测装置，该装置能够对加工件进行精准的检测，可靠地保证加工质量，而且结构简单，操作简便，检测效率高。
[0004]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种加工件分拣测头，包括外套、锥套、测量头和用于确定测量精度的调节机构，测量头和调节机构分别与锥套和外套穿装连接，外套与锥套之间设置用于电隔离的绝缘套，所述外套、绝缘套和锥套紧密连接，夕卜套与锥套为导电材料制件，其外侧分别设置用于连接检测电路的接线柱，所述检测电路设置电源和指示灯。
[0005]所述外套内滑动连接有与所述调节机构紧密连接的内套，外套和内套的一侧设置操作窗口，内套的一端与外套之间设置顶紧弹簧。
[0006]所述调节机构包括限位顶针和与内套固定连接的套管，限位顶针通过螺纹与套管连接，限位顶针的后端设置带有刻度的旋动手柄。
[0007]所述测量头后端设置压缩弹簧，该压缩弹簧的压缩弹性大于所述顶紧弹簧。
[0008]所述测量头和限位顶针为钨钢材料制件。
[0009]—种使用上述测头的在线检测装置，包括底座、支撑杆和位于支撑杆上部的横梁，横梁上设置液缸，液缸的伸缩端通过连接杆与所述测头连接。
[0010]所述连接杆上设置用于调节测量基准的限位机构。
[0011]所述限位机构包括支板和与所述连接杆螺纹连接的限位螺母，支板通过导向杆与所述横梁连接。
[0012]所述连接杆上设置锁紧螺母。
[0013]本发明的有益效果是:
1)本发明的加工件分拣测头基于实际检测需要可用于各类加工件形体尺寸的分拣式检测，与现有技术相比具有较高的检测效率，同时可以大幅度减轻检测人员的劳动强度，而且具有结构简单、造价低廉、性能可靠等优点；
2)加工件分拣测头采用限位顶针通过细牙螺纹与套管连接，该螺纹采用较小的导程，使得加工件分拣测头具有很高的检测精度，可以达到0.005mm以下。
[0014]3)本发明的在线检测装置以其简单的结构可以方便的与工件的加工实施链接，对加工的工件进行实时检测，不仅可用于加工件质量的分拣，还可用于磨削工序磨头进给量补偿时机选择的在线检测，也可采用二者结合的方式进行检测和预警，便于对加工系进行及时的维修和调整，使得加工件合格品率的大大提高。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步描述:
图1是本发明实施例一中测头的的结构示意图；
图2是本发明实施例二中测头的结构示意图；
图3是本发明中在线检测装置的结构示意图；
图4是本发明中磨头进给量补偿在线检测的设备系统图；
图5是本发明中工件磨削质量在线检测的设备系统图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0017]实施例一
如图1、图3所示，本发明的加工件分拣测头，包括外套1、锥套5、测量头6和用于确定测量精度的调节机构，测量头6和调节机构分别与锥套5和外套I穿装连接，外套I与锥套5之间设置用于电隔离的绝缘套4，所述外套1、绝缘套4和锥套5紧密连接，调节机构通过隔板与外套I连接。绝缘套4可以制成一体的桶状结构，也可制成管体和绝缘垫片7构成的分体结构，安装更加方便。外套I与锥套5为导电材料制件，其外侧分别设置用于连接检测电路12的接线柱10。所述检测电路12设置电源13和指示灯14，还可在检测电路12上设置开关18。所述调节机构包括限位顶针3和与隔板固定连接的套管8，限位顶针3通过细牙螺纹与套管8连接，螺纹的导程可设置为0.1?0.5mm，使得测头具有较高的测量精度。限位顶针3的后端设置带有刻度9的旋动手柄2。为了方便限位顶针3的调整操作，在外套I的一侧设置操作窗口 11。为了增强测量头6和限位顶针3的耐磨性，延长其使用寿命，可靠地保证测量精度，测量头6和限位顶针3采用钨钢材料制件。
[0018]本发明中使用上述测头的在线检测装置包括底座17、支撑杆19和位于支撑杆19上部的横梁20，横梁20上设置液缸22，该液缸22的伸缩端通过连接杆26与所述测头连接。
[0019]所述连接杆26上设置用于调节测量基准的限位机构，该限位机构包括支板21和与连接杆26螺纹连接的限位螺母24，支板21通过导向杆23与横梁20连接。连接杆26上还可设置一个锁紧螺母25，以防止限位的移动。
[0020]各类加工件的形体尺寸检测多是针对其加工误差是否超过允许的设计或工艺设计(粗加工)公差的范围，以此判定工件加工的质量等级和处置依据。特别是大批大量高效连续加工的精密工件，往往需要对加工后的产品进行全检。因此，这类检测无需了解和记录其实际误差值是多少，而实际需要的是检测的精度范围和检测操作的高效率。基于这一思路，本发明的加工件分拣测头设置了测量头6和限位顶针3，当测量头6接触限位顶针3时，检测电路中的指示灯14发出信号，表明被检测尺寸达到极限(上差或下差)。而且，限位顶针3通过细牙螺纹与套管8连接，螺纹采用较小的导程，使得加工件分拣测头具有很高的检测精度，可以达到0.005mm以下。
[0021]本发明的在线检测装置适用于单工序磨削加工，也适用于多工序(包括粗磨、半精磨和精磨)磨削加工;可以用于磨头补偿时机选择的在线检测，也可用于磨削镜片(或加工件)质量的在线检测。
[0022]结合图1、图3参看图4，其用于磨头补偿在线检测时，可按照以下步骤进行:
1)在磨削工位31的后续运转侧设置检测工位32，并在检测工位的近侧配置一套本发明的在线检测装置，用于磨削后镜片的检测，以确定磨头补偿的时机，设置在线检测装置时应使测量头6分别与检测工位32的镜片夹具轴心上下对应，以便于测量头6对准镜片中心位置进行磨削厚度的测量；
2)操动所述调节机构，对限位顶针3的位置进行调整，使旋动手柄2上的刻度9归零，在镜片夹具内置入磨削工序的标样镜片，所述标样镜片是指按照磨削工序工艺设计的中值厚度的标准镜片，例如，该工序磨削镜片的工艺设计厚度SA±a，则标样镜片的厚度应为[A] =[(A+a)+(A — a)]/2=A(mm);当某些加工件或镜片根据配合尺寸的需要，其工艺设计上差与下差不对称时，如(A+a，A—b)，则标样镜片的厚度应为[A] = [ (A+a)+(A —b) ]/2 ^A(mm)。然后启动在线检测装置的液缸22，使测量头6下降，并使其下端与标准成品镜片接触，当指示灯亮时即关停液缸22，此时旋动所述限位螺母24使之与所述支板21紧密接触，再通过锁紧螺母25将其锁紧；
3)启动液缸22提起测头6，然后通过所述调节机构按照被测磨削工序的磨头设定磨头进给补偿量提升所述限位顶针3，对于精密仪器配套的镜片，一般磨头进给补偿量约为0.01?0.02mm，即在磨削后的镜片厚度与标样厚度[A]的上差大于或等于该磨头进给补偿量时应对磨头下降最低限位位置及时调整；
4)启动磨削设备进行镜片磨削，按照设定的频次对完成磨削的镜片进行抽样检测，根据被磨削镜片材质的柔、脆、软、硬不同，一般磨削50?100件镜片需要对磨头进给量调整补偿一次，但鉴于本发明的在线检测速度很快，为了确保镜片磨削质量，可设定为磨削20?30片检测一次，利于减少测量头的磨损，延长检测装置的使用寿命。当测头下降基于限位螺母24的限位到位后而指示灯14仍不亮，则说明磨削的镜片在工艺设计的公差范围内，不需要进行磨头进给量的补偿，磨削可正常进行；当测头基于限位螺母24的限位下降到位或下降尚未到位而指示灯14发亮时，则说明磨削的镜片厚度已经或即将超出工艺设计的公差范围，即应停止磨削，按照设定补偿量调整磨头下降的下限位置。
按照上述方法进行磨削镜片厚度的检测，以选择确定磨头进给量补偿的时机，由于检测速度极快，通常只需2~3s即可完成，况且在不停止磨削运行的状态下进行，因而对磨削工序的效率没有影响。其次，按照上述方法对检测装置进行调整，可使磨削镜片的误差远低于工艺设计允许的上差，大大提高镜片的磨削精度。当然，在上述第3)步中，也可按照接近磨削镜片工艺设计厚度的上差提升所述限位顶针3，同时适当加大磨头进给补偿量，这样可以在保证磨削精度的情况下减少磨头进给补偿调整的频次，缩短累计补偿操作时间，提高磨削工序的生产效率。
[0023]结合图1、图3参看图5，本发明的在线检测装置也可用于磨削(或加工)质量的在线检测，其方法是基于对产品公差极值的判定，绝大多数情况下，产品的实际尺寸只要在允许的误差范围内均属合格品，而无需详细了解或记录其实际尺寸值。本发明的在线检测装置能够对产成品实际尺寸是否在设计允许误差范围内做出准确的判断，并由此实现产品的快速检验判定，故而特别适用于大量连续加工产品的检验。加工质量判定的方法可按以下步骤进行:
1)在磨削工位33的后续运转侧依次设置成品公差上差检测工位34和下差检测工位35，并将两套在线检测装置分别对应置于上、下检测工位34、35的一侧，并使在线检测装置的测量头6分别与两个检测工位的镜片夹具上下对应，以便于测量头6对准镜片中心位置进行磨削厚度的测量；
2)分别操动两套在线检测装置的调节机构，使旋动手柄2上的刻度9归零，同时在检测工位30、31的镜片夹具内分别置入磨削工序的标样成品镜片，所述标样镜片是指按照镜片设计的中值厚度的标准镜片，例如，磨削镜片的设计厚度尺寸SB±b，则标样镜片的厚度应为[B] = [(B+b)+(B — b)]/2=B(mm);当某些加工件或镜片或加工件根据配合尺寸的需要，其工艺设计上差与下差不对称时，如(B+c，B — d)，则标样镜片的厚度应为[B] = [(B+c) + (B —d)]/2在B(mm)。然后分别启动两在线检测装置的液缸22，使测量6下降至其下端与标样成品镜片无间隙接触，指示灯14发亮即关停液缸22，再旋动所述限位螺母24使之与所述支板21紧密接触，而后通过锁紧螺母25锁紧；
3)分别启动上差检测工位34和下差检测工位35的液缸22，提起测头，然后分别通过两个在线检测装置中的旋动手柄2按照设计磨削公差的上差和下差提升或下降限位顶针3到位，譬如磨削镜片成品的设计厚度为A 土 amm，及其上差为+amm，下差为一 amm，则通过转动上差检测工位30的旋动手柄2将上差检测工位34中的限位顶针3上提amm，通过转动下差检测工位31旋动手柄2将下差检测工位35中的限位顶针3下降amm;
4)上述准备工作完成之后，即可启动磨削设备进行镜片精磨，并对磨削完工的镜片成品依次在上差检测工位34和下差检测工位35上进行检测:在上差检测工位34上检测，当测头下降过程中或下降到位指示灯14发亮时，则说明被检镜片上差超差，实际厚度大于设计厚度上限，此类镜片成品称为返修品，可以返回精磨工序进行再次磨削修复;此类情况的产生，一般是由于精磨工序的磨头磨损需要进行调整补偿，同时也可能因精磨工序磨削控制系统出现异常所致。因此应立即停止磨削工序磨削，按照设定补偿量调整磨头下降下限位置，或者对磨削控制系统进出检修调整；当测头下降到位而指示灯14不发亮时，说明被检镜片上差未超差，即可转入下差检测工位35上进行检测:在下差检测工位35上检测，当测头下降过程中或下降到最低限位指示灯14即亮时，则说明被检镜片为合格品；当测头下降到最低限位而指示灯14仍不发亮时，说明被检镜片下差超差，即为废品，应停止磨削，检查调整磨削控制系统。
[0024]本发明中的产品质量在线检测方法，一般应对磨削完工的镜片进行全检，当然根据具体情况也可采取抽样检测的方式。其中:上差检测工位上的检测既可起到精磨工序磨头进给补偿调整机会的检测作用，又可防止上差超差的不合格镜片混入组装或销售环节，同时可准确地检出返修品再次磨削成为合格品，避免材料的浪费；下差检测工位上的检测可将下差超差准确地检出，同时对精磨工序的问题和故障进行实时报警，便于及时维修调整，以此杜绝不合格品的批量产生，大幅度提高磨削的合格品率。上差检测工位检测和下差检测工位检测与镜片磨削同时进行，无需额外附加辅助时间，因而也可较大幅度地提高生产效率。
[0025]实施例二
参看图2、图3，本实施例的测头与实施例一不同的是，在外套I内滑动设置有内套15，所述调节机构与该内套15紧密连接，内套15的一侧设置与外套I对应的操作窗口 11，内套15的后端与外套I的内壁之间设置有顶紧弹簧14。这样，当被检测工件实际上差大于限位顶针3的限位量时，测量头6与限位顶针3接触后仍可克服顶紧弹簧14的压力继续上推，由此避免被测镜片和在线检测装置的损坏。为了消除测量头6下降时与被测镜片的刚性撞击，可在测量头6的后端设置一压缩弹簧16，该压缩弹簧16的压缩弹性应大于顶紧弹簧14的压缩弹性，以便保证检测的灵敏性和精确性。当然，在限位螺母24上设置一连接有指示电路30的限位开关27，在指示电路30上设置直流或交流电源29，则可以及时直观的显示限位螺母24与支板21的接触，使得在线检测装置的检测操作更加方便。
[0026]本实施方式的在线检测装置及使用方法与实施例一相同
虽然以上对本发明的较佳实施例进行了图示和描述，以说明本发明的原理和应用，但应该理解，本发明可以在不偏离这些原理的基础上用其它方式来实现。
【主权项】
1.一种加工件分拣测头，其特征在于:它包括外套、锥套、测量头和用于确定测量精度的调节机构，测量头和调节机构分别与锥套和外套穿装连接，外套与锥套之间设置用于电隔离的绝缘套，所述外套、绝缘套和锥套紧密连接，外套与锥套为导电材料制件，其外侧分别设置用于连接检测电路的接线柱，所述检测电路设置电源和指示灯。2.如权利要求1所述的加工件分拣测头，其特征在于:所述外套内滑动连接有与所述调节机构紧密连接的内套，外套和内套的一侧设置操作窗口，内套的一端与外套之间设置顶紧弹貪。3.如权利要求1所述的加工件分拣测头，其特征在于:所述调节机构包括限位顶针和与内套固定连接的套管，限位顶针通过螺纹与套管连接，限位顶针的后端设置带有刻度的旋动手柄。4.如权利要求1或2所述的加工件分拣测头，其特征在于:所述测量头后端设置压缩弹簧，该压缩弹簧的压缩弹性大于所述顶紧弹簧。5.如权利要求1或3所述的加工件分拣测头，其特征在于:所述测量头和限位顶针为钨钢材料制件。6.一种使用如权利要求1所述加工件分拣测头的在线检测装置，其特征在于:它包括底座、支撑杆和位于支撑杆上部的横梁，横梁上设置液缸，液缸的伸缩端通过连接杆与所述测头连接。7.如权利要求6所述的在线检测装置，其特征在于:所述连接杆上设置用于调节测量基准的限位机构。8.如权利要求6或7所述的在线检测装置，其特征在于:所述限位机构包括支板和与所述连接杆螺纹连接的限位螺母，支板通过导向杆与所述横梁连接。9.如权利要求6或7所述的在线检测装置，其特征在于:所述连接杆上设置锁紧螺母。
【文档编号】G01B7/02GK105823404SQ201610185275
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】韩金桥, 韩丰斐
【申请人】韩金桥