CN207014124U - 一种加工中心在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加工中心在线检测装置，所述装置由主体和设置于主体内的单片机、无线通信模块、接触式传感模块、非接触式传感模块、定位模块、刀轴与电池组成；所述定位模块为红外测头，所述刀轴规格与刀头的刀轴一致；所述接触式传感模块由光学机床检测装置和与之配套的光学机床接口组成；所述非接触式传感模块由电荷耦合器件摄像机和半导体激光器组成。本实用新型将在线检测装置整合为一个类似于刀头状的整体装置，并可将其存放于刀库中，从而可以极大地简化了检测装置过程，检测的结果可以以数据和/或比对结果的方式输出。总而言之，本实用新型的装置极大地方便了加工中心的在线检测工作。

Description

一种加工中心在线检测装置

技术领域

本实用新型属于机械加工领域，具体涉及一种加工中心使用的在线检测装置。

背景技术

随着先进制造技术的发展，产品制造呈现出多品种、小批量和高效率等特征，使得加工中心在制造业中的应用日趋广泛；在其加工过程中，需要经常对加工中的工件进行检测，以调整工艺参数进而提高产品的加工质量。然而，目前实际生产中，工件检测的主要方法仍然为手工检测和离线检测，当工件尺寸精度未达到要求时，重新返回加工中心，再次装夹、找正，然后进行修正加工，这种模式不但延长了生产周期，还难以保证工件的加工精度，甚至还可以出现修正加工有误而导致报废的情况。

因此，为了满足复杂精密工件的批量化生产，保证加工质量和加工效率，亟需一种可以在加工过程中实现精确的在线检测的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一处检测操作方便、结果输出多样化并且可自动化完成检测过程的加工中心在线检测装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的方案为：

一种加工中心在线检测装置，所述装置由主体和设置于主体内的单片机、无线通信模块、接触式传感模块、非接触式传感模块、定位模块、刀轴与电池组成；

所述定位模块为红外测头，所述刀轴规格与刀头的刀轴一致；

所述接触式传感模块由光学机床检测装置和与之配套的光学机床接口组成；所述非接触式传感模块由电荷耦合器件摄像机和半导体激光器组成，电荷耦合器件摄像机和半导体激光器组成之间间隔一定距离并且所在平面的夹角为锐角；

接触式传感模块、非接触式传感模块、定位模块均与单片机相连接并在其控制下工作，单片机通过无线通信模块与外界通信；电池给单片机、无线通信模块、接触式传感模块、非接触式传感模块和定位模块提供电源。

该装置将在线检测装置整合为一个类似于刀头状的整体装置，并可将其存放于刀库中，需要时将其调出被装配于主轴上(刀轴供其与主轴相连接)，从而可以极大地简化了检测装置；在加工中心加工完成后或者是部分加工完成后，通过主轴调取该在线检测装置，将其装配后；首先通过定位模块对待测工件进行扫描，以确定当前检测装置与待测工件相对之间的位置关系，如位置不正时进行适当调整直至两者位置符合测试要求；然后接触式传感模块和非接触式传感模块分别工作或是只是其中一个工作以对待测工件进行扫描以获得其结构和形状等参数，具体采用一个还是两个根据工件形状以及检测要点决定。检测完成后，该装置可以将检测的结果数据直接通过无线通信模块传输至外界(指外界的相关主机或显示器等)，也可以是经由单片机将检测得到的数据与设计要求的形状或结构(预先存放于单片机内或是在检测前由外界主机发送过来)进行比对后输出检测的结构是否通过；当然，比对工作对单片机会有额外的要求，需要其具备良好的高速数据信号处理能力。

优选地，所述单片机为MCS-51系列单片机。该型单片机具有良好的高速数据信号处理能力，可以胜任检测数据与设计数据的比对工作。

优选地，所述电池为具有电池管理系统的可充电电池，所述电池管理系统与单片机相连接。可充电电池可以大大地增加该装置的实用性。

优选地，所述接触式传感模块和非接触式传感模块分设于刀轴的轴线两侧。分布式设置有利于平衡整体装置的重量分布，避免因重量不均而影响检测。

进一步地，所述检测装置在非检测时存放于刀库中，所述刀库中设有专用的存放位置，所述存放位置上设有充电装置。

本实用新型将在线检测装置整合为一个类似于刀头状的整体装置，并可将其存放于刀库中，从而可以极大地简化了检测装置；在检测完成后，该装置可以将检测的结果数据直接通过无线通信模块传输至外界，也可以是经由单片机将检测得到的数据与设计要求的形状或结构进行比对后输出检测的结构是否通过。总而言之，本实用新型的装置极大地方便了加工中心的在线检测工作。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是图1的底部视角的视图；

其中，1、主体，2、无线通信模块，3、接触式传感模块，41、电荷耦合器件摄像机，42、半导体激光器，5、刀轴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步的阐述：

一种加工中心在线检测装置，所述装置由主体1和设置于主体1内的单片机、无线通信模块2、接触式传感模块3、非接触式传感模块、定位模块、刀轴5与电池组成；主体1当然也包括上述各装置的一些固定或连接线路等其他辅助部分。更佳地，为保持整体装置的平衡性，所述接触式传感模块和非接触式传感模块分设于刀轴的轴线相对的两侧、定位模块和电池则分设于另一组相对的两侧，从而使整体装置的重量平衡地被分配。

所述定位模块为红外线测头，其设置于主体一侧，其在检测前启动，在该检测装置被安装到主轴上以后(通过刀轴而被调用)先对待测工件进行扫描和校正，以保证后续测量时扫描装置(接触式传感模块和非接触式传感模块)相对于工件是正的，以缩短检测辅助时间、提高检测效率和保证精度的一致性；所述刀轴规格与一般的刀头的刀轴一致，从而使该检测装置可以像一般刀头一样被主轴调用，这样的方式是此前未见的。

所述接触式传感模块由光学机床检测装置和与之配套的光学机床接口组成，光学机床检测装置扫描拍摄待测产品的表面结构并将图像数据直接或是转换成其他格式后通过光学机床接口传输给单片机；所述非接触式传感模块由电荷耦合器件摄像机41和半导体激光器42组成，半导体激光器42用于为电荷耦合器件摄像机41标定和测量提供所需的激光位置角度；为保证两者间配合正常，电荷耦合器件摄像机41和半导体激光器42组成之间间隔一定距离并且所在平面的夹角为锐角，从而使电荷耦合器件摄像机可以接收到半导体激光器发出的激光。

接触式传感模块、非接触式传感模块、定位模块均与单片机相连接并在其控制下工作，单片机控制各组件工作并且对于定位和检测装置还接收其传回的信号并可以根据需要在收到的信号的基础上对装置的位置、方向、角度，或者是检测时的参数，亦或是对检测到的数据进行处理或调整；单片机通过无线通信模块与外界通信，可以接收外界主体对于检测装置的控制指令或是向外界传输检测到的结果或是在检测装置工作异常时改善错误信号以提醒人工处理；电池给单片机、无线通信模块、接触式传感模块、非接触式传感模块和定位模块提供电源。

在某些具体实施例中，所述单片机为MCS-51系列单片机，该型单片机对于高速数字信息处理具有良好的处理能力，可以适用本实用新型的要求；所述电池为具有管理系统的可充电电池，使用可充电电池可以增加其实用性，最佳地，刀库中设有本实用新型的在线检测装置的专用存放位置，当其被旋转于该位置时，配套的电池管理系统可以检测电池的状态并在必要时对其充电(通过设置于刀库内的充电装置)；该电池管理系统与单片机相连接，从而在电池电量低而不能完成单次检测工作时单片机向外传送该信号，以避免其被调用而影响检测；待充电足够检测后错误消除，因此本实用新型的检测装置可以被正常调用进行检测并输出检测结果。

Claims (5)

1.一种加工中心在线检测装置，所述装置由主体和设置于主体内的单片机、无线通信模块、接触式传感模块、非接触式传感模块、定位模块、刀轴与电池组成；

其特征在于，

所述定位模块为红外测头，所述刀轴规格与刀头的刀轴一致；

所述接触式传感模块由光学机床检测装置和与之配套的光学机床接口组成；所述非接触式传感模块由电荷耦合器件摄像机和半导体激光器组成，电荷耦合器件摄像机和半导体激光器组成之间间隔一定距离并且所在平面的夹角为锐角；

接触式传感模块、非接触式传感模块、定位模块均与单片机相连接并在其控制下工作，单片机通过无线通信模块与外界通信；电池给单片机、无线通信模块、接触式传感模块、非接触式传感模块和定位模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于，所述单片机为MCS-51系列单片机。

3.根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于，所述电池为具有电池管理系统的可充电电池，所述电池管理系统与单片机相连接。

4.根据权利要求1所述的在线检测装置，其特征在于，所述接触式传感模块和非接触式传感模块分设于刀轴的轴线两侧。

5.根据权利要求3所述的在线检测装置，其特征在于，所述检测装置在非检测时存放于刀库中，所述刀库中设有专用的存放位置，所述存放位置上设有充电装置。