CN105157638A - 变臂长关节式坐标测量机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变臂长关节式坐标测量机，包括基座、三个旋转关节、三个摆动关节、两个可变臂长测量臂和测头；主轴装在内套筒中，通过一端的螺纹连接；滑台装在外套筒中，通过一端的螺纹连接；导轨通过螺钉固定在主轴上，滑块通过螺钉固定在滑台上；在主轴上有螺纹孔，滑台上有通孔，可以通过螺钉锁定臂长；在滑台与主轴上固定有限位机构，锁定可变臂长测量臂的长度变化范围。针对被测对象尺寸大小，本发明通过调节测量臂长度，使得关节式坐标测量机能够达到最佳的测量效率；在可变臂长测量臂长度变化以后仍然具有非常高的重复定位精度。滑台上的螺纹孔之间的距离都是固定的，在调整完可变臂长测量臂的长度后，无需对关节式坐标测量机进行标定，即可进行测量。

Description

变臂长关节式坐标测量机

技术领域

本发明涉及关节式坐标测量机，具体涉及一种变臂长关节式坐标测量机，属于关节式坐标测量机领域。

背景技术

关节式坐标测量机是一种多自由度的非正交坐标系测量机，它仿照人体手臂关节结构，将一系列杆件通过关节串联形式连接起来，具有测量范围大、方便灵活、精度较高、机械结构简单、环境适应性好等优点。国内外各研究机构对关节式坐标测量机进行了深入研究，并开发了相关产品，关节式坐标测量机迅速在产品质量在线检测、设备维修、飞机装配、模具设计、医疗等领域得到了广泛应用。目前，世界上主要关节式坐标测量机生产商，如Faro，Cimcore和Romer，其开发的产品均为固定臂长的关节式坐标测量机。

当前关节式坐标测量机中所使用的测量臂大部分都是长度固定的，这就造成在实际测量过程中，当被测工件较小或测量空间较小的时候，测量臂过长而导致测量误差较大。并且在实际工作中所需要的测量空间往往不确定，这就造成臂长固定的关节式坐标测量机的工作适应性较差。专利201010195897.X提出采用导向槽导向键来实现关节式坐标测量机测量杆长度变化的目的，但这种方法在每一次杆长变化后都需要标定，导致其工作过程繁琐。专利201020168446.2提出一种可重构关节臂式坐标测量机，采用拆除或加入部件的方式来实现关节式坐标测量机测量杆长度变化的目的，但是每次改变测量杆长度的操作非常繁琐，导致工作量大大增加。

发明内容

针对现有关节式坐标测量机存在的不足，本发明提供一种变臂长关节式坐标测量机，提高关节式坐标测量机的工作适应性，通过固定螺钉固定导轨位置的固定方法，使测量臂长度变化后仍具有较高的形位重复精度，滑台上的螺纹孔之间的距离都是固定的，在调整完可变臂长测量臂的长度后，就无需对关节式坐标测量机进行标定，直接进行测量即可。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变臂长关节式坐标测量机，包括基座、三个旋转关节、三个摆动关节、两个可变臂长测量臂和测头；基座与第一旋转关节的一端连接，第一旋转关节的另一端与第一摆动关节的一端连接，第一摆动关节的另一端与第一可变臂长测量臂的一端连接，第一可变臂长测量臂的另一端与第二旋转关节的一端连接，第二旋转关节的另一端与第二摆动关节的一端连接，第二摆动关节的另一端与第二可变臂长测量臂的一端连接，第二可变臂长测量臂的另一端与第三旋转关节的一端连接，第三旋转关节的另一端与第三摆动关节的一端连接，第三摆动关节的另一端与测头连接；所述的两个可变臂长测量臂为相同结构，可变臂长测量臂包括内外套筒、主轴、滑台、导轨、四块相同的滑块、限位系统，主轴置于内套筒中，且主轴一端与内套筒通过螺纹连接固定；滑台置于外套筒中，且滑台一端与外套筒通过螺纹连接固定；导轨通过螺钉固定于主轴上，四块相同的滑块通过螺钉固定于滑台上；在主轴上设有螺纹孔，滑台上设有通孔，可通过螺钉配合于螺纹孔、通孔锁定测量臂长度；在滑台与主轴上固定有限位系统，锁定可变测量臂的长度变化范围；在主轴的底部固定有光栅，在滑台上通过螺钉固定安装有光栅支架，读数头通过螺钉固定安装于光栅支架上。

所述的可变臂长测量臂是通过双导轨和四个滑块实现的，可变臂长测量臂的具体长度是由滑台上的螺钉锁定控制的，当可变臂长测量臂的长度足够测量使用时，螺钉将滑台通孔和主轴螺纹孔锁定固定。

所述内、外套筒均可拆卸，滑台上的螺纹孔之间的距离为固定值，当测量者调整两个可变臂长测量臂的长度时，两个可变臂长测量臂的长度被调整值为已知，在每一次调整完两个可变臂长测量臂长度后，无需对关节式坐标测量机进行标定，直接进行测量即可。

所述内套筒包括内开槽套筒、内套筒盖、内固定圈，外套筒包括外开槽套筒、外套筒盖、外固定圈；在测量过程中如果需要使测量臂变长或者变短，可以随时取下固定圈、套筒盖，现场调整滑台上的螺钉，调整测量臂的长度，以使关节式坐标测量机达处于最佳测量状态，提高被测对象的检测精度。

本发明具有的有益效果是：

1、提高了关节式坐标测量机的工作适应性。

2、通过调节测量臂长，减小测量机所占空间大小。

3、在实际使用过程中，使关节式坐标测量机达到最佳测量状态。

4、在可变臂长测量臂的设计中，本发明设计螺钉固定滑块位置的固定方法，实现测量臂长度变化以后仍具有较高的重复定位精度。

5、改变关节式坐标测量机的可变臂的长度之后，无需对其进行标定即可测量。

附图说明

图1是变臂长关节式坐标测量机示意图；

图2是可变臂长测量臂总体结构图；

图3是可变臂长测量臂内部正面结构图；

图4是可变臂长测量臂内部反面结构图；

图5是外套筒结构图；

图6是内套筒结构图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，一种变臂长关节式坐标测量机，包括基座1、三个旋转关节2、5、8，三个摆动关节3、6、9，两个可变臂长测量臂4、7和测头10；基座1与第一旋转关节2一端连接，第一旋转关节2的另一端与第一摆动关节3的一端连接，第一摆动关节3的另一端与第一可变臂长测量臂4的一端连接，第一可变臂长测量臂4的另一端与第二旋转关节5的一端连接，第二旋转关节5的另一端与第二摆动关节6的一端连接，第二摆动关节6的另一端与第二可变臂长测量臂7的一端连接，第二可变臂长测量臂7的另一端与第三旋转关节8的一端连接，第三旋转关节8的另一端与第三摆动关节9的一端连接，第三摆动关节9的另一端与测头10连接；两个可变臂长测量臂为相同结构的可变臂长测量臂4、7，两可变臂长测量臂包括内套筒11、外套筒14、主轴12、滑台13、导轨16、17、四块相同的滑块20、21、22、23、光栅支架24、限位系统15、18、26；主轴12安装在内套筒11中，主轴12一端与内套筒11螺纹连接；滑台13装在外套筒14中，滑台13一端与外套筒14螺纹连接；导轨16、17通过螺钉固定在主轴12上，滑块20、21、22、23通过螺钉固定在滑台13上；在主轴12上有螺纹孔，滑台13上有通孔，主轴12与滑台13通过螺钉锁定测量臂的长度；在滑台13与主轴12上设有限位系统15、18、26，锁定可变测量臂4、7的长度变化范围。可变臂长测量臂4、7是通过双导轨16、17和四个滑块20、21、22、23实现的，可变臂长测量臂4、7的具体长度是由滑台13上的螺钉控制的，当可变臂长测量臂4、7的长度足够测量使用时，利用螺钉把滑台13和主轴12固定，方便测量；滑台13上的螺纹孔之间的距离为固定值，当测量者调整可变臂长测量臂4、7的长度时，可变臂长测量臂4、7的长度被调整值为已知的，所以在每一次调整完可变臂长测量臂4、7的长度后，就无需对光栅19进行标定，直接测量即可。在主轴12的底部固定有光栅19，在滑台13上通过螺钉固定安装有光栅支架24，读数头25通过螺钉固定安装在光栅支架24上面。

如图5、图6所示，所述的内套筒11包括内开槽套筒30、内套筒盖31、内固定圈32；外套筒14包括外开槽套筒27、外套筒盖28、外固定圈29。在测量过程中如果需要使可变臂长测量臂变长或者变短，可以随时取下内外固定圈32、29、内外套筒盖31、28，通过调整滑台13上的螺钉，调整测量臂的长度，以方便测量。

在实际测量中，根据被测的工件所需的测量空间，调整可变臂长测量臂到合适的长度，拧紧滑台上相应的螺钉直到滑块与导轨不发生相对滑动，测量臂长度固定，即可进行测量，不需要每次调整之后都进行标定。

Claims (4)

1.一种变臂长关节式坐标测量机，包括基座、三个旋转关节、三个摆动关节、两个可变臂长测量臂和测头；基座与第一旋转关节的一端连接，第一旋转关节的另一端与第一摆动关节的一端连接，第一摆动关节的另一端与第一可变臂长测量臂的一端连接，第一可变臂长测量臂的另一端与第二旋转关节的一端连接，第二旋转关节的另一端与第二摆动关节的一端连接，第二摆动关节的另一端与第二可变臂长测量臂的一端连接，第二可变臂长测量臂的另一端与第三旋转关节的一端连接，第三旋转关节的另一端与第三摆动关节的一端连接，第三摆动关节的另一端与测头连接；其特征在于：所述的两个可变臂长测量臂为相同结构，可变臂长测量臂包括内外套筒、主轴、滑台、导轨、四块相同的滑块、限位系统，主轴置于内套筒中，且主轴一端与内套筒通过螺纹连接固定；滑台置于外套筒中，且滑台一端与外套筒通过螺纹连接固定；导轨通过螺钉固定于主轴上，四块相同的滑块通过螺钉固定于滑台上；在主轴上设有螺纹孔，滑台上设有通孔，可通过螺钉配合于螺纹孔、通孔锁定测量臂长度；在滑台与主轴上固定有限位系统，锁定可变测量臂的长度变化范围；在主轴的底部固定有光栅，在滑台上通过螺钉固定安装有光栅支架，读数头通过螺钉固定安装于光栅支架上。

2.根据权利要求1所述的一种变臂长关节式坐标测量机，其特征在于：所述的可变臂长测量臂是通过双导轨和四个滑块实现的，可变臂长测量臂的具体长度是由滑台上的螺钉锁定控制的，当可变臂长测量臂的长度足够测量使用时，螺钉将滑台通孔和主轴螺纹孔锁定固定。

3.根据权利要求2所述的变臂长关节式坐标测量机，其特征在于：所述内、外套筒均可拆卸，滑台上的螺纹孔之间的距离为固定值，当测量者调整两个可变臂长测量臂的长度时，两个可变臂长测量臂的长度被调整值为已知，在每一次调整完两个可变臂长测量臂长度后，无需对关节式坐标测量机进行标定，直接进行测量即可。

4.根据权利要求3所述的变臂长关节式坐标测量机，其特征在于：所述内套筒包括内开槽套筒、内套筒盖、内固定圈，外套筒包括外开槽套筒、外套筒盖、外固定圈；在测量过程中如果需要使测量臂变长或者变短，可以随时取下固定圈、套筒盖，现场调整滑台上的螺钉，调整测量臂的长度，以使关节式坐标测量机达处于最佳测量状态，提高被测对象的检测精度。