CN112254693A - 一种深位的精密测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及深位的精密测量方法，对工件的深位进行精准测量，通过将探测球与加长杆连接，使得探测球能够伸入所述深位的深处，并且根据避空要求选择合适的加长杆，探测球的应用范围更广，即便孔、槽等窄而深时也能精准测量其坐标并根据坐标计算距离，减少后续工序反复通过验证来确认尺寸的步骤。由于加长杆的制造成本较低，可以替代对制造要求比较高的火花机的探针，既保证了测量的精准度，又降低了对设备的要求。同时，本发明提供的测量方法适于应用于生产检测自动化，为机械加工领域提升产能和品质管控提供有力保障。

Description

一种深位的精密测量方法
技术领域
本发明属于机械加工测量技术领域，具体涉及一种深位的精密测量方法。
背景技术
当今机械加工的测量手段，主要包括三种，第一种即为常用的量，包括普通卡尺，千分尺(内径，外径)，高度尺，普通深度尺，深度千分尺，数显卡尺，带百分表卡尺，塞尺、齿厚公法线千分尺、内外螺纹规、R规、百分表、千分表、量块块规，粗糙度对照样块，高度仪，投影仪，三坐标等等；第二种测量手段比较先进，包括高精度大型轴类零件在位测量，机械加工先进在线测量技术等，是建立在多品种小批量生产条件下实现的加工测量一体化技术；第三种为采用光学扫描仪等设备，需要在零件上面测量位置均匀涂上反射涂料或均匀分布有反射功能的反光片，通过光路来达到测量目的。无论是采用普通测量仪器测量、还是使用三坐标测量、或使用在线检测测量、或者是光学扫描仪等手段，都无法解决一些零件必须测量的深细孔位、深细槽位、窄缝位等尺寸。导致零件又要保证此类尺寸时，需要重复通过后续的产品验证来修正深位尺寸结果，最终才能达到尺寸要求，耗时耗力、耗费资源。
因此，有必要提供一种更加测量方式更加简便、测量精度更加精密的测量方法，以克服上述不足。
发明内容
本发明的目的是，提供一种应用于机械加工中对深位的精准测量方法。本发明中所述的深位，是指由开口较窄而深度较大的孔、槽、狭缝等。
为了达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：
一种深位的精密测量方法，使用火花机对工件的深位进行精准测量，其包括如下步骤：
(1)在工作台面上固定基准球，将火花机的探测球与基准球分中，得到基准球的中心，使探测球的中心与基准球的中心重合，并以基准球的中心为零点构建空间直角坐标系；
(2)将所述工件置于所述工作台面上，使其位于步骤(1)所述探测球位置的三坐标系中，并暴露所述工件的所述深位的开口；
(3)操作火花机的主轴将所述加长杆送至所述深位，移动探测球至待测位置的其中一个面记录第一坐标值(X1,Y1,Z1)，并向另外一个面移动，在火花机自动感触后，记录第二坐标值(X2,Y2,Z2)；
(4)将所述第一坐标值与所述第二坐标值相减，计算待测距离。
本发明提供的精密测量方法通过将探测球与加长杆连接，使得探测球能够伸入所述深位的深处，并且根据避空要求选择合适的加长杆，利用火花机感应停止的提示及指示坐标的功能，对深位的尺寸进行测量，并且通过探测球替代探针，本发明的方法应用范围更广，即便孔、槽等窄而深时也能精准测量其坐标并根据坐标计算距离，减少后续工序反复通过验证来确认尺寸的步骤。由于加长杆的制造成本较低，可以替代对制造要求比较高的火花机的探针，既保证了测量的精准度，又降低了对设备的要求。同时，本发明提供的测量方法适于应用于生产检测自动化，为机械加工领域提升产能和品质管控提供有力保障。
优选地，还包括(5)：将步骤(3)所述的加长杆更换，重复步骤(2)-(4)。通过采用这样的方式可以使用同样的工作平面和火花机对不同深位的工件进行测量，使本发明的计算方法更具普适性。
优选地，所述基准球固定于基准球座上，所述基准球座粘贴于所述工作平面上。通过将基准球的位置固定，从而每次测量时均可以建立相同的坐标系，从而保证测量的精准度。
更加优选地，本发明的精密测量方法使用如下测量设备：
包括火花机和工作台，所述工作台的上表面为所述工作台面，所述工作台面为放置所述工件的平面，所述工作台面上固定设置基准球；所述火花机包括主轴和加长杆，所述主轴与所述加长杆的一端连接，所述加长杆的另一端与探测球连接。所述火花机为市售的火花机。
具体地，所述基准球固定于基准球座上，所述基准球座固定于所述工作台面上。
具体地，所述加长杆为长度和直径不等的多个加长杆，所述主轴分别与所述加长杆连接。从而使所述主轴分别与不同规格尺寸的加长杆及探测球连接，以适用于不同的深位。
优选地，所述加长杆的直径D1小于所述探测球的直径D2。
具体地，所述D1的不大于D2-0.1mm。根据所述加长杆的刚性以及长度可以适当减小加长杆的直径，从而增加避空量，使得所述加长杆更适用于所述深位的开口较窄的情况。
具体地，所述探测球直径大于1mm，所述加长杆的直径大于0.9mm，所述加长杆的长度不大于205mm。
具体地，所述主轴与加长杆通过连接块固定。
附图说明
图1为实施例1的精密测量方法流程图；
图2为实施例1的精密测量方法中所述探测球待测位置的第一种位置的示意图；
图3为实施例1的精密测量方法中所述探测球待测位置的第二种位置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
参照图1所示，一种深位的精密测量方法，对待测的工件的深位进行精准测量，预计该深位的长度预计大于1.5mm，宽大于1.5mm，深度不大于200mm，所述探测球直径1mm，所述加长杆的直径0.9mm，所述加长杆的长度205mm。参照图2所示，其包括如下步骤：
120、在工作台面21上固定基准球31，将火花机的探测球4与基准球31分中，得到基准球31的中心，使探测球4的中心与基准球31的中心重合，并以基准球31的中心为零点 (0，0，0)构建空间直角坐标系；
130、将所述工件10置于所述工作台面21上，使其位于步骤120、所述探测球31位置的三坐标系中，并暴露所述工件10的所述深位的开口；
140、操作火花机的主轴将所述加长杆11送至所述深位，移动探测球4至待测位置的其中一个面(参照图2所示位置)记录第一坐标值(39.3,48.5,-23.4)，并向另外一个面(参照图3所示位置)移动，在火花机自动感触后，记录第二坐标值(42.1,48.5,-23.4)；
150、将所述第一坐标值与所述第二坐标值相减，计算待测距离。深位底部的长度为 42.1-39.3＝2.8mm。
160、将步骤140所述的加长杆11更换，重复步骤120-140，用以测量其他不同尺寸的深位的相关待测参数。通过采用这样的方式可以使用同样的工作平面和火花机对不同深位的工件进行测量，使本发明的计算方法更具普适性。所述替换加长杆的规格尺寸与所述加长杆不同。
实施例1提供的精密测量方法通过将探测球与加长杆连接，使得探测球能够伸入所述深位的深处，并且根据避空要求选择合适的加长杆，利用火花机感应停止的提示及指示坐标的功能，对深位的尺寸进行测量，并且通过探测球替代探针，本发明的方法应用范围更广，即便孔、槽等窄而深时也能精准测量其坐标并根据坐标计算距离，减少后续工序反复通过验证来确认尺寸的步骤。由于加长杆的制造成本较低，可以替代对制造要求比较高的火花机的探针，既保证了测量的精准度，又降低了对设备的要求，且一般地，采用本发明的测量方法垂直度的偏差一般可控制在0-0.1mm以内，即便为了实现避空的要求对加长杆的尺寸进行改动、降低加长杆的精度等，依然能够保证实施例1的精密测量装置的测量精准度。同时，本发明提供的测量方法适于应用于生产检测自动化，为机械加工领域提升产能和品质管控提供有力保障。
所述加长杆的直径D1小于所述探测球的直径D2。
所述D1的不大于D2-0.1mm。根据所述加长杆的刚性以及长度可以适当减小加长杆的直径，从而增加避空量，使得所述加长杆更适用于所述深位的开口较窄的情况。
所述基准球固定于基准球座上，所述基准球座粘贴于所述工作平面上。通过将基准球的位置固定，从而每次测量时均可以建立相同的坐标系，从而保证测量的精准度。
更加本发明的精密测量方法使用如下测量设备：
包括火花机和工作台2，所述工作台2的上表面为所述工作台面21，所述工作台面21 为放置所述工件的平面，所述工作台面21上固定设置基准球3；所述火花机包括主轴，所述主轴与所述加长杆11的一端连接，所述加长杆11的另一端与探测球4连接。所述火花机为市售的火花机。
所述基准球3固定于基准球座31上，所述基准球座31固定于所述工作台面21上。所述基准球座31的直径为6mm或8mm。
所述加长杆11为长度和直径不等的多个加长杆，所述主轴分别与所述加长杆11连接。从而使所述主轴分别与不同规格尺寸的加长杆及探测球连接，以适用于不同的深位。
所述主轴与加长杆11通过连接块12固定。
实施例2
参照本发明的发明内容，实施例2使用了实施例1所示的火花机、工作台面、基准球座、探测球及其加长杆等，对实施例1中所述深位的深度进行精密测量，其中，所述探测球直径1mm，所述加长杆的直径0.9mm，所述加长杆的长度205mm。具体地，其包括如下步骤：
170、在工作台面上固定基准球，将火花机的探测球与基准球分中，得到基准球的中心，使探测球的中心与基准球的中心重合，并以基准球的中心为零点(0，0，0)构建空间直角坐标系；
180、将所述工件置于所述工作台面上，使其位于步骤170、所述探测球位置的三坐标系中，并暴露所述工件的所述深位的开口；
190、操作火花机的主轴将实施例2所述加长杆送至所述深位，移动探测球至深位的底部直至火花机感触后停止，此时记录第一坐标值(45.2,78.9,-123.5)，而后移动探测球至所述工件的上表面，在火花机自动感触后停止，记录第二坐标值(68.5,90.3,32.0)；
200、将所述第一坐标值与所述第二坐标值相减，计算待测的深度H＝32.0-(-123.5) ＝155.5mm。
实施例2提供的精密测量方法通过将探测球与加长杆连接，使得探测球能够伸入所述深位的深处，并且根据避空要求选择合适的加长杆，利用火花机感应停止的提示及指示坐标的功能，对深位的尺寸进行测量，并且通过探测球替代探针，本发明的方法应用范围更广，即便孔、槽等窄而深时也能精准测量其坐标并根据坐标计算距离，减少后续工序反复通过验证来确认尺寸的步骤。由于加长杆的制造成本较低，可以替代对制造要求比较高的火花机的探针，既保证了测量的精准度，又降低了对设备的要求，且一般地，采用本发明的测量方法垂直度的偏差一般可控制在0-0.1mm以内，即便为了实现避空的要求对加长杆的尺寸进行改动、降低加长杆的精度等，依然能够保证实施例1的精密测量装置的测量精准度。同时，本发明提供的测量方法适于应用于生产检测自动化，为机械加工领域提升产能和品质管控提供有力保障。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种深位的精密测量方法，使用火花机对工件的深位进行精准测量，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在工作台面上固定基准球，将火花机的探测球与基准球分中，得到基准球的中心，使探测球的中心与基准球的中心重合，并以基准球的中心为零点构建空间直角坐标系；
(2)将所述工件置于所述工作台面上，使其位于步骤(1)所述探测球位置的三坐标系中，并暴露所述工件的所述深位的开口；
(3)操作火花机的主轴将所述加长杆送至所述深位，移动探测球至待测位置的其中一个面记录第一坐标值(X1,Y1,Z1)，并向另外一个面移动，在火花机自动感触后，记录第二坐标值(X2,Y2,Z2)；
(4)将所述第一坐标值与所述第二坐标值相减，计算待测距离。
2.根据权利要求1所述的精密测量方法，其特征在于，还包括(5)：将步骤(3)所述的加长杆更换，并重复步骤(2)-(4)。
3.根据权利要求1所述的精密测量方法，其特征在于，所述基准球固定于基准球座上，所述基准球座粘贴于所述工作平面上。
4.一种应用权利要求1-3任一所述的精密测量方法的测量设备，其特征在于：
包括火花机和工作台，所述工作台的上表面为所述工作台面，所述工作台面为放置所述工件的平面，所述工作台面上固定设置基准球；所述火花机包括主轴和加长杆，所述主轴与所述加长杆的一端连接，所述加长杆的另一端与探测球连接。
5.根据权利要求4所述的精密测量设备，其特征在于，所述加长杆的直径D1小于所述探测球的直径D2。
6.根据权利要求5所述的精密测量设备，其特征在于，所述D1的不大于D2-0.1mm。
7.根据权利要求6所述的精密测量设备，其特征在于，所述探测球直径大于1mm，所述加长杆的直径大于0.9mm，所述加长杆的长度不大于205mm。
8.根据权利要求4所述的精密测量设备，其特征在于，所述基准球固定于基准球座上，所述基准球座固定于所述工作台面上。
9.根据权利要求4所述的精密测量设备，其特征在于，所述加长杆为长度和直径不等的多个加长杆，所述主轴分别与所述加长杆连接。
10.根据权利要求4所述的精密测量设备，其特征在于，所述主轴与加长杆通过连接块固定。
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