CN106965038B - 一种高精度位置触发设定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种高精度位置触发设定装置，包括基体，设定装置还包括转换放大板簧和触发输出开关，转换放大板簧由螺钉通过固定压块安装在基体上，触发输出开关通过支架和第二螺钉跨过转换放大板簧固定在基体上，触发输出开关的检测部处于转换放大板簧的活动端。本发明是一种以弹性导杆进行位置信息采集，通过板簧弹性元件实现位置信息放大，再以通用电器接近开关作为触发输出开关，从而触发设定当前位置作为基准点，或提示读取数控主机设备相关运动坐标轴确定当前位置坐标数据，实现精确位置设定或结合数控主机设备的坐标系统进行精确测量。

Description

一种高精度位置触发设定装置
技术领域
本发明涉及一种高精度位置触发设定技术，具体的说是涉及一种高精度位置触发设定装置。
背景技术
装备制造是制造业的基础，近年来，先进制造装备作为战略性产业，受到世界各国的高度重视。先进制造装备向着数字化、高速化、高精化、智能化……方向发展，数字化装备的发展与应用离不开检测技术，高精化装备的发展与应用需要高精度检测技术的支撑；以数控机床为例，各数字运动坐标轴的原点设定、刀具长度和半径等几何补偿参数的测量均需要配套高精度的运动位置检测触发设定装置，以实现坐标系的精确设定和刀具补偿参数的精确高效测量，从而为精密高效加工打下基础。
目前，闭环和半闭环控制数控机床的机床原点一般都是通过自身检测反馈元件如光栅来设定，技术成熟可靠，精度高；而开环控制数控机床由于没有检测反馈元件，需要另外安排多个散布检测开关才能达到目的。数控机床加工工件坐标系原点的设定和刀具长度、半径等几何补偿参数的测量目前主要有刀具直接试切、对刀器、3D测头等，刀具直接试切法精度低、效率低、对操作技能要求高，对刀器和3D测头一般有机械式和电器触发式两类，精度一般达到10－2～10－3 mm数量级，但其价格较贵。
发明内容
本发明的目的是针对上述数控装备坐标系设定和刀具几何参数测量中存在的问题，提出一种依靠位置信息采集导杆和转换放大板簧组进行位移放大，并通过通用电器接近开关触发实现位置精确设定的一种装置，可用于各种数控装备的坐标系的精确设定和刀具几何补偿参数的精确测量。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明是一种高精度位置触发设定装置，包括基体，设定装置还包括转换放大板簧和触发输出开关，转换放大板簧由螺钉通过固定压块安装在基体上，触发输出开关通过支架和第二螺钉跨过转换放大板簧固定在基体上，触发输出开关的检测部处于转换放大板簧的活动端。
本发明的进一步改进在于：设定装置还包括位置信息采集导杆，位置信息采集导杆通过复位螺旋弹簧与卡簧同轴安装在基体的阶梯孔中，转换放大板簧处以信息采集导杆的垂直方向，转换放大板簧的固定端和活动端分别处于位置信息采集导杆轴头的两侧。
本发明的进一步改进在于：转换放大板簧的活动端采用L型结构，触发输出开关的工作端面处于转换放大板簧活动端L型板面内侧平行方向。
本发明的进一步改进在于：位置信息采集导杆采用阶梯结构。
本发明的进一步改进在于：触发输出开关为电器接近开关。
本发明的有益效果是：本发明针对数控装备坐标系设定和刀具几何参数测量等对位置设定高重复精度的实际工作要求，采用转换放大板簧作为杠杆位移量放大机构，通过通用电器接近开关检测放大板簧末端位移触发设定运动部件位置，有效提高触发灵敏度，同时以转换放大板簧作为杠杆位移量放大机构，位移量转换依靠板簧弹性变形实现，不存在任何传动间隙，从而可以实现高精度位置的触发设定。
本发明是一种以弹性导杆进行位置信息采集，通过板簧弹性元件实现位置信息放大，再以通用电器接近开关作为触发输出开关，从而触发设定当前位置作为基准点，或提示读取数控主机设备相关运动坐标轴确定当前位置坐标数据，实现精确位置设定或结合数控主机设备的坐标系统进行精确测量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的左视图。
图3是本发明局部放大示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图1-3所示，本发明是一种高精度位置触发设定装置，包括基体10，所述设定装置还包括转换放大板簧2和触发输出开关5，所述转换放大板簧2由螺钉6通过固定压块7安装在所述基体10上，所述触发输出开关5通过支架4和第二螺钉3跨过所述转换放大板簧2固定在基体10上，所述触发输出开关5的检测部处于所述转换放大板簧2的活动端。
实施例一
本发明是一种高精度位置触发设定装置，包括基体10，所述设定装置还包括转换放大板簧2和触发输出开关5，所述转换放大板簧2由螺钉6通过固定压块7安装在所述基体10上，所述触发输出开关5通过支架4和第二螺钉3跨过所述转换放大板簧2固定在基体10上，所述触发输出开关5的检测部处于所述转换放大板簧2的活动端，本发明的设定装置还包括位置信息采集导杆1，所述位置信息采集导杆1通过复位螺旋弹簧9与卡簧8同轴安装在所述基体10的阶梯孔中，所述转换放大板簧2处以所述信息采集导杆1的垂直方向，所述转换放大板簧2的固定端和活动端分别处于所述位置信息采集导杆1轴头的两侧, 所述位置信息采集导杆1采用阶梯结构，位置信息采集导杆1通过复位螺旋弹簧9与卡簧8同轴安装在基体10的阶梯孔中，自然状态下位置信息采集导杆1在复位螺旋弹簧9的作用下向上伸出，并由其下端的卡簧8限制其向上极限位置；转换放大板簧2由螺钉6通过固定压块7安装在基体10上，并处以信息采集导杆1的垂直方向，固定压块7可以有效保证转换放大板簧2杠杆支点的稳定性；所述转换放大板簧2的固定端和活动端分别处于所述位置信息采集导杆1轴头的两侧，所述的触发输出开关5为一通用电器接近开关，通过支架4和第二螺钉3跨过转换放大板簧2固定在基体10上，所述触发输出开关5的检测部处于所述转换放大板簧2的活动端，所述转换放大板簧2的活动端采用L型结构，触发输出开关5的工作端面处于转换放大板簧2活动端L型板面内侧平行方向。
当检测对象向位置信息采集导杆1的工作端面B相对运动时，检测对象接触B面并迫使位置信息采集导杆1压缩复位螺旋弹簧9向处以其垂下方的转换放大板簧2运动，位置信息采集导杆1头部的球头面中心点D迫使转换放大板簧2绕其支点C向触发输出开关5摆动，当转换放大板簧2的L形终端E点达到设定位置时触发输出接近开关5发出到位信号以设定当前位置。
本装置只进行位置定性设定测量，只对重复精度有高要求，由图3可见，忽略转换放大板簧2杠杆根部长度L1部分的非线性变形和各部位移在X方向的分量因素，则有：
S1/S2≈L1/L2
S2≈(L2/L1)S1
S1为检测对象引起的位置信息采集导杆1的位移传递到转换放大板簧2的D点Y方向位移量；
S2为转换放大板簧2的L形端E点Y方向位移量。
若取L2=5L1
则S2≈5S1
即通过转换放大板簧2的杠杆作用，检测对象的位移量得到5倍的放大，从而提高触发输出开关5对检测对象位移的感知灵敏度，有效提高位置设定精度。
实际上，转换放大板簧2绕其支点C的摆动还会引起其端部E点X方向位移量，触发输出开关5的工作端面相对转换放大板簧2活动端L型板面内侧平行安装，可以使得上述位移量处以接近触发输出开关5的方向，同样有利于提高触发输出开关5对检测对象位移的感知灵敏度。
本发明针对数控装备坐标系设定和刀具几何参数测量等对位置设定高重复精度的实际工作要求，采用转换放大板簧作为杠杆位移量放大机构，通过通用电器接近开关检测放大板簧末端位移触发设定运动部件位置，有效提高触发灵敏度，同时以转换放大板簧作为杠杆位移量放大机构，位移量转换依靠板簧弹性变形实现，不存在任何传动间隙，从而可以实现高精度位置的触发设定。

Claims (3)

1.一种高精度位置触发设定装置，包括基体（10），其特征在于：所述设定装置还包括转换放大板簧（2）和触发输出开关（5），所述转换放大板簧（2）由第一螺钉（6）通过固定压块（7）安装在所述基体（10）上，所述触发输出开关（5）通过支架（4）和第二螺钉（3）跨过所述转换放大板簧（2）固定在基体（10）上，所述触发输出开关（5）的检测部处于所述转换放大板簧（2）的活动端，所述转换放大板簧（2）的活动端采用L型结构，触发输出开关（5）的工作端面处于转换放大板簧（2）活动端L型板面内侧平行方向，所述设定装置还包括位置信息采集导杆（1），所述位置信息采集导杆（1）通过复位螺旋弹簧（9）与卡簧（8）同轴安装在所述基体（10）的阶梯孔中，所述转换放大板簧（2）处于所述位置信息采集导杆（1）的垂直方向，所述转换放大板簧（2）的固定端和活动端分别处于所述位置信息采集导杆（1）轴头的两侧，当检测对象向位置信息采集导杆（1）的工作端面B相对运动时，检测对象接触工作端面B并迫使位置信息采集导杆（1）压缩复位螺旋弹簧（9）向其下方的转换放大板簧（2）运动，位置信息采集导杆（1）头部的球头面中心点D迫使转换放大板簧（2）绕其支点C向触发输出开关（5）摆动，当转换放大板簧（2）的L形终端E点达到设定位置时触发输出开关（5）发出到位信号以设定当前位置，本装置只进行位置定性设定测量，只对重复精度有高要求，忽略转换放大板簧（2）杠杆根部长度L1部分的非线性变形和各部分位移在X方向的分量因素，则有：
S1/S2≈L1/L2；
S2≈(L2/L1)S1；
S1为检测对象引起的位置信息采集导杆（1）的位移传递到转换放大板簧（2）的D点Y方向位移量；
S2为转换放大板簧（2）的L形终端E点Y方向位移量，
取L2=5L1；
则S2≈5S1；
即通过转换放大板簧（2）的杠杆作用，检测对象的位移量得到5倍的放大，从而提高触发输出开关（5）对检测对象位移的感知灵敏度，有效提高位置设定精度,其中, L1是指转换放大板簧（2）未变形前在X方向上中心点D到支点C间的长度，L2是指转换放大板簧（2）未变形前在X方向上E点到支点C的长度。
2.根据权利要求1所述一种高精度位置触发设定装置，其特征在于：所述位置信息采集导杆（1）采用阶梯结构。
3.根据权利要求1所述一种高精度位置触发设定装置，其特征在于：触发输出开关（5）为电器接近开关。
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