工件智能计量检测单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种计量检测单元，具体是一种适用于制造业加工工厂的工件智能计量检测单元，属于计量检测技术装备领域。
【背景技术】
[0002]通过对计量对像的对应参数进行一系列的反复测试，从而得到某种结果的过程成为计量检测，在机械制造领域通常为保证产品的质量及产品的设计要求对产品零部件的加工尺寸、装配尺寸等数据根据工艺要求进行检验。
[0003]零部件的加工质量包括加工精度和表面质量，其中加工精度的指标有尺寸精度、形状精度和位置精度，表面质量的指标有表面粗糙度、表面加工硬化的程度、残余应力的性质和大小，表面质量的主要指标是表面粗糙度。
[0004]现有技术中的计量检测通常是使用如游标卡尺、内外径千分尺、百分表、千分表、长度和角度块规量仪、角度仪、粗糙度仪等计量器具对零部件进行检验，通常的检验是接触式检验，即通过计量器具与待检验零部件的检测部位进行接触来量取被检验部位的具体尺寸是否在工艺要求的尺寸公差范围内。
[0005]这种传统的接触式计量检测存在以下缺陷:
[0006]1.计量器具在接触被检测零部件时会产生磨损，长时间使用检测精度会降低，因此需要定期对计量器具进行校验以保证其检测精度；
[0007]2.被检测零部件、特别是批量生产的零部件的需检测表面为了防止锈蚀通常会进行涂油处理，计量器具在接触被检测零部件时易被油污污染，且涂油处理易附着灰尘，若灰尘进入计量器具，则计量器具的检测结果会不准确，同时计量器具易损坏；
[0008]3.通常的接触式计量检测是人工操作，即检验人员或操作人员持计量器具进行检验，特别是针对批量生产的零部件抽检，检验效率较低，且不同的检验人员或操作人员使用同一计量器具检验的结果有可能不同，具有细微的人为个体检测差异性；
[0009]4.针对有铸造缺陷、焊接变形等制造缺陷、且具有多道加工工序的结构复杂零部件，加工过程中通常需要借尺寸以弥补缺陷、降低报废率，借尺寸后完成一道加工工序的零部件往往在其他加工工序中依然存在缺陷，这种结构复杂的零部件的形状精度和位置精度接触式计量检测通常不易直接准确测量，通常是靠机床的精度来保证，若加工机床的精度降低，则被加工的零部件的加工精度就无法保证，通常人为寻找超差原因会有个延迟，即，接触式计量检测不易在第一时间发现机床精度降低，进而造成批量零部件质量不合格。
【发明内容】
[0010]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种工件智能计量检测单元及其使用方法，智能化程度高，能够实现非接触检测，且检测精度及效率较高。
[0011]为了实现上述目的，本工件智能计量检测单元包括坐标控制支撑装置、检测装置和信息处理电控装置；
[0012]所述的坐标控制支撑装置包括坐标控制机构；
[0013]所述的检测装置包括本体和检测头；本体后端与坐标控制支撑装置连接，前端与检测头后端连接，本体上设有面向检测头方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，本体内部设有电控机构，电控机构包括电源模块、数据处理模块和数据发送模块；检测头上设有检测介质发射器和检测介质反馈接收器，检测介质发射器和检测介质反馈接收器分别与电控机构的数据处理模块电连接；
[0014]所述的信息处理电控装置包括工业控制计算机、电源回路、检测装置位置控制回路、模式识别回路、分析规划检测参数回路、检测控制回路、数据分析处理回路、打印输出回路等，工业控制计算机分别与本体上的模式识别传感器、位置传感器、距离传感器和电控机构电连接，工业控制计算机与坐标控制支撑装置电连接。
[0015]作为本实用新型的进一步改进方案，所述的本体后端设置成与数控机床主轴配合的莫氏锥度结构。
[0016]作为本实用新型的优选方案，所述的电控机构的电源模块包括可充电电池组，检测装置上还设有充电头，充电头与电控机构的电源模块可充电电池组电连接，所述的坐标控制支撑装置上设有与充电头配合的充电座，充电座与信息处理电控装置的工业控制计算机电连接。
[0017]作为本实用新型的进一步改进方案，所述的本体前端通过快速连接机构与检测头后端连接。
[0018]作为本实用新型的进一步改进方案，本工件智能计量检测单元还包括检测头定位架，需更换的检测头顺序架设在检测头定位架上，检测头定位架定位设置在坐标控制支撑装置附近；所述的信息处理电控装置还包括检测头更换回路，工业控制计算机与快速连接机构电连接。
[0019]作为本实用新型的一种实施方式，所述的检测介质发射器和检测介质反馈接收器是光源发射器和光源反馈接收器。
[0020]作为本实用新型的进一步改进方案，所述的检测介质发射器的数量设置为多件，多件检测介质发射器呈圆形均布设置在检测头前端面上，所述的检测介质反馈接收器设置在圆形均布的检测介质发射器的圆形范围内。
[0021]作为本实用新型的进一步改进方案，所述的呈圆形均布设置在检测头前端面上的多件检测介质发射器分别发射不同波长、频率的光源。
[0022]作为本实用新型的进一步改进方案，本工件智能计量检测单元还包括坐标控制位置变换装置，坐标控制位置变换装置设置在检测工作台附近，坐标控制位置变换装置包括工件抓取机构及坐标控制翻转机构，所述的信息处理电控装置还包括工件位置变换回路，工业控制计算机与坐标控制位置变换装置电连接。
[0023]与现有技术相比，本工件智能计量检测单元是通过检测头上的检测介质发射器发射如超声波或者是光源、红外线等检测介质，通过检测头上的检测介质反馈接收器接收定向打在被测工件检测面后反射回的检测介质，并转换为电信号、通过电控机构的数据处理模块接收反馈的信息生成第一层数据并通过数据发送模块将层数据发送至工业控制计算机存储，然后逼近一定距离后再次检测将层数据发送至工业控制计算机存储，以此类推，多组层数据发送至工业控制计算机存储，工业控制计算机将所有层数据通过数据连续性分析、特性分析及数值逼近生成样条数据并存储，并根据样条数据拟合成样条逼近函数，然后根据样条逼近函数计算最终检测数据并存储，完成工件的被测表面或孔的检测，是一种非接触式检测，避免了计量器具直接与被测工件接触产生的计量器具磨损、计量器具易损坏、计量结果存在人为个体检测差异性等缺陷；由于通过工业控制计算机来控制坐标控制支撑装置的动作，坐标控制支撑装置可以是受坐标控制的机械臂，也可以是受坐标控制的数控机床主轴等设备，因此将检测装置安装在坐标控制支撑装置上即可实现自动化操作，减少了人工参与，检测效率较高；由于工业控制计算机通过模式识别传感器反馈的信息进行三维实体建模，生成样条实体函数并存储、并就近选定基准面或基准点，然后根据选定的基准面或基准点重新建立基础坐标系和若干子坐标系，然后采用数值逼近和生成样条数据并根据样条数据拟合成样条逼近函数的方式、并根据样条逼近函数计算最终检测数据，同时重新建立的坐标系校正后生成的最优基础坐标系和若干子坐标系可以最大限度减小机构累积误差，因此检测精度较高，能够实现准确率较高的在线检测；