一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备的制作方法

本发明涉及刀架孔检测，更具体地说，它涉及一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备。

背景技术：

1、在机械加工及装配领域，刀架作为安装和夹持刀具的关键功能部件，其结构精度直接影响加工质量与设备运行稳定性。刀架上通常设置有若干用于安装固定刀具的刀架孔，刀架孔的空间方位准确性，特别是其孔轴线相对于刀架回转基准轴线的平行统一度，是衡量刀架加工质量的重要技术指标。若刀架孔的平行度或相互之间的对称统一度不足，将导致安装后的刀具轴线偏离理论位置，进而影响加工精度、刀具寿命及切削过程的平稳性，严重时甚至会造成设备损坏或安全事故。

2、针对刀架孔平行度的常规检测方法，多采用单孔逐一测量的方式，该检测方式仅能评估单个孔自身的加工质量，无法对成对设置的刀架孔之间的相互统一度或对称度进行有效评判，由于刀架在实际使用中通常成对安装刀具，两侧刀架孔轴线的空间一致性对刀具的整体运动轨迹具有决定性影响，若仅关注单一孔的合格性而忽略了两孔间的协同精度，将导致安装后刀具的整体一致性变差，最终影响工件加工的表面质量和尺寸精度。

3、另外，接触式测量方法（如触发式测头）在采集孔内壁数据时，需逐点触发，采样密度受限于测头运动速度和触发频率，难以在有限时间内获取足够密集且能够真实反映孔壁的轮廓信息；现提出一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，以改善现有存在的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，包括工作台、驱动安装架、对称设于刀架两侧的两组测试组件，以及与驱动安装架和测试组件电连接的工控分析单元。

4、所述刀架侧壁上设置有若干刀架孔，两组所述测试组件用于对对称设置的两组刀架孔分别进行检测。每组测试组件均包括视觉检测器和用于伸入对应刀架孔内采集轮廓点云的检测机构。所述工控分析单元用于控制两组视觉检测器分别移动至关于驱动安装架的旋转轴线对称的标定位置，获取并比对两刀架孔的图像，在比对一致时将驱动安装架的旋转轴线拟合并确定为回转基准轴线。

5、所述工控分析单元还用于根据两组检测机构采集的点云分别构建两侧刀架孔的第一空间孔轴线和第二空间孔轴线，计算第一空间孔轴线、第二空间孔轴线各自与回转基准轴线的平行度误差，生成第一平行度值和第二平行度值，并计算第一空间孔轴线、第二空间孔轴线之间的相互偏差值。

6、本发明进一步设置为：所述工控分析单元还用于执行评判逻辑,具体为：

7、第一评判逻辑：若第一平行度值和第二平行度值中任一值超出预设平行度误差，则判定对应侧的刀架孔自身加工不合格，工控分析单元发出报警信号，指导操作人员进行人工复检。

8、第二评判逻辑：在完成第一评判逻辑后，若相互偏差值超出预设统一度误差，则判定两侧刀架孔的统一度不合格，工控分析单元发出报警信号，指导操作人员进行人工复检。

9、第三评判逻辑：综合第一评判逻辑和第二评判逻辑的结果，当第一平行度值、第二平行度值和相互偏差值均小于各自的预设阈值时，判定两侧刀架孔的平行统一度合格。

10、本发明进一步设置为：所述工作台的顶部设置有安装台，所述驱动安装架安装于安装台的顶部。所述刀架安装于驱动安装架上，所述驱动安装架用于驱动刀架旋转调整位置。

11、本发明进一步设置为：所述测试组件还包括电动伸缩件、水平调节件、竖直调节件和安装座。所述电动伸缩件的伸缩方向平行于刀架孔的轴线方向。所述水平调节件滑动连接于电动伸缩件的伸缩部，所述水平调节件用于沿水平横向调节位置。

12、本发明进一步设置为：所述竖直调节件滑动连接于水平调节件上，所述竖直调节件用于沿竖直方向调节位置。所述安装座设置于竖直调节件上，所述检测机构和视觉检测器均安装于安装座上。

13、本发明进一步设置为：所述视觉检测器位于检测机构的下方，所述视觉检测器与检测机构在竖直方向上的间距为预设固定值。所述工控分析单元用于在检测机构对孔过程中，先控制视觉检测器与刀架孔对准，再依据预设固定值控制竖直调节件移动，使检测机构与刀架孔对准。

14、本发明进一步设置为：所述检测机构包括旋转调节件、安装杆和激光检测器。所述旋转调节件的输出端与安装杆相连接，所述旋转调节件用于驱动安装杆绕自身轴线旋转。

15、本发明进一步设置为：所述安装杆的伸入端具有锥形导向部，所述安装杆的一侧开设有安装槽，所述激光检测器嵌设于安装槽内。所述激光检测器的检测光轴垂直于安装杆的轴线，所述激光检测器用于在旋转过程中采集刀架孔内壁的径向距离信息以生成轮廓点云。

16、本发明进一步设置为：所述刀架孔内部沿其轴线方向间隔设置有第一检测区和第二检测区。所述工控分析单元控制检测机构分别在第一检测区和第二检测区旋转至少一周以采集整周轮廓点云，并通过最小二乘法拟合出各自检测区的截面圆心。

17、本发明进一步设置为：所述第一空间孔轴线、第二空间孔轴线分别由两侧刀架孔相对应的第一检测区的截面圆心和第二检测区的截面圆心连接构建而成。

18、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

19、（1）通过在刀架两侧对称设置两组测试组件，且两组测试组件结构一致并同步工作，能够分别对刀架两侧对称设置的刀架孔同时进行平行统一度检测，提升了检测效率，并通过工控分析单元对两组检测结果进行实时比对，能够评判两孔之间的统一度或对称度，提高后续刀具的使用性能。

20、（2）通过在检测机构中设置旋转调节件、安装杆及嵌设于安装杆安装槽内的激光检测器，利用激光检测器随安装杆旋转的方式，在刀架孔内部采集内壁的径向距离信息以生成轮廓点云，通过采用非接触式激光扫描，在旋转过程中连续、快速地获取孔壁整周的轮廓数据。

21、（3）通过在安装座上设置视觉检测器，在刀架安装后首先驱动两组测试组件的视觉检测器移动至预设的对称标定位置，拍摄两侧刀架孔图像并进行比对，若两侧图像特征一致则判定刀架安装正确，并自动将驱动安装架输出轴的空间轴线拟合为回转基准轴线，实现了刀架安装姿态的校验与回转基准的确立，减少因装夹偏差导致的系统性测量误差，提升了检测结果的可靠性。

22、（4）工控分析单元分别计算第一空间孔轴线与回转基准轴线的第一平行度值、第二空间孔轴线与回转基准轴线的第二平行度值，以及第一空间孔轴线与第二空间孔轴线之间的相互偏差值，并当任何一项超差时明确指示超差项，可区分故障源是单孔加工质量问题还是两孔间的相对位置偏差问题，为指导操作人员进行针对性的人工复检和设备调整提供了方向，提高了检测结果的可追溯性和故障定位的便捷性。

1.一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：包括工作台（1）、驱动安装架（2）、对称设于刀架（3）两侧的两组测试组件（4），以及与驱动安装架（2）和测试组件（4）电连接的工控分析单元；

2.根据权利要求1所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述工控分析单元还用于执行评判逻辑,具体为：

3.根据权利要求1所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述工作台（1）的顶部设置有安装台（11），所述驱动安装架（2）安装于安装台（11）的顶部；所述刀架（3）安装于驱动安装架（2）上，所述驱动安装架（2）用于驱动刀架（3）旋转调整位置。

4.根据权利要求1所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述测试组件（4）还包括电动伸缩件（41）、水平调节件（42）、竖直调节件（44）和安装座（45）；所述电动伸缩件（41）的伸缩方向平行于刀架孔（31）的轴线方向；所述水平调节件（42）滑动连接于电动伸缩件（41）的伸缩部，所述水平调节件（42）用于沿水平横向调节位置。

5.根据权利要求4所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述竖直调节件（44）滑动连接于水平调节件（42）上，所述竖直调节件（44）用于沿竖直方向调节位置；所述安装座（45）设置于竖直调节件（44）上，所述检测机构（46）和视觉检测器（43）均安装于安装座（45）上。

6.根据权利要求5所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述视觉检测器（43）位于检测机构（46）的下方，所述视觉检测器（43）与检测机构（46）在竖直方向上的间距为预设固定值；所述工控分析单元用于在检测机构（46）对孔过程中，先控制视觉检测器（43）与刀架孔（31）对准，再依据预设固定值控制竖直调节件（44）移动，使检测机构（46）与刀架孔（31）对准。

7.根据权利要求6所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述检测机构（46）包括旋转调节件（461）、安装杆（462）和激光检测器（463）；所述旋转调节件（461）的输出端与安装杆（462）相连接，所述旋转调节件（461）用于驱动安装杆（462）绕自身轴线旋转。

8.根据权利要求7所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述安装杆（462）的伸入端具有锥形导向部，所述安装杆（462）的一侧开设有安装槽，所述激光检测器（463）嵌设于安装槽内；所述激光检测器（463）的检测光轴垂直于安装杆（462）的轴线，所述激光检测器（463）用于在旋转过程中采集刀架孔（31）内壁的径向距离信息以生成轮廓点云。

9.根据权利要求1所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述刀架孔（31）内部沿其轴线方向间隔设置有第一检测区（311）和第二检测区（312）；所述工控分析单元控制检测机构（46）分别在第一检测区（311）和第二检测区（312）旋转至少一周以采集整周轮廓点云，并通过最小二乘法拟合出各自检测区的截面圆心。

10.根据权利要求9所述的一种用于刀架孔平行统一度测试的检测设备，其特征在于：所述第一空间孔轴线、第二空间孔轴线分别由两侧刀架孔（31）相对应的第一检测区（311）的截面圆心和第二检测区（312）的截面圆心连接构建而成。