一种接触式测量测杆干涉监控系统及方法与流程

本发明涉及机械检测，尤其涉一种接触式测量测杆干涉监控系统及方法。

背景技术：

1、机械检测技术对产品质量提供保障，是生产中的重要环节，其中，三坐标测量机等采用触发式探头接触产品进行空间点测量的数字化测量设备，由于其能够在计算机控制下完成复杂测量，通过数学计算获得产品的精确几何测量数据，接触式坐标测量在工业生产中有着广泛的应用。

2、然而，触发式探头必须以其头部接触产品进行测量才能获得正确的测量结果，而这些测量设备无法在探头触发时判断探头是以其头部接触产品还是由于其杆部与产品发生干涉而产生触发，进而在使用探头测量时，可能由于产品边缘存在毛刺或探头姿态设置不合理等原因导致探头以其头部以外的部分，特别是杆部接触产品而导致误触发，从而返回错误的测量结果。当测量结果出现错误时，可能造成对产品状态或产品质量的误判，最终导致生产出不合格产品或合格产品被误判为不合格产品，对产品质量及成本控制造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对目前采用触发式探头接触测量产品时探头无法感知自身与产品接触部位的缺陷，一种接触式测量测杆干涉监控系统及方法，该方法是通过增加一个测杆干涉信号，使测量系统能够监测在测量过程中由于测杆与被测量产品干涉而导致的异常触发，在发生测杆干涉时及时暂停测量并发出报警，从而规避由于测量异常导致的产品状态或产品质量的误判，提高了产品检测过程的自动化水平，降低了产品生产成本。

2、实现上述目的所采用的技术方案如下：

3、一种接触式测量测杆干涉监控系统，包括探针测量设备和测杆接触检测模块；所述探针测量设备包括信号接收处理单元和探头组件；探头组件包括探头本体、测杆和测量球头；测杆的一端连接探头本体，另一端连接测量球头；探头本体上设置有探头信号输出端口，且探头本体通过探头信号输出端口接入信号接收处理单元；所述测杆接触检测模块包括基准电压源、电压处理单元、电压比较单元、电压输出单元和干涉信号输出端口；所述基准电压源设置有一个电压输出接口和一个基准电压采集接口；基准电压源通过电压输出接口接入电压处理单元，通过基准电压采集接口接入电压比较单元；所述电压处理单元与电压输出单元电性连接，电压输出单元设置有两个电压接口和一个输出电压采集接口，电压输出单元的两个电压接口分别用于连接被测产品和所述探头本体，电压输出单元通过输出电压采集接口接入电压比较单元；所述电压比较单元通过干涉信号输出端口接入信号接收处理单元；所述接入信号接收处理单元与上位机通讯连接，用于基于探头信号和干涉信号实施干涉逻辑判断，并将判断结果上传至上位机，配合上位机完成干涉监控。

4、优选的，所述电压处理单元包括模拟信号放大电路和阻抗匹配电路，且模拟信号放大电路为差分输出放大电路；模拟信号放大电路的输入端与所述基准电压源连接，模拟信号放大电路的输出端与阻抗匹配电路的输入端连接，阻抗匹配电路的输出端接入所述电压输出单元连接。

5、优选的，所述电压比较单元包括依次低通滤波电路、电压比较电路和数字信号放大电路；所述输出电压采集接口通过低通滤波电路接入电压比较电路，所述基准电压采集接口与电压比较电路连接；电压比较电路通过数字信号放大电路与所述干涉信号输出端口连接。

6、优选的，所述探针测量设备为三坐标测量仪。

7、优选的，所述测量球头为红宝石测量球头。

8、优选的，所述测杆为钢制测杆。

9、基于上述一种接触式测量测杆干涉监控系统，本技术方案提出一种接触式测量测杆干涉监控系统，包括以下步骤：

10、s1，将测杆接触检测模块的两个电压接口分别连接被测产品和探针测量设备的探头本体，并将测杆接触检测模块的干涉信号输出端接入探针测量设备的信号接收处理单元后，启动测杆接触检测模块；

11、s2，启动探针测量设备开始对被测产品进行测量；

12、s3，通过探针测量设备控制其探头组件按照预设的产品测量路径方向进给；

13、s4，利用探针测量设备的信号接收处理单元接收监测信号，并根据监测信号分析判断测杆的干涉情况以及控制产品测量进度，同时生成监测数据；其中，监测信号包括探头信号和干涉信号；

14、s5，利用探针测量设备将监测数据上传至上位机，以作为产品再加工处理的依据。

15、优选的，所述步骤s3中，所述产品测量路径包括测量起始点位和测量结束点位，基于被测产品上的若干个测量点，将产品测量路径划分为与测量点一一对应的若干个路径段，每一条路径段依次途经测量起始点位、相应测量点和测量结束点位。

16、优选的，所述步骤s4中，根据监测信号分析判断测杆的干涉情况以及控制产品测量进度，同时生成监测数据，包括以下步骤：

17、s41，信号接收处理单元判断是否接收到监测信号；若是，则表示探针组件到达相应的测量点和/或干涉点，信号接收处理单元控制探针组件停止进给后，进入步骤s42；若否，则回到所述步骤s3；

18、s42，记录下当前探针组件的测量坐标作为监控数据；

19、s43，信号接收处理单元判断监测信号中是否有探头信号；若是，则进入步骤s44；若否，则直接进入步骤s47；

20、s44，信号接收处理单元判断监测信号中是否有干涉信号；若是，则进入步骤s45；若否，则直接进入步骤s46；

21、s45，信号接收处理单元判断监测信号中，探针信号是否干涉信号之前被接收到；若是，则进入步骤s46；若否则直接进入步骤s47；

22、s46，信号接收处理单元控制探针组件移动至测量结束点位，并判断当前测量点是否为当前测量任务的最后一个测量点；若是，则直接进入步骤s48；若否，则控制探针组件移动至测量起始点位后，回到步骤s3；

23、s47，信号接收处理单元产生报警信息，并将报警信息作为监控数据同当前测量坐标绑定；

24、s48，测量结束。

25、本发明所带来的有益的技术效果：

26、本发明针对传统触发式探头仅能判断测针是否与产品接触而不能判断测针与产品接触部位的问题，提出了一种接触式测量测杆干涉监控系统及方法，通过增设测杆接触检测模块，能够在基于触发式探头的接触式坐标测量的每一次触发中，检测探头组件是否正确地以其测量球头对被测产品进行测量，若存在由于测杆与被测产品接触导致的探头误触发，则误触发产生的测量结果无效，测量过程暂停并发出报警，以规避无效的测量结果导致的对产品质量或状态的误判，提高了产品检测过程的自动化水平，降低了产品生产成本。

技术特征：

1.一种接触式测量测杆干涉监控系统，其特征在于：包括探针测量设备和测杆接触检测模块（6）；

2.如权利要求1所示一种接触式测量测杆干涉监控系统，其特征在于：所述电压处理单元包括模拟信号放大电路和阻抗匹配电路，且模拟信号放大电路为差分输出放大电路；模拟信号放大电路的输入端与所述基准电压源连接，模拟信号放大电路的输出端与阻抗匹配电路的输入端连接，阻抗匹配电路的输出端接入所述电压输出单元连接。

3.如权利要求1所示一种接触式测量测杆干涉监控系统，其特征在于：所述电压比较单元包括依次低通滤波电路、电压比较电路和数字信号放大电路；所述输出电压采集接口通过低通滤波电路接入电压比较电路，所述基准电压采集接口与电压比较电路连接；电压比较电路通过数字信号放大电路与所述干涉信号输出端口（7）连接。

4.如权利要求1所示一种接触式测量测杆干涉监控系统，其特征在于：所述探针测量设备为三坐标测量仪。

5.如权利要求1所示一种接触式测量测杆干涉监控系统，其特征在于：所述测量球头（3）为红宝石测量球头（3）。

6.如权利要求1所示一种接触式测量测杆干涉监控系统，其特征在于：所述测杆（2）为钢制测杆（2）。

7.一种接触式测量测杆干涉监控方法，其特征在于，采用了如权利要求1~6任一所述一种接触式测量测杆干涉监控系统，包括以下步骤：

8.如权利要求7所示一种接触式测量测杆干涉监控方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述产品测量路径包括测量起始点位和测量结束点位，基于被测产品（4）上的若干个测量点，将产品测量路径划分为与测量点一一对应的若干个路径段，每一条路径段依次途经测量起始点位、相应测量点和测量结束点位。

9.如权利要求8所示一种接触式测量测杆干涉监控方法，其特征在于，所述步骤s4中，根据监测信号分析判断测杆（2）的干涉情况以及控制产品测量进度，同时生成监测数据，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及机械检测技术领域，尤其涉一种接触式测量测杆干涉监控系统及方法，监测系统包括探针测量设备和测杆接触检测模块；将测杆接触检测模块与探针测量设备以及被测产品连接，利用测杆接触检测模块在测杆与零件之间施加一个电压，并在在对被测产品进行测量的过程中监测该电压，当该电压变化幅度达到阈值时，向探针测量设备发送干涉信号。本发明基于该干涉信号有效判断探头组件是否发生误触发，提高了测量结果的可靠性。

技术研发人员：王灿,徐延豪,邓乙凡,翟立恒,张也,袁信满,周进,徐正德
受保护的技术使用者：成都飞机工业（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8