CN116255893A - 工具机智能数字几何精度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工具机智能数字几何精度检测系统，其用以对待测物进行几何精度检测，本发明包含精度量测装置、测距装置及数据处理装置。精度量测装置能够移动地设于待测物上，精度量测装置量测待测物的真直度及水平度，并输出真直度数据及水平度数据；测距装置设于精度量测装置的一侧，测距装置量测测距装置与精度量测装置之间的量测距离，并对应输出量测距离数据；数据处理装置设定量测数据至精度量测装置及测距装置，数据处理装置接收真直度数据、水平度数据及量测距离数据以分析出几何精度结果。

Description

工具机智能数字几何精度检测系统及方法

技术领域

本发明有关一种几何精度检测系统，特别是指一种工具机智能数字几何精度检测系统及方法。

背景技术

现有的精密机台的几何精度误差的量测方式，为工作人员先在待测物上进行测量点的选定及标记，再使用几何精度量测装置(例如量表、水平仪等等)量测并读取各测量点的几何精度数值，并利用数学方式计算出几何精度误差数值。

然而，前述方法大多由工作人员以人工的方式进行，使得工作人员需不断的进行数值的读取以及计算，导致整体量测及记录的效率极低，且通过人工的方式进行误差计算，其准确率也会有所影响。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决精密机台的几何精度误差的量测方式几乎都由人工的方式进行，而导致整体量测效率低落或者精准度产生偏差的问题。

为达上述目的，本发明一项实施例提供一种工具机智能数字几何精度检测系统，其用以对一待测物进行几何精度检测，工具机智能数字几何精度检测系统包含一精度量测装置、一测距装置及一数据处理装置。精度量测装置能够移动地设于待测物上，精度量测装置具有一真直度量测模块及一水平度量测模块，真直度量测模块量测待测物的真直度，并输出一真直度数据，水平度量测模块量测待测物的水平度，并输出一水平度数据；测距装置设于精度量测装置的一侧，测距装置量测测距装置与精度量测装置之间的一量测距离，并输出一对应量测距离的量测距离数据；数据处理装置与精度量测装置及测距装置耦接，数据处理装置具有一量测设定模块及一数据分析模块，量测设定模块设定一量测数据至精度量测装置及测距装置，数据分析模块接收真直度数据、水平度数据及量测距离数据以分析出一几何精度结果。

于本发明另一实施例中，精度量测装置还包括一滑动模块，滑动模块设于待测物上，滑动模块具有一滑块及一轨道，滑块滑动设于轨道上，真直度量测模块及/或水平度量测模块设于滑块上，测距装置沿滑块的移动方向设于轨道的一侧。

于本发明另一实施例中，真直度量测模块还包括一标准物，真直度量测模块以标准物的真直度为标准真直度，并量测待测物的真直度。

于本发明另一实施例中，测距装置通过雷射测距方式、雷达测距方式及超音波测距方式的其中一种，量测量测距离。

于本发明另一实施例中，量测数据包括一量测纪录点数据及一量测点许可误差值资料。

于本发明另一实施例中，数据处理装置还包括一记录模块，记录模块接收并记录真直度数据、水平度数据及量测距离数据。

于本发明另一实施例中，数据处理装置还包括一误差判断模块及一提醒模块，误差判断模块根据量测距离数据及量测纪录点数据计算出一距离误差数据，若距离误差数据的范围落入量测点许可误差值数据，提醒模块发出提醒，记录模块并记录真直度数据、水平度数据及量测距离数据。

于本发明另一实施例中，数据处理装置还包括一储存模块及一显示模块，储存模块储存真直度数据、水平度数据、量测距离数据及几何精度结果，显示模块能够显示真直度数据、水平度数据、量测距离数据及几何精度结果。

本发明一项实施例提供一种工具机智能数字几何精度检测方法，其用以对一待测物进行几何精度的检测，其中，工具机智能数字几何精度检测方法包含以下步骤：一装置设置步骤：使一精度量测装置能够移动地设于待测物上，并设置一测距装置于精度量测装置的一侧；一量测信息设定步骤：用户利用一数据处理装置设定一量测数据；一精度量测步骤：精度量测装置依据量测数据量测待测物的真直度及水平度，测距装置依据量测数据量测测距装置及精度量测装置之间的一量测距离，精度量测装置及测距装置对应输出一真直度数据、一水平度数据及一量测距离数据至数据处理装置；一数据分析步骤：数据处理装置接收且记录真直度数据、水平度数据及量测距离数据以分析出一几何精度结果并显示。

于本发明另一实施例中，量测数据包括一量测起点资料、一量测终点数据、一量测纪录点数据及一量测点许可误差值资料。

于本发明另一实施例中，精度量测装置的一侧设有一标准物，精度量测装置的头尾两端与标准物的头尾两端之间分别具有一第一间隔距离及一第二间隔距离，于精度量测步骤之前，还包括一校正步骤，使第一间隔距离等于第二间隔距离。

于本发明另一实施例中，于精度量测步骤中，精度量测装置依据量测纪录点数据对应移动至多个量测纪录点，当量测距离等于各量测纪录点的距离时，精度量测装置便输出真直度数据及水平度数据至数据处理装置。

于本发明另一实施例中，于精度量测步骤中，用户移动精度量测装置，测距装置同时输出量测距离数据至数据处理装置，数据处理装置根据量测距离数据及量测纪录点数据计算出一距离误差数据。

于本发明另一实施例中，于精度量测步骤中，数据处理装置比对距离误差数据及量测点许可误差值数据，若距离误差数据落入量测点许可误差值数据的范围，数据处理装置便发出提醒并记录真直度数据、水平度数据及量测距离数据。

借此，相较于以往纪录点标记及测量的步骤皆由人工的方式完成，本发明改为由数据处理模块进行记录点的设定以及由测距装置专门进行距离的量测，以此达到提升整体量测效率及量测精度的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例的工具机智能数字几何精度检测系统的实施示意图，用以表示真直度量测模块设于滑块上。

图2为本发明实施例的工具机智能数字几何精度检测系统的实施示意图，用以表示水平度量测模块设于滑块上。

图3为本发明实施例的工具机智能数字几何精度检测系统的俯视示意图，用以表示精度量测装置的头尾两端与标准物的头尾两端之间分别具有第一间隔距离及第二间隔距离。

图4为本发明实施例的工具机智能数字几何精度检测系统的方块示意图。

图5为本发明实施例的数据处理装置的方块示意图。

图6为本发明实施例的工具机智能数字几何精度检测方法的流程方块示意图。

附图标记说明

100：工具机智能数字几何精度检测系统；

200：待测物；

10：精度量测装置；

11：真直度量测模块；

111：真直度资料；

112：标准物；

12：水平度量测模块；

121：水平度资料；

13：滑动模块；

131：滑块；

132：轨道；

20：测距装置；

21：量测距离数据；

30：数据处理装置；

31：量测设定模块；

311：量测资料；

311a：量测起点资料；

311b：量测终点资料；

311c：量测纪录点数据；

311d：量测点许可误差值资料；

32：数据分析模块；

321：几何精度结果；

33：记录模块；

34：误差判断模块；

341：距离误差数据；

35：提醒模块；

36：储存模块；

37：显示模块；

S1～S5：步骤；

D1：第一间隔距离；

D2：第二间隔距离。

具体实施方式

为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，现以具体实施例表达。实施例中各种不同对象是按适于列举说明的比例，而非按实际组件的比例予以绘制，合先叙明。

请参阅图1至图6所示，公开本发明实施例的工具机智能数字几何精度检测系统100，其是用以对一待测物200进行几何精度检测，工具机智能数字几何精度检测系统100包含有一精度量测装置10、一测距装置20及一数据处理装置30。几何精度包含有真直度、水平度、真圆度、圆柱度等等，其中，本发明针对待测物200的真直度及水平度进行检测。

精度量测装置10，其能够移动地设于待测物200上，精度量测装置10具有一真直度量测模块11及一水平度量测模块12，真直度量测模块11量测待测物200的真直度，并输出一真直度数据111；水平度量测模块12量测待测物200的水平度，并输出一水平度数据121。如图1至图6所示，于本发明实施例中，精度量测装置10还包括滑动模块13。滑动模块13设于待测物200上，滑动模块13具有一滑块131及一轨道132。滑块131滑动设于轨道132上，精度量测装置10设于滑块131上，以此让精度量测装置10能够移动地设于待测物200上；测距装置20沿精度量测装置10的移动方向设于轨道132的一侧，以测量并输出量测距离数据21。真直度量测模块11还包括一标准物112，标准物112设于真直度量测模块11的一侧，真直度量测模块11以标准物112的真直度为标准真直度，并以此量测待测物200的真直度。

其中，请参阅图1及图2，于本实施例中，本发明先将真直度量测模块11设于待测物200上以量测待测物200的真直度，再将水平度量测模块12设于待测物200上以量测待测物200的水平度，但不以此为限，于其他实施例中，也可将顺序改变为先将水平度量测模块12设于待测物200上以量测待测物200的水平度，再将真直度量测模块11设于待测物200上以量测待测物200的真直度，或是将真直度量测模块11及水平度量测模块12同时设于待测物200上，并同时量测待测物200的真直度及水平度。

测距装置20，其设于精度量测装置10的一侧，测距装置20量测测距装置20与精度量测装置10之间的一量测距离，并输出一对应所述量测距离的量测距离数据21。其中，测距装置20能够实时地量测所述量测距离，并实时输出量测距离数据21至数据处理装置30，以此让用户可快速且方便的知道精度量测装置10所在的位置。测距装置20通过雷射测距方式量测所述量测距离，但不以此为限，测距装置20也可通过雷达测距方式及超音波测距方式的其中一种，量测所述量测距离。

数据处理装置30，其与精度量测装置10及测距装置20耦接，数据处理装置30具有一量测设定模块31及一数据分析模块32，量测设定模块31设定一量测数据311至精度量测装置10及测距装置20，数据分析模块32接收真直度数据111、水平度数据121及量测距离资料21以分析出一几何精度结果321。

其中，请特别配合参阅图5所示，量测资料311包括一量测起点数据311a、一量测终点资料311b、一量测纪录点数据311c及一量测点许可误差值资料311d。用户能够设定量测起点数据311a、量测终点资料311b及量测纪录点数据311c，精度量测装置10及测距装置20可接收量测起点数据311a、量测终点资料311b及量测纪录点数据311c，以此得知所要量测的范围以及所要记录的距离点，借此进行对应的提示或动作。

同样请配合参阅图5所示，于本发明实施例中，数据处理装置30还包括一记录模块33、一误差判断模块34、一提醒模块35、一储存模块36及一显示模块37。记录模块33自动地接收并记录真直度数据111、水平度数据121及量测距离数据21；误差判断模块34根据量测距离数据21及量测纪录点数据311c计算出一距离误差数据341，若距离误差数据341落入量测点许可误差值数据311d的范围，提醒模块35便发出提醒，以供用户进行真直度数据111、水平度数据121及量测距离数据21的纪录，当然的，用户也可通过此时记录模块33进行上述数据的记录；储存模块36用以储存真直度数据111、水平度数据121、量测距离资料21及几何精度结果321，以供后续对待测物200的使用状况进行管理及追踪；显示模块37能够显示真直度数据111、水平度数据121、量测距离资料21及几何精度结果321，以供使用者查看并了解待测物200的几何精度数值。

其中，若距离误差数据341落入量测点许可误差值数据311d的范围内，提醒模块35便会在显示模块37闪烁绿灯以提醒用户，精度量测装置10已到达量测纪录点数据311c所设定的量测纪录点，而让用户进行手动记录。

另外，本发明提供一种工具机智能数字几何精度检测方法，其用以对待测物200进行几何精度的检测，如图1至图6所示，工具机智能数字几何精度检测方法包含以下步骤：

一装置设置步骤S1：使精度量测装置10能够移动地设于待测物200上，并设置测距装置20于精度量测装置10的一侧。其中，请配合参阅图1所示，精度量测装置10设于滑块131上，滑块131让精度量测装置10能够移动地设于待测物200上，更详细地说，滑块131也能够通过驱动装置而让精度量测装置10自动地在轨道132上位移，借此达到自动化量测的目的。而于本发明实施例中，使用者是可以通过手动操作的方式移动滑块131使精度量测装置10在轨道132上移动。

一量测信息设定步骤S2：用户利用数据处理装置30的量测设定模块31设定一量测数据311。其中，请配合参阅图5所示，量测数据311包括有量测起点数据311a、量测终点资料311b、量测纪录点数据311c及量测点许可误差值资料311d。用户能够通过量测设定模块31设定量测起点数据311a、量测终点资料311b、量测纪录点数据311c及量测点许可误差值数据311d，精度量测装置10及测距装置20是接收量测起点数据311a、量测终点资料311b、量测纪录点数据311c及量测点许可误差值资料311d，以此得知所要量测的范围以及所要记录的距离点。

举例说明，用户可设定量测起点数据311a为0毫米，量测终点资料311b为300毫米、量测纪录点数据311c为0毫米、100毫米、200毫米和300毫米(每间隔100毫米)以及量测点许可误差值数据311d为正负1毫米，精度量测装置10及测距装置20接收前述数据以得知所要量测的范围为所述量测距离的数值为0毫米的位置至300毫米的位置，且测距装置20量测到精度量测装置10移动到所述量测距离的数值为0毫米、100毫米、200毫米和300毫米的位置时，精度量测装置10便会量测待测物200的真直度及水平度。

一校正步骤S3：使一第一间隔距离D1等于一第二间隔距离D2。其中，如图3所示，精度量测装置10的标准物112设于滑动模块13的一侧，第一间隔距离D1及第二间隔距离D2分别为滑动模块13的轨道132的头尾两端与标准物112的头尾两端之间的距离，校正步骤S3让第一间隔距离D1等于第二间隔距离D2，使轨道132与标准物112呈平行，以利后续精度量测装置10量测待测物200的真直度。

一精度量测步骤S4：精度量测装置10依据量测数据311量测待测物200的真直度及水平度，测距装置20依据量测数据311量测测距装置20及精度量测装置10之间的所述量测距离，精度量测装置10及测距装置20对应输出真直度数据111、水平度数据121及量测距离数据21至数据处理装置30。

其中，如图1至图6所示，以本发明实施例为例，精度量测装置10的移动是由使用者控制，使用者通过滑块131将真直度量测模块11及水平度量测模块12从所述量测距离的数值为0毫米的位置移动至所述量测距离的数值为300毫米的位置，在真直度量测模块11及水平度量测模块12的移动过程中，测距装置20同时量测所述量测距离并对应输出量测距离数据21至误差判断模块34，误差判断模块34根据量测距离数据21及量测纪录点数据311c计算出距离误差数据341，误差判断模块34比对距离误差数据341及量测点许可误差值数据311d，若距离误差数据341落入量测点许可误差值数据311d的范围，提醒模块35便发出提醒，记录模块33便能够自动地接收并记录精度量测装置10及测距装置20所输出的真直度数据111、水平度数据121及量测距离数据21。

举例来说，当所述量测距离为98毫米时，测距装置20便对应输出量测距离数据21为98毫米至误差判断模块34，误差判断模块34便根据量测距离资料21(98毫米)及量测纪录点数据311c(以100毫米为例)计算出距离误差数据341为负2毫米，由于距离误差数据341(负2毫米)不在量测点许可误差值数据311d(正负1毫米)的范围内，提醒模块35便不会发出提醒且记录模块33也不会记录量测数据。当所述量测距离为99毫米时，误差判断模块34所计算出的距离误差数据341为负1毫米，由于距离误差数据341(负1毫米)在量测点许可误差值数据311d(正负1毫米)之范围内，提醒模块35便会在显示模块37闪烁绿灯以提醒用户，精度量测装置10已到达量测纪录点数据311c所设定的量测纪录点，而且记录模块33便记录量测数据真直度数据111、水平度数据121及量测距离数据21。

另外，于本发明其他实施例中，滑块131能够让真直度量测模块11及水平度量测模块12自动地从所述量测距离的数值为0毫米的位置移动至所述量测距离的数值为300毫米的位置，而当测距装置20量测到精度量测装置10移动到所述量测距离的数值为0毫米、100毫米、200毫米和300毫米的位置时，即表示精度量测装置10移动到量测纪录点数据311c所设定的量测纪录点(0毫米处、100毫米处、200毫米处和300毫米处)，精度量测装置10便会量测待测物200的真直度及水平度，并且精度量测装置10同时对应输出真直度数据111及水平度数据121以及测距装置20同时对应输出量测距离数据21至数据分析模块32。

一数据分析步骤S5：数据分析模块32接收且纪录真直度数据111、水平度数据121及量测距离资料21以分析出几何精度结果321并显示。其中，如表1所示，为本发明实施例中，数据分析模块32所分析出的几何精度结果321。

借此，本发明具有以下优点：

1.相较于以往纪录点标记及测量的步骤皆由人工的方式完成，本发明改为由数据处理装置30进行记录点的设定以及由测距装置20专门进行距离的量测，以此达到提升整体量测效率及量测精度的目的。

2.本发明利用数据处理装置30自动的纪录精度量测装置10及测距装置20所量测的真直度数据111、水平度数据121、量测距离资料21，并分析出几何精度结果321，以此解决以往通过人工计算方式容易有计算错误的问题。

虽然本发明是以一个最佳实施例作说明，本领域技术人员可以在不脱离本发明保护范围下作各种不同形式的改变。以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明大保护范围。凡不违背本发明所从事的种种修改或改变，皆属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该工具机智能数字几何精度检测系统用于对一待测物进行几何精度检测，该工具机智能数字几何精度检测系统包括：

一精度量测装置，其能够移动地设于该待测物上，该精度量测装置具有一真直度量测模块及一水平度量测模块，该真直度量测模块量测该待测物的真直度，并输出一真直度数据，该水平度量测模块量测该待测物的水平度，并输出一水平度数据；

一测距装置，其设于该精度量测装置的一侧，该测距装置量测该测距装置与该精度量测装置之间的一量测距离，并输出一对应该量测距离的量测距离数据；以及

一数据处理装置，其与该精度量测装置及该测距装置耦接，该数据处理装置具有一量测设定模块及一数据分析模块，该量测设定模块设定一量测数据至该精度量测装置及该测距装置，该数据分析模块接收该真直度数据、该水平度数据及该量测距离资料以分析出一几何精度结果。

2.如权利要求1所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该精度量测装置还包括一滑动模块，该滑动模块设于该待测物上，该滑动模块具有一滑块及一轨道，该滑块滑动设于该轨道上，该真直度量测模块及/或该水平度量测模块设于该滑块上，该测距装置沿该滑块的移动方向设于该轨道的一侧。

3.如权利要求1所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该真直度量测模块还包括一标准物，该真直度量测模块以该标准物的真直度为标准真直度，并量测该待测物的真直度。

4.如权利要求1所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该测距装置通过雷射测距方式、雷达测距方式及超音波测距方式的其中一种，量测该量测距离。

5.如权利要求1所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该量测数据包括一量测纪录点数据及一量测点许可误差值资料。

6.如权利要求5所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该数据处理装置还包括一记录模块，该记录模块接收并记录该真直度数据、该水平度数据及该量测距离数据。

7.如权利要求6所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该数据处理装置还包括一误差判断模块及一提醒模块，该误差判断模块根据该量测距离数据及该量测纪录点数据计算出一距离误差数据，若该距离误差数据的范围落入该量测点许可误差值数据，该提醒模块发出提醒，该记录模块并记录该真直度数据、该水平度数据及该量测距离数据。

8.如权利要求1所述的工具机智能数字几何精度检测系统，其特征在于，该数据处理装置还包括一储存模块及一显示模块，该储存模块储存该真直度数据、该水平度数据、该量测距离资料及该几何精度结果，该显示模块能够显示该真直度数据、该水平度数据、该量测距离资料及该几何精度结果。

9.一种工具机智能数字几何精度检测方法，其特征在于，该工具机智能数字几何精度检测方法用于对一待测物进行几何精度的检测，该工具机智能数字几何精度检测方法包括以下步骤：

一装置设置步骤：使一精度量测装置能够移动的设于该待测物上，并设置一测距装置于该精度量测装置的一侧；

一量测信息设定步骤：用户利用一数据处理装置设定一量测数据；

一精度量测步骤：该精度量测装置依据该量测数据量测该待测物的真直度及水平度，该测距装置依据该量测数据量测该测距装置及该精度量测装置之间的一量测距离，该精度量测装置及该测距装置对应输出一真直度数据、一水平度数据及一量测距离数据至该数据处理装置；

一数据分析步骤：该数据处理装置接收且记录该真直度数据、该水平度数据及该量测距离资料以分析出一几何精度结果并显示。

10.如权利要求9所述的工具机智能数字几何精度检测方法，其特征在于，该量测数据包括一量测起点资料、一量测终点数据、一量测纪录点数据及一量测点许可误差值资料。

11.如权利要求9所述的工具机智能数字几何精度检测方法，其特征在于，该精度量测装置的一侧设有一标准物，该精度量测装置的头尾两端与该标准物的头尾两端之间分别具有一第一间隔距离及一第二间隔距离，于该精度量测步骤之前，还包括一校正步骤，使该第一间隔距离等于该第二间隔距离。

12.如权利要求10所述的工具机智能数字几何精度检测方法，其特征在于，于该精度量测步骤中，该精度量测装置依据该量测纪录点数据对应移动至复数量测纪录点，当该量测距离等于各该量测纪录点的距离时，该精度量测装置便输出该真直度数据及该水平度数据至该数据处理装置。

13.如权利要求10所述的工具机智能数字几何精度检测方法，其特征在于，于该精度量测步骤中，使用者移动该精度量测装置，该测距装置同时输出该量测距离数据至该数据处理装置，该数据处理装置根据该量测距离数据及该量测纪录点数据计算出一距离误差数据。

14.如权利要求13所述的工具机智能数字几何精度检测方法，其特征在于，于该精度量测步骤中，该数据处理装置比对该距离误差数据及该量测点许可误差值数据，若该距离误差数据落入该量测点许可误差值数据的范围，该数据处理装置便发出提醒并记录该真直度数据、该水平度数据及该量测距离数据。

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