加工件分揀測頭及使用該測頭的在線檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種加工件分揀測頭及使用該測頭的在線檢測裝置，所述分揀測頭它包括外套、錐套、測量頭和用于確定測量精度的調節機構，測量頭和調節機構分別與錐套和外套穿裝連接，外套與錐套之間設置用于電隔離的絕緣套，所述外套、絕緣套和錐套緊密連接，外套與錐套為導電材料制件，其外側分別設置用于連接檢測電路的接線柱，所述檢測電路設置電源和指示燈。在線檢測裝置包括底座、支撐桿和位于支撐桿上部的橫梁，橫梁上設置液缸，液缸的伸縮端通過連接桿與所述測頭連接。該檢測裝置具有較高的檢測效率，同時可以大幅度減輕檢測人員的勞動強度，而且具有結構簡單、造價低廉、性能可靠等優點。
【專利說明】
加工件分揀測頭及使用該測頭的在線檢測裝置
技術領域
[0001]本發明涉及加工件檢測技術領域，具體涉及一種加工件分揀測頭及使用該測頭的在線檢測裝置。
【背景技術】
[0002]在大規模精密制造加工領域，往往加工工序多，尺寸加工精度檢測包括加工過程檢測和完工產成品精度檢測，工作量極大。例如光學設備、儀器配套鏡片的加工，由于其精度要求極高，通常需要經過粗磨、半精磨、精磨多道工序。為了保證鏡片較高的光學性能，不僅成品完工后需要對其精度進行嚴格的檢測分揀，按照設計要求分揀出合格品、返修品和廢品，大多還要對其半精磨、粗磨各道工序的加工精度進行檢測，以避免影子誤差對終端產品質量的不利影響。其次，在鏡片磨削的過程中由于磨頭的磨損，為避免此磨損量給鏡片加工質量帶來影響，需要頻繁地對磨頭的磨削進給量進行補償性調整，以保證磨削的精度，而傳統的補償調整方式大多是憑操作人員經驗估測確定補償時機和補償量，頻次過高則會導致磨削加工的效率，而頻次過低又會帶來磨削質量的降低。對于磨削鏡片的質量分揀，傳統的檢測方法是將待檢工件放入專用的模座內，在檢測工作臺上由人工用千分表進行逐個測量，注目千分表針指刻度，判定優劣，如此不僅費時費事，勞動強度大，檢測效率低，可靠性差，檢測人員肢體和視覺容易疲勞，嚴重影響檢測的準確性，產品質量得不到可靠的保證，尤其不能適應大規模工業化生產的需要。如CN200968843公開了一種測量光學透鏡中心厚度的裝置，其在底座上裝一立桿，立桿上裝可上下移動的表座，表座上裝千分表，千分表下方設置與底座固定連接的測量立柱，測量立柱上套裝彈簧，測量立柱上部套裝放置被測鏡片的冶具。該技術雖然結構簡單，但其需要人工視覺判別鏡片的誤差，視覺容易疲勞，檢測精度可靠性差，而且由于測量頻次高，冶具與測量立柱接觸面容易磨損，影響測量精度。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的問題是提供一種加工件分揀測頭及使用該測頭的在線檢測裝置，該裝置能夠對加工件進行精準的檢測，可靠地保證加工質量，而且結構簡單，操作簡便，檢測效率高。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種加工件分揀測頭，包括外套、錐套、測量頭和用于確定測量精度的調節機構，測量頭和調節機構分別與錐套和外套穿裝連接，外套與錐套之間設置用于電隔離的絕緣套，所述外套、絕緣套和錐套緊密連接，夕卜套與錐套為導電材料制件，其外側分別設置用于連接檢測電路的接線柱，所述檢測電路設置電源和指示燈。
[0005]所述外套內滑動連接有與所述調節機構緊密連接的內套，外套和內套的一側設置操作窗口，內套的一端與外套之間設置頂緊彈簧。
[0006]所述調節機構包括限位頂針和與內套固定連接的套管，限位頂針通過螺紋與套管連接，限位頂針的后端設置帶有刻度的旋動手柄。
[0007]所述測量頭后端設置壓縮彈簧，該壓縮彈簧的壓縮彈性大于所述頂緊彈簧。
[0008]所述測量頭和限位頂針為鎢鋼材料制件。
[0009]—種使用上述測頭的在線檢測裝置，包括底座、支撐桿和位于支撐桿上部的橫梁，橫梁上設置液缸，液缸的伸縮端通過連接桿與所述測頭連接。
[0010]所述連接桿上設置用于調節測量基準的限位機構。
[0011]所述限位機構包括支板和與所述連接桿螺紋連接的限位螺母，支板通過導向桿與所述橫梁連接。
[0012]所述連接桿上設置鎖緊螺母。
[0013]本發明的有益效果是:
1)本發明的加工件分揀測頭基于實際檢測需要可用于各類加工件形體尺寸的分揀式檢測，與現有技術相比具有較高的檢測效率，同時可以大幅度減輕檢測人員的勞動強度，而且具有結構簡單、造價低廉、性能可靠等優點；
2)加工件分揀測頭采用限位頂針通過細牙螺紋與套管連接，該螺紋采用較小的導程，使得加工件分揀測頭具有很高的檢測精度，可以達到0.005mm以下。
[0014]3)本發明的在線檢測裝置以其簡單的結構可以方便的與工件的加工實施鏈接，對加工的工件進行實時檢測，不僅可用于加工件質量的分揀，還可用于磨削工序磨頭進給量補償時機選擇的在線檢測，也可采用二者結合的方式進行檢測和預警，便于對加工系進行及時的維修和調整，使得加工件合格品率的大大提高。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步描述:
圖1是本發明實施例一中測頭的的結構示意圖；
圖2是本發明實施例二中測頭的結構示意圖；
圖3是本發明中在線檢測裝置的結構示意圖；
圖4是本發明中磨頭進給量補償在線檢測的設備系統圖；
圖5是本發明中工件磨削質量在線檢測的設備系統圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0017]實施例一
如圖1、圖3所示，本發明的加工件分揀測頭，包括外套1、錐套5、測量頭6和用于確定測量精度的調節機構，測量頭6和調節機構分別與錐套5和外套I穿裝連接，外套I與錐套5之間設置用于電隔離的絕緣套4，所述外套1、絕緣套4和錐套5緊密連接，調節機構通過隔板與外套I連接。絕緣套4可以制成一體的桶狀結構，也可制成管體和絕緣墊片7構成的分體結構，安裝更加方便。外套I與錐套5為導電材料制件，其外側分別設置用于連接檢測電路12的接線柱10。所述檢測電路12設置電源13和指示燈14，還可在檢測電路12上設置開關18。所述調節機構包括限位頂針3和與隔板固定連接的套管8，限位頂針3通過細牙螺紋與套管8連接，螺紋的導程可設置為0.1?0.5mm，使得測頭具有較高的測量精度。限位頂針3的后端設置帶有刻度9的旋動手柄2。為了方便限位頂針3的調整操作，在外套I的一側設置操作窗口 11。為了增強測量頭6和限位頂針3的耐磨性，延長其使用壽命，可靠地保證測量精度，測量頭6和限位頂針3采用鎢鋼材料制件。
[0018]本發明中使用上述測頭的在線檢測裝置包括底座17、支撐桿19和位于支撐桿19上部的橫梁20，橫梁20上設置液缸22，該液缸22的伸縮端通過連接桿26與所述測頭連接。
[0019]所述連接桿26上設置用于調節測量基準的限位機構，該限位機構包括支板21和與連接桿26螺紋連接的限位螺母24，支板21通過導向桿23與橫梁20連接。連接桿26上還可設置一個鎖緊螺母25，以防止限位的移動。
[0020]各類加工件的形體尺寸檢測多是針對其加工誤差是否超過允許的設計或工藝設計(粗加工)公差的范圍，以此判定工件加工的質量等級和處置依據。特別是大批大量高效連續加工的精密工件，往往需要對加工后的產品進行全檢。因此，這類檢測無需了解和記錄其實際誤差值是多少，而實際需要的是檢測的精度范圍和檢測操作的高效率。基于這一思路，本發明的加工件分揀測頭設置了測量頭6和限位頂針3，當測量頭6接觸限位頂針3時，檢測電路中的指示燈14發出信號，表明被檢測尺寸達到極限(上差或下差)。而且，限位頂針3通過細牙螺紋與套管8連接，螺紋采用較小的導程，使得加工件分揀測頭具有很高的檢測精度，可以達到0.005mm以下。
[0021]本發明的在線檢測裝置適用于單工序磨削加工，也適用于多工序(包括粗磨、半精磨和精磨)磨削加工;可以用于磨頭補償時機選擇的在線檢測，也可用于磨削鏡片(或加工件)質量的在線檢測。
[0022]結合圖1、圖3參看圖4，其用于磨頭補償在線檢測時，可按照以下步驟進行:
1)在磨削工位31的后續運轉側設置檢測工位32，并在檢測工位的近側配置一套本發明的在線檢測裝置，用于磨削后鏡片的檢測，以確定磨頭補償的時機，設置在線檢測裝置時應使測量頭6分別與檢測工位32的鏡片夾具軸心上下對應，以便于測量頭6對準鏡片中心位置進行磨削厚度的測量；
2)操動所述調節機構，對限位頂針3的位置進行調整，使旋動手柄2上的刻度9歸零，在鏡片夾具內置入磨削工序的標樣鏡片，所述標樣鏡片是指按照磨削工序工藝設計的中值厚度的標準鏡片，例如，該工序磨削鏡片的工藝設計厚度SA±a，則標樣鏡片的厚度應為[A] =[(A+a)+(A — a)]/2=A(mm);當某些加工件或鏡片根據配合尺寸的需要，其工藝設計上差與下差不對稱時，如(A+a，A—b)，則標樣鏡片的厚度應為[A] = [ (A+a)+(A —b) ]/2 ^A(mm)。然后啟動在線檢測裝置的液缸22，使測量頭6下降，并使其下端與標準成品鏡片接觸，當指示燈亮時即關停液缸22，此時旋動所述限位螺母24使之與所述支板21緊密接觸，再通過鎖緊螺母25將其鎖緊；
3)啟動液缸22提起測頭6，然后通過所述調節機構按照被測磨削工序的磨頭設定磨頭進給補償量提升所述限位頂針3，對于精密儀器配套的鏡片，一般磨頭進給補償量約為0.01?0.02mm，即在磨削后的鏡片厚度與標樣厚度[A]的上差大于或等于該磨頭進給補償量時應對磨頭下降最低限位位置及時調整；
4)啟動磨削設備進行鏡片磨削，按照設定的頻次對完成磨削的鏡片進行抽樣檢測，根據被磨削鏡片材質的柔、脆、軟、硬不同，一般磨削50?100件鏡片需要對磨頭進給量調整補償一次，但鑒于本發明的在線檢測速度很快，為了確保鏡片磨削質量，可設定為磨削20?30片檢測一次，利于減少測量頭的磨損，延長檢測裝置的使用壽命。當測頭下降基于限位螺母24的限位到位后而指示燈14仍不亮，則說明磨削的鏡片在工藝設計的公差范圍內，不需要進行磨頭進給量的補償，磨削可正常進行；當測頭基于限位螺母24的限位下降到位或下降尚未到位而指示燈14發亮時，則說明磨削的鏡片厚度已經或即將超出工藝設計的公差范圍，即應停止磨削，按照設定補償量調整磨頭下降的下限位置。
按照上述方法進行磨削鏡片厚度的檢測，以選擇確定磨頭進給量補償的時機，由于檢測速度極快，通常只需2~3s即可完成，況且在不停止磨削運行的狀態下進行，因而對磨削工序的效率沒有影響。其次，按照上述方法對檢測裝置進行調整，可使磨削鏡片的誤差遠低于工藝設計允許的上差，大大提高鏡片的磨削精度。當然，在上述第3)步中，也可按照接近磨削鏡片工藝設計厚度的上差提升所述限位頂針3，同時適當加大磨頭進給補償量，這樣可以在保證磨削精度的情況下減少磨頭進給補償調整的頻次，縮短累計補償操作時間，提高磨削工序的生產效率。
[0023]結合圖1、圖3參看圖5，本發明的在線檢測裝置也可用于磨削(或加工)質量的在線檢測，其方法是基于對產品公差極值的判定，絕大多數情況下，產品的實際尺寸只要在允許的誤差范圍內均屬合格品，而無需詳細了解或記錄其實際尺寸值。本發明的在線檢測裝置能夠對產成品實際尺寸是否在設計允許誤差范圍內做出準確的判斷，并由此實現產品的快速檢驗判定，故而特別適用于大量連續加工產品的檢驗。加工質量判定的方法可按以下步驟進行:
1)在磨削工位33的后續運轉側依次設置成品公差上差檢測工位34和下差檢測工位35，并將兩套在線檢測裝置分別對應置于上、下檢測工位34、35的一側，并使在線檢測裝置的測量頭6分別與兩個檢測工位的鏡片夾具上下對應，以便于測量頭6對準鏡片中心位置進行磨削厚度的測量；
2)分別操動兩套在線檢測裝置的調節機構，使旋動手柄2上的刻度9歸零，同時在檢測工位30、31的鏡片夾具內分別置入磨削工序的標樣成品鏡片，所述標樣鏡片是指按照鏡片設計的中值厚度的標準鏡片，例如，磨削鏡片的設計厚度尺寸SB±b，則標樣鏡片的厚度應為[B] = [(B+b)+(B — b)]/2=B(mm);當某些加工件或鏡片或加工件根據配合尺寸的需要，其工藝設計上差與下差不對稱時，如(B+c，B — d)，則標樣鏡片的厚度應為[B] = [(B+c) + (B —d)]/2在B(mm)。然后分別啟動兩在線檢測裝置的液缸22，使測量6下降至其下端與標樣成品鏡片無間隙接觸，指示燈14發亮即關停液缸22，再旋動所述限位螺母24使之與所述支板21緊密接觸，而后通過鎖緊螺母25鎖緊；
3)分別啟動上差檢測工位34和下差檢測工位35的液缸22，提起測頭，然后分別通過兩個在線檢測裝置中的旋動手柄2按照設計磨削公差的上差和下差提升或下降限位頂針3到位，譬如磨削鏡片成品的設計厚度為A 土 amm，及其上差為+amm，下差為一 amm，則通過轉動上差檢測工位30的旋動手柄2將上差檢測工位34中的限位頂針3上提amm，通過轉動下差檢測工位31旋動手柄2將下差檢測工位35中的限位頂針3下降amm;
4)上述準備工作完成之后，即可啟動磨削設備進行鏡片精磨，并對磨削完工的鏡片成品依次在上差檢測工位34和下差檢測工位35上進行檢測:在上差檢測工位34上檢測，當測頭下降過程中或下降到位指示燈14發亮時，則說明被檢鏡片上差超差，實際厚度大于設計厚度上限，此類鏡片成品稱為返修品，可以返回精磨工序進行再次磨削修復;此類情況的產生，一般是由于精磨工序的磨頭磨損需要進行調整補償，同時也可能因精磨工序磨削控制系統出現異常所致。因此應立即停止磨削工序磨削，按照設定補償量調整磨頭下降下限位置，或者對磨削控制系統進出檢修調整；當測頭下降到位而指示燈14不發亮時，說明被檢鏡片上差未超差，即可轉入下差檢測工位35上進行檢測:在下差檢測工位35上檢測，當測頭下降過程中或下降到最低限位指示燈14即亮時，則說明被檢鏡片為合格品；當測頭下降到最低限位而指示燈14仍不發亮時，說明被檢鏡片下差超差，即為廢品，應停止磨削，檢查調整磨削控制系統。
[0024]本發明中的產品質量在線檢測方法，一般應對磨削完工的鏡片進行全檢，當然根據具體情況也可采取抽樣檢測的方式。其中:上差檢測工位上的檢測既可起到精磨工序磨頭進給補償調整機會的檢測作用，又可防止上差超差的不合格鏡片混入組裝或銷售環節，同時可準確地檢出返修品再次磨削成為合格品，避免材料的浪費；下差檢測工位上的檢測可將下差超差準確地檢出，同時對精磨工序的問題和故障進行實時報警，便于及時維修調整，以此杜絕不合格品的批量產生，大幅度提高磨削的合格品率。上差檢測工位檢測和下差檢測工位檢測與鏡片磨削同時進行，無需額外附加輔助時間，因而也可較大幅度地提高生產效率。
[0025]實施例二
參看圖2、圖3，本實施例的測頭與實施例一不同的是，在外套I內滑動設置有內套15，所述調節機構與該內套15緊密連接，內套15的一側設置與外套I對應的操作窗口 11，內套15的后端與外套I的內壁之間設置有頂緊彈簧14。這樣，當被檢測工件實際上差大于限位頂針3的限位量時，測量頭6與限位頂針3接觸后仍可克服頂緊彈簧14的壓力繼續上推，由此避免被測鏡片和在線檢測裝置的損壞。為了消除測量頭6下降時與被測鏡片的剛性撞擊，可在測量頭6的后端設置一壓縮彈簧16，該壓縮彈簧16的壓縮彈性應大于頂緊彈簧14的壓縮彈性，以便保證檢測的靈敏性和精確性。當然，在限位螺母24上設置一連接有指示電路30的限位開關27，在指示電路30上設置直流或交流電源29，則可以及時直觀的顯示限位螺母24與支板21的接觸，使得在線檢測裝置的檢測操作更加方便。
[0026]本實施方式的在線檢測裝置及使用方法與實施例一相同
雖然以上對本發明的較佳實施例進行了圖示和描述，以說明本發明的原理和應用，但應該理解，本發明可以在不偏離這些原理的基礎上用其它方式來實現。
【主權項】
1.一種加工件分揀測頭，其特征在于:它包括外套、錐套、測量頭和用于確定測量精度的調節機構，測量頭和調節機構分別與錐套和外套穿裝連接，外套與錐套之間設置用于電隔離的絕緣套，所述外套、絕緣套和錐套緊密連接，外套與錐套為導電材料制件，其外側分別設置用于連接檢測電路的接線柱，所述檢測電路設置電源和指示燈。2.如權利要求1所述的加工件分揀測頭，其特征在于:所述外套內滑動連接有與所述調節機構緊密連接的內套，外套和內套的一側設置操作窗口，內套的一端與外套之間設置頂緊彈貪。3.如權利要求1所述的加工件分揀測頭，其特征在于:所述調節機構包括限位頂針和與內套固定連接的套管，限位頂針通過螺紋與套管連接，限位頂針的后端設置帶有刻度的旋動手柄。4.如權利要求1或2所述的加工件分揀測頭，其特征在于:所述測量頭后端設置壓縮彈簧，該壓縮彈簧的壓縮彈性大于所述頂緊彈簧。5.如權利要求1或3所述的加工件分揀測頭，其特征在于:所述測量頭和限位頂針為鎢鋼材料制件。6.一種使用如權利要求1所述加工件分揀測頭的在線檢測裝置，其特征在于:它包括底座、支撐桿和位于支撐桿上部的橫梁，橫梁上設置液缸，液缸的伸縮端通過連接桿與所述測頭連接。7.如權利要求6所述的在線檢測裝置，其特征在于:所述連接桿上設置用于調節測量基準的限位機構。8.如權利要求6或7所述的在線檢測裝置，其特征在于:所述限位機構包括支板和與所述連接桿螺紋連接的限位螺母，支板通過導向桿與所述橫梁連接。9.如權利要求6或7所述的在線檢測裝置，其特征在于:所述連接桿上設置鎖緊螺母。
【文檔編號】G01B7/02GK105823404SQ201610185275
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月29日
【發明人】韓金橋, 韓豐斐
【申請人】韓金橋