一种装配工件的线下测量校正系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及装夹工具安装找正技术领域，尤其是涉及一种装配工件的线下测量校正系统及其使用方法。


背景技术：

2.对于频繁装夹装配的加工工具来说，每次在设备上进行装配校正调节，都会花费大量的时间精力；例如，燃油调节器是某型号飞行器上的关键零部件，而其主要壳体零件的电火花内型腔加工又是其机加工中的关键工序，每套产品需使用8种规格电极，频繁更换，单件加工周期需8小时，生产上不得不安排轮班加工以满足生产需求；
3.电火花加工属特种加工，可操作的人员较少，壳体零件的电加工需操作者熟练掌握加工技巧；当前虽然采用了3r的零点快换系统，但是每一种电极在首次使用前仍需要找正其相对机床正确位置，稍有不慎导致整个壳体零件报废，8个电极需更换找正8次，每次电极头更新，均需重新找正(重新调整对应零点)，找正时间往往大于实际加工时间，而电极头又属易耗损件，更换频繁，多个电极的找正、切换，决定着电火花加工工序的质量和效率；
4.目前使用的电火花设备为三轴系统，其电极找正方式主要用精密刀口角尺找正或者用百分表找正，百分表找正是在主轴夹头部分安装百分表头，并采用手动操作方式沿着x/y/z轴单向移动，观察表的跳动情况以确定电极(或零件)是否处于正确位置；不管哪种方式，都是在电火花设备上在线找正，此过程中多为手动微调，时间长，操作者频繁的弯腰，侧头等动作极易疲劳，找正效率低下，难以满足生产需求。


技术实现要素：

5.为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种能够满足线上线下配套的防错、监控、测量及校正系统，提高了整个加工过程的生产效率，确保产品零件加工质量精准，稳定可靠。
6.为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种装配工件的线下测量校正系统，包含检测台、移动支架、零点装夹底座、角向检测机构、校准棒和沿z方向立设于零点装夹底座上的电极，所述校准棒的下端与零点装夹底座装夹适配，所述校准棒的的上端设为方形台阶结构；所述零点装夹底座安装于检测台的上台面一端，所述零点装夹底座和电极尾端之间连接设有角度微调机构，所述角度微调机构用于调整电极与装夹水平面之间的垂直偏角；所述角向检测机构安装于零点装夹底座一侧外，并用于检测判断电极的偏斜方向；所述检测台的上台面另一端安装有用于控制移动支架竖直升降的升降机构，所述移动支架的上表面在对应电极头端的x方向和y方向上均设有测距传感器，所述测距传感器信号连接有用于分析处理测量数据的分析控制装置。
8.进一步，所述角向检测机构包含百分表、表架杆和沿检测台轴向的角向滑轨，所述角向滑轨安装于零点装夹底座一侧外，所述表架杆的底端卡装与角向滑轨，并能够沿角向滑轨移动定位，所述百分表的尾端安装于表架杆的顶端，所述百分表的测量头端与电极的
头端对应。
9.进一步，所述角度微调机构包含底柱座、调节中柱、定位芯柱和调节上柱，所述底柱座的下端与零点装夹底座装夹适配，所述底柱座的上端面中央设有第一凹槽，所述第一凹槽的槽壁均匀环设有四个配设第一螺钉的第一螺孔，所述第一凹槽的槽底面均匀环设有多个第二螺孔，所述调节中柱的下端面中央设有间隙插入第一凹槽的第一凸起，所述第一凸起的下端面对应第二螺孔设有直径大于第二螺孔孔径的调节通孔，所述调节中柱的上端面外缘均匀环设有四个第三螺孔，所述调节中柱的上端面中央设有第二凹槽，所述定位芯柱间隙插入第二凹槽槽底，且定位芯柱的上端面外缘设有对应第二螺孔旋入第二螺钉连接的沉头孔，所述定位芯柱的上端面中央设有球面弧槽，所述球面弧槽中配设有中心球体，所述调节上柱的下端面中央设有间隙插入第二凹槽的第二凸起，所述第二凸起的下端面与中心球体对应接触，所述调节上柱的上端面外缘设有对应第三螺孔旋入第三螺钉连接的连接孔，所述电极的尾端安装于调节上柱的上端面中央。
10.进一步，所述调节上柱的上端面中央安装有用于快速装夹电极尾端的弹夹组件。
11.进一步，所述升降机构包含升降滑板和两个间隔并排立式于检测台上台面的升降滑轨，两个升降滑轨的顶端通过横板连接，两个升降滑轨之间设有升降螺杆，所述升降螺杆的底端与检测台上台面转动连接，所述升降螺杆的顶端转动穿过横板并固定有转动手柄，所述升降螺杆的杆身配设有升降螺母，所述升降螺母的外壁与升降滑板的内板面中部固定，所述升降滑板的外板面两侧分别卡装于两个升降滑板并能够沿升降滑板移动，所述移动支架固定于升降滑板的外板面。
12.进一步，所述移动支架设为l形或者u形支杆，两个测距传感器分别安装于相互垂直的两个支杆杆身上。
13.进一步，所述零点装夹底座通过底部两侧对称设置的两个钩型压板与检测台可拆卸固定连接，所述零点装夹底座前侧的检测台上台面固定有限位挡块。
14.进一步，所述零点装夹底座设为3r气动零点夹具，所述检测台下方设有控制3r气动零点夹具开合的电控箱，所述检测台的上台面设有开关按钮。
15.进一步，所述测距传感器设为红外反射测距传感器。
16.一种装配工件的线下测量校正系统的使用方法，包含以下步骤：
17.步骤一、确定测距传感器的测量零位；将校准棒的下端装夹于零点装夹底座，调整升降机构，利用测距传感器测出校准棒上端所处中心位置，并将测量的基础位置数据记录入分析控制装置中，然后拆下校准棒；
18.步骤二、电极初步测量装夹；将电极的尾端安装固定于角度微调机构的上端，将角度微调机构的下端装夹于零点装夹底座中，初步调整角度微调机构，使得电极处于近乎竖直的状态；
19.步骤三、确定电极的理论空间偏差数据；先利用角向检测机构测定电极的偏转角向，然后调节升降机构，使得测距传感器能够对电极头端进行距离测量，得到最终的理论调节距离，并由分析控制装置记录；
20.步骤四、电极校正到位；调节角度微调机构，直到电极的实际调节角度满足要求，并有分析控制装置给出调整到位信号；
21.步骤五、拆下带有角度微调机构的电极，一并装入电火花设备的零点装夹底座中。
22.由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
23.本发明公开的电火花设备用电极线下测量校正系统及其使用方法，借助零点定位系统将占用设备的在线找正时间转移至线下，以提高线上电火花加工效率；利用本测量校正系统和电火花设备通用的零点装夹底座，并通过准确测量空间距离，确保线下与线上的同步位置精度，避免因电极找正不到位或本身制造精度太差带来的零件报废，借助线上与线下的时间划分，能够快速响应电极头的更换，避免失误造成的废品，有效提高设备利用率及生产效率，突破生产瓶颈，满足加工产量提升需求，产值也将大幅提升；此外，本发明并不局限于电火花加工设备，能够满足多种类似设备典型加工工具在线下的校准安装。
附图说明
24.图1是本发明的实施结构示意图；
25.图2是所述角度微调机构的结构示意图；
26.图3是所述校准棒的结构示意图。
27.图中：1、检测台；2、零点装夹底座；3、角度微调机构；301、底柱座；302、第一螺钉；303、调节中柱；304、定位芯柱；305、中心球体；306、调节上柱；307、第三螺钉；4、表架杆；5、开关按钮；6、测距传感器；7、升降机构；8、移动支架；9、角向检测机构；901、百分表；902、表架杆；903、角向滑轨；10、电控箱。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本发明的附图对应，为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：
29.结合附图1-3所述的电火花设备用电极线下测量校正系统，包含检测台1、移动支架8、零点装夹底座2、角向检测机构9、校准棒和沿z方向立设于零点装夹底座2上的电极4，在电火花设备上也具有同样的零点装夹底座2，保证线下调整好电极后，能够直接在线上替换装夹，利用气动式零点快速换型机构，在实现多组不同工具(电极)的快速切换的同时，确保换型后结果可确认，有效判定，x、y垂直交叉型零点定位系统(3r)为电极多型面有效测量提供了便利，零点是基础，实现换型需要的是以零点为基础的组合机构；根据需要，零点装夹底座2设为3r气动零点夹具，检测台1下方设有控制3r气动零点夹具开合的电控箱10，采用脚踏式气动阀门等元器件，打开气动零点底座13的内部机构，其基本原理是通气锁紧，断气自锁，安全可靠，精度极高，理论上重复定位精度0.003mm，这为线下测量奠定了基础；检测台1的上台面设有开关按钮5，便于本系统一键启动开机运行；
30.校准棒的下端与零点装夹底座2装夹适配，校准棒的的上端设为方形台阶结构，具体能够设为三台阶式四方基准面，通过比较测量法，可方便的找到零点装夹底座2的实际中心位置；
31.零点装夹底座2安装于检测台1的上台面一端，根据需要，零点装夹底座2通过底部两侧对称设置的两个钩型压板与检测台1可拆卸固定连接，零点装夹底座2前侧的检测台1上台面固定有限位挡块，便于零点装夹底座2的可靠连接和精准安装定位；
32.零点装夹底座2和电极4尾端之间连接设有角度微调机构3，角度微调机构3用于调整电极4与装夹水平面之间的垂直偏角，能够采用手动或者自动的，事实上传统的电火花设备线上调整电机4角度时，也自带有类似的角度微调装置，本系统也可以采用相同的装置；或者根据需要采用新的角度微调机构3，具体包含底柱座301、调节中柱303、定位芯柱304和调节上柱306，底柱座301的下端与零点装夹底座2装夹适配，底柱座301的上端面中央设有第一凹槽，第一凹槽的槽壁均匀环设有四个配设第一螺钉302的第一螺孔，第一凹槽的槽底面均匀环设有多个第二螺孔，调节中柱303的下端面中央设有间隙插入第一凹槽的第一凸起，第一凸起的下端面对应第二螺孔设有直径大于第二螺孔孔径的调节通孔，调节中柱303的上端面外缘均匀环设有四个第三螺孔，调节中柱303的上端面中央设有第二凹槽，定位芯柱304间隙插入第二凹槽槽底，且定位芯柱304的上端面外缘设有对应第二螺孔旋入第二螺钉连接的沉头孔，定位芯柱304的上端面中央设有球面弧槽，球面弧槽中配设有中心球体305，调节上柱306的下端面中央设有间隙插入第二凹槽的第二凸起，第二凸起的下端面与中心球体305对应接触，调节上柱306的上端面外缘设有对应第三螺孔旋入第三螺钉307连接的连接孔，电极4的尾端安装于调节上柱306的上端面中央，角度微调机构3的底柱座301和定位芯柱304是通过第二螺钉连接相对固定的，而底柱座301和调节中柱303之间能够通过第一螺钉302进行相对调整，调节中柱303和调节上柱306之间能够通过第三螺钉307进行相对调整，这样即使电极头有一些偏心，也能够利用中心球体305的万向支撑来校正过来；此外，调节上柱306的上端面中央安装有用于快速装夹电极4尾端的弹夹组件，该弹夹组件能够利用弹簧快速装夹电极4，便于对电极4快速拆装，该弹夹组件为现有结构，在此不再过多赘述；
33.角向检测机构9安装于零点装夹底座2一侧外，并用于检测判断电极4的偏斜方向；如果只采用两组x方向和y方向的测距传感器6，可能回出现角向误判，加入角向检测机构9能够实现准确测量，对零点基础板的快速有效定位，从而快速建立有效的空间基准；角向检测机构9包含百分表901、表架杆902和沿检测台1轴向的角向滑轨903，角向滑轨903安装于零点装夹底座2一侧外，表架杆4的底端卡装与角向滑轨903，并能够沿角向滑轨903移动定位，百分表901的尾端安装于表架杆902的顶端，百分表901的测量头端与电极4的头端对应，百分表901的使用方式为传统方式，由表头贴靠电极4头端，推动表架杆4沿角向滑轨903移动，具体不再赘述；
34.检测台1的上台面另一端安装有用于控制移动支架8竖直升降的升降机构7，升降机构7能够采用自动或者手动，具体作用是为了根据电极4的装夹高度，调整移动支架8，使得移动支架8上的测距传感器6与电极4头端对应；根据需要，手动的升降机构7包含升降滑板和两个间隔并排立式于检测台上台面的升降滑轨，两个升降滑轨的顶端通过横板连接，两个升降滑轨之间设有升降螺杆，升降螺杆的底端与检测台上台面转动连接，升降螺杆的顶端转动穿过横板并固定有转动手柄，升降螺杆的杆身配设有升降螺母，升降螺母的外壁与升降滑板的内板面中部固定，升降滑板的外板面两侧分别卡装于两个升降滑板并能够沿升降滑板移动，移动支架8固定于升降滑板的外板面，通过手动旋拧转动手柄来控制移动支架8进行升级调节定位；
35.移动支架8的上表面在对应电极头端的x方向和y方向上均设有测距传感器6，测距传感器6信号连接有用于分析处理测量数据的分析控制装置，当然不限于两组测距传感器
6，能够采用空间多向多维传感器测量，多路传感器能够实现多方向同时测量，并且利用控制程序，实现具备联动的判断条件，达到异形工具(电极)的线下测量，校准，借助测距传感器6的测量，同时利用对测量条件的存储参数(基于plc存储记录)，及时判断，根据工具(如电极)外形，通过直接测量参数与空间点测量参数的换算关系，实现其空间位置，角度状态的测量校正；根据需要，移动支架8设为l形或者u形支杆，两个测距传感器6分别安装于相互垂直的两个支杆杆身上，便于绕开电极检测位；此外，测距传感器6设为红外反射测距传感器。
36.一种装配工件的线下测量校正系统的使用方法，包含以下步骤：
37.s1、确定测距传感器6的测量零位；将校准棒的下端装夹于零点装夹底座2，调整升降机构7，利用测距传感器6测出校准棒上端所处中心位置，并将测量的基础位置数据记录入分析控制装置中，然后拆下校准棒；
38.s2、电极4初步测量装夹；将电极4的尾端安装固定于角度微调机构3的上端，将角度微调机构3的下端装夹于零点装夹底座2中，初步调整角度微调机构3，使得电极4处于近乎竖直的状态；
39.s3、确定电极4的理论空间偏差数据；先利用角向检测机构9测定电极4的偏转角向，然后调节升降机构7，使得测距传感器6能够对电极4头端进行距离测量，得到最终的理论调节距离，并由分析控制装置记录；
40.s4、电极4校正到位；调节角度微调机构3，直到电极4的实际调节角度满足要求，并有分析控制装置给出调整到位信号；
41.s5、拆下带有角度微调机构3的电极4，一并装入电火花设备的零点装夹底座中。
42.本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将上述实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求内容。