一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，属于零件厚度检测领域，其通过在零件轮廓图选取的虚拟点位对，结合车床坐标系和零件位于该坐标系内的位置，获取零件上对应虚拟点位对的实际点位对，并通过工件测头测定实际点位对中内、外两测点的坐标，进而根据两测点的坐标确定两测点之间的距离，对应完成零件位于该点的厚度检测作业。本发明专利技术的基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，其操作简单、使用方便，能够在保证零件完整性的情况下，对零件各个点位实现无损检测，有效提高了测定结果的准确性，并实现零件在车床上的多点、连续且准确的厚度检测作业。业。业。

A wall thickness measurement method of deep blind hole parts with special-shaped curved surface based on CNC lathe

【技术实现步骤摘要】
一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法


[0001]本专利技术属于零件厚度检测领域，具体涉及一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法。

技术介绍

[0002]随着工业技术的快速发展，机械制造作为工业技术中的基础，其制造与加工的精度要求也越来越高。因此，在对零件加工完成后，需要对零件的外形尺寸、表面强度、零件壁厚等多个要素进行检测，进而确保生产后的零件能够符合其加工的精度要求。其中，对零件厚度的检测是零件合格性检测中最为重要的检测方向之一，其检测手段在大体上分为接触式与非接触式两种。在接触式检测方式中，大多以量规、超声波等方式对零件进行检测，在非接触式检测方式中，大多采用三维扫描或光电反射等原理对零件的厚度进行检测，但是非接触式检测与接触式检测相比，其检测的准确度远远没有接触式检测高。因此，在如今对高精度零件的检测中，大多还是采用接触式的方式对零件进行检测。
[0003]在现有技术中，利用量规对厚度进行检测时，需先使用量规对零件进行夹持后，才能实现零件的厚度测量。因此，待测零件需要具有一个位于夹持范围内的截面才能利用量规进行厚度检测，其检测具有一定的局限性；而通过超声波进行检测时，其检测精度十分容易受到零件表面粗糙度、曲率等因素的影响，导致超声波检测的结果不够准确。同时，在针对深盲孔零件进行检测时，量规、卡尺等方式难以对其内壁孔径较小的位置处进行检测，因此，作业人员甚至需要剖开零件，然后再通过测量仪或量规才能对其剖面处的厚度进行检测。
[0004]综上所述，无论是上述那种检测方式，都无法满足现有技术中对高精度深盲孔零件厚度检测需求，并且作业人员需要将零件从车床上取下后再对其进行检测，其检测作业都脱离了车床进行作业，其检测作业无法与零件的加工作业形成连续性，无法满足零件在流水线上进行持续检测的需求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本专利技术提供了一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，其利用工件测头对车床内零件的内外检测点的坐标值进行检测，进而通过得到该检测点的厚度，以此实现对深盲孔零件的任意点位快速且准确的厚度检测作业。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，用于测量异型回转体零件的厚度，包括以下步骤：
[0007]S1：根据零件轮廓图选取至少一个虚拟点位对；所述虚拟点位对包括选取自零件内、外轮廓图上的虚拟外测点和虚拟内测点，且所述虚拟内测点与所述虚拟外测点的连线为零件该测点的法线；
[0008]S2：根据零件轮廓图获取各所述虚拟点位对所对应的切角角度；
[0009]S3：根据所述切角角度确定工件测头对测点进行检测时的标定补偿值；
[0010]S4：将零件装夹到车床上，实现零件在车床坐标系中的定位，并结合零件轮廓图和车床坐标系，获取零件上对应于各虚拟点位对的实际点位对；
[0011]S5：根据实际点位对的内外测点坐标确定工件测头的检测参数，并控制工件测头对零件内外两侧的实际测点进行检测，获得每个测点的实际检测值；
[0012]S6：将各测点的标定补偿值与该测点的实际检测值进行拟合计算，获得各测点的真实坐标值，再根据各实际点位对内外两测点的真实坐标值确定两测点之间的距离，以此得到该实际测点上的厚度。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，在步骤S3中，所述工件测头沿标定球对应切角角度的法线方向进给；
[0014]相应地，在步骤S5中，所述工件测头沿零件实际点位中内、外测点的法线方向进给。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，在步骤S3中，对所述工件测头的标定包括以下步骤：
[0016]S301：以标定件的中轴线为基准，根据虚拟点位对的切角角度确定标定件端部标定球上下两侧的两个标定测点；
[0017]S302：控制所述工件测头分别与两标定测点接触，分别获得两标定测点所对应的误差补偿值。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述工件测头依次对两标定测点进行标定时，所述工件测头的测量轴线与各标定测点的法线平行；
[0019]和/或
[0020]所述工件测头依次对实际点位对中的内、外测点进行测定时，所述工件测头的测量轴线与各测点的法线平行。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述虚拟点位对和与之对应的实际点位对分别为多个；且
[0022]多个所述虚拟点位和多个所述实际点位对分别在零件中轴线方向上间隔分布。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，在S5步骤中，对所述零件实际内、外测点的测定，包括以下步骤：
[0024]S501：设置第一夹持件将所述零件夹持固定在所述车床上，控制所述工件测头对所述零件的实际外测点进行测定，获取零件实际外测点的坐标值；
[0025]S502：调转零件的方向，并设置第二夹持件将所述零件夹持固定在所述车床上，将所述工件测头伸入到所述零件内部，对其实际内测点进行测定，获取零件实际内测点的坐标值。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述第一夹持件包括第一基准板和设置在第一基准板端面上的多个第一弹簧伸缩杆；
[0027]所述第一弹簧伸缩杆的伸缩端连接设置有第一活动板，所述第一活动板套设在零件外部；且
[0028]在所述第一基准板的一侧开设有凹槽，所述零件的开口端紧密抵触在该凹槽内，进而通过第一基准板与第一活动板实现零件的夹持作业。
[0029]作为本专利技术的进一步改进，所述第二夹持件包括第二基准板和设置在第二基准板
端面上的多个第二弹簧伸缩杆；
[0030]所述第二弹簧伸缩杆的一端连接设置有第二活动板；且
[0031]在所述第二活动板的一端开设有环槽，所述零件的开口端可设置在该环槽内；
[0032]所述第二基准板靠近所述第二活动板的一侧开设有容置槽，所述零件的尖端部插入到该容置槽内，进而实现对所述零件的夹持作业。
[0033]作为本专利技术的进一步改进，所述零件由两夹持件夹持固定于所述车床后的位置互为镜像。
[0034]作为本专利技术的进一步改进，所述工件测头在对不同测点对进行标定和/或实测时，其沿测点对法线进给的路径长度相等。
[0035]上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0036]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
[0037](1)本专利技术的基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，其通过在零件的轮廓图上选取的虚拟点位对，结合零件在车床坐标系内的位置，实现虚拟点位对与实际点位对的转换，并通过工件测头对实际点位对中的内、外实际测点进行测定，以此通过两点之间的坐标计算零件位于该测点处的厚度，在保证了零件完整性的情况下，实现了零件任意点位的厚度检测，不仅提高了检测了零件的检测精度，同时有效提高了零件厚度检测的效率。
[0038](2)本专利技术的基于数控车床的异型曲面深盲孔零件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，用于测量异型回转体零件的厚度，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据零件轮廓图选取至少一个虚拟点位对；所述虚拟点位对包括选取自零件内、外轮廓图上的虚拟外测点和虚拟内测点，且所述虚拟内测点与所述虚拟外测点的连线为零件该测点的法线；S2：根据零件轮廓图获取各所述虚拟点位对所对应的切角角度；S3：根据所述切角角度确定工件测头对测点进行检测时的标定补偿值；S4：将零件装夹到车床上，实现零件在车床坐标系中的定位，并结合零件轮廓图和车床坐标系，获取零件上对应于各虚拟点位对的实际点位对；S5：根据实际点位对的内外测点坐标确定工件测头的检测参数，并控制工件测头对零件内外两侧的实际测点进行检测，获得每个测点的实际检测值；S6：将各测点的标定补偿值与该测点的实际检测值进行拟合计算，获得各测点的真实坐标值，再根据各实际点位对内外两测点的真实坐标值确定两测点之间的距离，以此得到该实际测点上的厚度。2.根据权利要求1所述的基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，其特征在于，在步骤S3中，所述工件测头沿标定球对应切角角度的法线方向进给；相应地，在步骤S5中，所述工件测头沿零件实际点位中内、外测点的法线方向进给。3.根据权利要求1或2所述的基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，其特征在于，在步骤S3中，对所述工件测头的标定包括以下步骤：S301：以标定件的中轴线为基准，根据虚拟点位对的切角角度确定标定件端部标定球上下两侧的两个标定测点；S302：控制所述工件测头分别与两标定测点接触，分别获得两标定测点所对应的误差补偿值。4.根据权利要求3所述的基于数控车床的异型曲面深盲孔零件壁厚测量方法，其特征在于，所述工件测头依次对两标定测点进行标定时，所述工件测头的测量轴线与各标定测点的法线平行；和/或所述工件测头依次对实际点位对中的内、外测点进行测定时，所述工件测头的测量轴线与各测点的法线平行。5.根据权利要求1～4中任一项所述的基于数控车床的异...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，刘文，
申请(专利权)人：湖北三江航天险峰电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：