CN101782381B - 用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置由短导轨(3)、摆杆(4)、传感器(7)、电机(8)、柔性联轴节(9)、支撑轴承(10)、丝杠螺母(11)、长导轨(13)、滚珠丝杠(14)和斜块(15)构成，而其中的短导轨由前导轨板、后导轨板、上导轨板和下导轨板构成。将短导轨固定在配置的测量仪上，电机通过柔性联轴节带动滚珠丝杠在长导轨的凹通槽内旋转，由于丝杠螺母的移位使长导轨相对短导轨作水平移动，移动的距离和定位可通过不对水平移动产生干涉的非接触开放式光栅(12)完成。通过摆杆使传感器处于水平或垂直工作状态，实现对回转型工件的平面度、圆度、圆柱度和直径尺寸的测量。本发明水平调整装置简化、合理。

Description

用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置

技术领域

本发明属于测量技术领域，尤其涉及到一种用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置。

背景技术

机械行业已实现0.001μm的进给技术和0.005μm加工精度，，要求检测技术与之相适应，开发高精度圆柱度测量仪满足先进制造技术的要求，具有重要的社会意义。

目前国内外市场上的圆柱度测量仪采用的水平调整装置，传动部分采用滚珠丝杠，导向采用滑短导轨，水平方向没有测量光栅，只有贴到长导轨上的标尺指示测量位置。同时因为测量时传感器在水平方向不动，水平方向的导向精度一般不高，不能对工件的直径和圆柱度进行测量。

市场上需要一种不仅能测量工件圆度和圆柱度的仪器，同时还需要对工件平面度和直径尺寸进行测量的仪器。

发明内容

为解决现有技术的不足之处，本发明设计了一种用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，使用该传感器水平调整装置实现了测量不同直径回转工件的圆柱度，而且该传感器水平调整装置还能测量工件回转面的直径。

为了实现上述发明目的，发明采用了如下技术方案：

所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置由短导轨、摆杆、传感器、电机、柔性联轴节、支撑轴承、丝杠螺母、长导轨、滚珠丝杠和斜块构成，电机固定在长导轨一端面，电机输出轴与设置在长导轨一端面通孔内的柔性联轴节联接，柔性联轴节被一对背靠背安装的支撑轴承支撑，长导轨一端面通孔的内径与支撑轴承外径配合，柔性联轴节穿越长导轨一端面通孔后与滚珠丝杠的一端联接，滚珠丝杠设置在长导轨的凹通槽内，滚珠丝杠的另一端通过转动座固定在长导轨的凹通槽内，在长导轨的另一端面配置有呈45°的斜块，斜块上安装有能旋转摆动的摆杆，摆杆上安装有传感器，滚珠丝杠上联接有随滚珠丝杠左右水平位移的丝杠螺母，丝杠螺母还与呈长方形箱体结构的短导轨联接。

所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，长导轨呈长方体且长导轨的截面呈方体，长导轨沿长度方向设置有四个接触工作面，其中沿长导轨凹通槽开槽的一垂直两端面为前接触工作面，背离长导轨凹通槽开槽的整个垂直面为后接触工作面，其余两水平面称为上水平接触工作面和下水平接触工作面；长导轨的下水平接触工作面设置的浅凹槽内配置有非接触开放式光栅的光栅尺。

所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，非接触开放式光栅由光栅尺和读数头构成，光栅尺采用反射式钢带光栅，光栅尺上标注有有尺寸刻度，读数头为指针状。

所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，长方形箱体结构的短导轨由前导轨板、后导轨板、上导轨板和下导轨板构成，前导轨板与丝杠螺母联接并安装在长导轨凹通槽开槽的前接触工作面，后导轨板安装在背离长导轨凹通槽开槽的后接触工作面，前导轨板与后导轨板之间通过上导轨板和下导轨板联接成短导轨；在后导轨板的中间两侧沉孔内对称配置有两个圆柱形的尼龙导向触头，尼龙导向触头与背离长导轨凹通槽开槽的后接触面接触；在 前导轨板的上下两侧对称设置的四个不等径螺纹通孔内分别配置有弹性触头，弹性触头与长导轨凹通槽开槽的前接触面接触；在上导轨板的左右两侧沿长导轨宽度方向配置有两根固定轴，每根固定轴两端安装两个导向轴承，导向轴承与长导轨的上水平接触工作面接触；在下导轨板的左右两侧沿长导轨宽度方向配置有两根偏心轴，每根偏心轴两端安装两个偏心轴承，偏心轴承与长导轨的下水平接触工作面接触，下导轨板的低端面配置有非接触开放式光栅的读数头。

所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，弹性触头由螺柱、弹簧和尼龙触头构成，螺柱由一段光轴和一段带外螺纹的阶梯轴构成，在螺柱的光轴段上套上弹簧，弹簧的一端联接尼龙触头，弹性触头中的尼龙触头与长导轨凹通槽开槽的前接触面接触，螺柱的外螺纹段旋合在前导轨板的不等径螺纹通孔内。

由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：

1、本发明的短导轨可固定在所配置的测量仪器上，长导轨通过丝杠螺母沿滚珠丝杠相对短导轨作水平方向往复移动，通过非接触开放式光栅，使长导轨相对短导轨的移动不发生干涉现象，长导轨移动更可靠平稳。

2、通过摆杆的转动可改变传感器的不同工作状态，从而实现传感器对工件平面度测量、圆柱度测量以及直径尺寸测量之间的相互转换。

3、通过采用非接触开放式光栅的测量方式，可以对工件进行圆柱度、直径尺寸以及平面度进行测量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

上述图中：1-弹性触头；2-导向轴承；3-短导轨；4-摆杆；5-尼龙导向触头； 6-偏心轴承；7-传感器；8-电机；9-柔性联轴节；10-支撑轴承；11-丝杠螺母；12-非接触开放式光栅；13-长导轨；14-滚珠丝杠；15-斜块。

具体实施方式

结合图1-2，本发明的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置由短导轨3、摆杆4、传感器7、电机8、柔性联轴节9、支撑轴承10、丝杠螺母11、长导轨13、滚珠丝杠14和斜块15构成，电机8固定在长导轨13一端面，电机输出轴与设置在长导轨一端面通孔内的柔性联轴节9联接，柔性联轴节9被一对背靠背安装的支撑轴承10支撑，长导轨一端面通孔的内径与支撑轴承外径配合，柔性联轴节9穿越长导轨一端面通孔后与滚珠丝杠14的一端联接，滚珠丝杠14设置在长导轨13的凹通槽内，滚珠丝杠14的另一端通过转动座固定在长导轨的凹通槽内，在长导轨的另一端面配置有呈45°的斜块15，斜块15上安装有能旋转摆动的摆杆4，摆杆4上安装有传感器7，通过摆杆4的旋转摆动使传感器7处于水平或垂直工作状态。滚珠丝杠14上联接有随滚珠丝杠左右水平位移的丝杠螺母11，丝杠螺母11还与呈长方形箱体结构的短导轨3联接，电机8作为短导轨3的水平移动驱动源。

长导轨13呈长方体且长导轨的截面呈方体，长导轨13沿长度方向设置有四个接触工作面，其中沿长导轨凹通槽开槽的一垂直两端面为前接触工作面，背离长导轨凹通槽开槽的整个垂直面为后接触工作面，其余两水平面称为上水平接触工作面和下水平接触工作面；长导轨的下水平接触工作面设置的浅凹槽内配置有非接触开放式光栅12的光栅尺。本发明之所以强调长导轨13具有四个接触工作面，是因为长导轨13相对固定的短导轨3而水平左右移动，前接触工作面除了凹通槽为非接触工作面外沿凹通槽两侧端面均为接触工作面，后接触工作面沿长导轨13垂直面全为接触工作面，上水平接触工作面和下水平接触工作面由于分别与短导轨3上安装的导向轴承2和偏心轴承6接触，因此上水 平接触工作面和下水平接触工作面均具有两条平行且沿长导轨13长度方向设置的凸起的接触工作面，以便导向轴承2和偏心轴承6的滑动。

非接触开放式光栅由光栅尺和读数头构成，光栅尺采用反射式钢带光栅，光栅尺上标注有有尺寸刻度，读数头为指针状。

长方形箱体结构的短导轨3由前导轨板、后导轨板、上导轨板和下导轨板构成，前导轨板与丝杠螺母11联接并安装在长导轨凹通槽开槽的前接触工作面，后导轨板安装在背离长导轨凹通槽开槽的后接触工作面，前导轨板与后导轨板之间通过上导轨板和下导轨板联接成短导轨。在后导轨板的中间两侧沉孔内对称配置有两个圆柱形的尼龙导向触头5，尼龙导向触头5与背离长导轨凹通槽开槽的后接触工作面接触并能产生相对滑动。在前导轨板的上下两侧对称设置的四个不等径螺纹通孔内分别配置有弹性触头1，弹性触头1与长导轨凹通槽开槽的前接触工作面接触，弹性触头1能消除长导轨13与短导轨3之间存在的间隙。弹性触头1由螺柱、弹簧和尼龙触头构成，螺柱由一段光轴和一段带外螺纹的阶梯轴构成，在螺柱的光轴段上套上弹簧，弹簧的一端联接尼龙触头，弹性触头1中的尼龙触头与长导轨凹通槽开槽的前接触工作面接触，螺柱的外螺纹段旋合在前导轨板的不等径螺纹通孔内，通过调整螺柱外螺纹的旋合深度可以调整尼龙触头与前接触工作面的接触并产生相对滑动。在上导轨板的左右两侧沿长导轨宽度方向配置有两根固定轴，每根固定轴两端安装两个导向轴承2，导向轴承2与长导轨的上水平接触工作面接触。在下导轨板的左右两侧沿长导轨宽度方向配置有两根偏心轴，每根偏心轴两端安装两个偏心轴承6，偏心轴承6与长导轨的下水平接触工作面接触，下导轨板的低端面配置有非接触开放式光栅12的读数头。偏心轴承6与导向轴承2的安装方向相同，偏心轴承6同样能消除长导轨13与短导轨3之间存在的间隙。

偏心轴承6是通用轴承，只不过安装在偏心轴上而产生偏心作用。导向轴承2同于此理也是通用轴承。短导轨3中的上导轨板和下导轨板实际起着联接 前导轨板和后导轨板的作用，还起着支撑短导轨3的作用，上导轨板和下导轨板的结构比较近似，上导轨板安装两根固定轴，下导轨板安装两根偏心轴，固定轴两端安装两个导向轴承2，偏心轴两端安装两个偏心轴承6，每根固定轴上的两个导向轴承2的间距和每根偏心轴上的两个偏心轴承6的间距基本相等，四个导向轴承2和四个偏心轴承6均沿长导轨13长度方向设置的凸起的上水平接触工作面和下水平接触工作面行走接触并产生相对滑动。

测量工件圆柱度和直径前，将短导轨3固定在配置的测量仪上，电机8通过柔性联轴节9带动滚珠丝杠14在长导轨13的凹通槽内旋转，由于丝杠螺母11的移位使长导轨13相对短导轨3作水平精密移动，移动的距离和定位可通过不对水平精密移动产生干涉的非接触开放式光栅12完成。通过摆杆4使传感器7处于水平工作状态，经过传感器对精密主轴带动下的回转型工件端面的不同直径采样后实现工件平面度等形位公差的测量。通过摆杆4使传感器7处于垂直工作状态，传感器对精密主轴带动下的回转型工件的回转面单截面采样，实现工件圆度的测量，再对回转型工件回转柱面的不同截面圆度测量后，实现工件圆柱度的评定。在对特定标准件的直径校对后，可对不同直径的工件进行直径尺寸的测量。本发明的短导轨设为定导轨，长导轨设为动导轨，使本发明的传感器水平调整装置更简化，更合理。

Claims (4)

1.一种用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，其特征在于：该传感器水平调整装置由短导轨(3)、摆杆(4)、传感器(7)、电机(8)、柔性联轴节(9)、支撑轴承(10)、丝杠螺母(11)、长导轨(13)、滚珠丝杠(14)和斜块(15)构成，电机(8)固定在长导轨(13)一端面，电机输出轴与设置在长导轨一端面通孔内的柔性联轴节(9)联接，柔性联轴节(9)被一对背靠背安装的支撑轴承(10)支撑，长导轨一端面通孔的内径与支撑轴承外径配合，柔性联轴节(9)穿越长导轨一端面通孔后与滚珠丝杠(14)的一端联接，滚珠丝杠(14)设置在长导轨(13)的凹通槽内，滚珠丝杠(14)的另一端通过转动座固定在长导轨的凹通槽内，在长导轨的另一端面配置有呈45°的斜块(15)，斜块(15)上安装有能旋转摆动的摆杆(4)，摆杆(4)上安装有传感器(7)，滚珠丝杠(14)上联接有随滚珠丝杠左右水平位移的丝杠螺母(11)，丝杠螺母(11)还与呈长方形箱体结构的短导轨(3)联接。

2.如权利要求1所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，其特征在于：长导轨(13)呈长方体且长导轨的截面呈方体，长导轨(13)沿长度方向设置有四个接触工作面，其中沿长导轨凹通槽开槽的一垂直两端面为前接触工作面，背离长导轨凹通槽开槽的整个垂直面为后接触工作面，其余两水平面称为上水平接触工作面和下水平接触工作面；长导轨(13)的下水平接触工作面设置的浅凹槽内配置有非接触开放式光栅(12)的光栅尺；长方形箱体结构的短导轨(3)由前导轨板、后导轨板、上导轨板和下导轨板构成，前导轨板与丝杠螺母(11)联接并安装在长导轨凹通槽开槽的前接触工作面，后导轨板安装在背离长导轨凹通槽开槽的后接触工作面，前导轨板与后导轨板之间通过上导轨板和下导轨板联接成短导轨(3)；在后导轨板的中间两侧沉孔内对称配置有两 个圆柱形的尼龙导向触头(5)，尼龙导向触头(5)与背离长导轨凹通槽开槽的后接触工作面接触；在前导轨板的上下两侧对称设置的四个不等径螺纹通孔内分别配置有弹性触头(1)，弹性触头(1)与长导轨凹通槽开槽的前接触工作面接触；在上导轨板的左右两侧沿长导轨宽度方向配置有两根固定轴，每根固定轴两端安装两个导向轴承(2)，导向轴承(2)与长导轨的上水平接触工作面接触；在下导轨板的左右两侧沿长导轨宽度方向配置有两根偏心轴，每根偏心轴两端安装两个偏心轴承(6)，偏心轴承(6)与长导轨的下水平接触工作面接触，下导轨板的低端面配置有非接触开放式光栅(12)的读数头。

3.如权利要求2所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，其特征在于：非接触开放式光栅(12)由光栅尺和读数头构成，光栅尺采用反射式钢带光栅，光栅尺上标注有有尺寸刻度，读数头为指针状。

4.如权利要求2所述的用于测量工件圆柱度和直径的传感器水平调整装置，其特征在于：弹性触头(1)由螺柱、弹簧和尼龙触头构成，螺柱由一段光轴和一段带外螺纹的阶梯轴构成，在螺柱的光轴段上套上弹簧，弹簧的一端联接尼龙触头，弹性触头(1)中的尼龙触头与长导轨凹通槽开槽的前接触工作面接触，螺柱的外螺纹段旋合在前导轨板的不等径螺纹通孔内。 

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