CN107150261B - 轴类零件轮廓测量仪及其应用 - Google Patents

轴类零件轮廓测量仪及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107150261B
CN107150261B CN201610125492.6A CN201610125492A CN107150261B CN 107150261 B CN107150261 B CN 107150261B CN 201610125492 A CN201610125492 A CN 201610125492A CN 107150261 B CN107150261 B CN 107150261B
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
axial workpiece
measuring
tailstock
workpiece profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610125492.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107150261A (zh
Inventor
严隽藩
娄云鸽
陈伟伟
张伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Electric Group Corp
Original Assignee
Shanghai Electric Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Electric Group Corp filed Critical Shanghai Electric Group Corp
Priority to CN201610125492.6A priority Critical patent/CN107150261B/zh
Publication of CN107150261A publication Critical patent/CN107150261A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107150261B publication Critical patent/CN107150261B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/20Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring workpiece characteristics, e.g. contour, dimension, hardness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B23Q17/2452Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves for measuring features or for detecting a condition of machine parts, tools or workpieces
    • B23Q17/2471Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves for measuring features or for detecting a condition of machine parts, tools or workpieces of workpieces

Abstract

一种轴类零件轮廓测量仪,包括基座、床身、测量机构、尾架、头架、夹持气浮导轨和配重机构,所述测量机构包括X轴测量部件、Z轴驱动拖板和Z轴气浮拖板,所述Z轴驱动拖板由测量驱动电机驱动丝杠带动沿测量气浮导轨运动,所述尾架由夹持驱动电机驱动丝杠而带动沿夹持气浮导轨运动,所述头架正对所述尾架并具有夹持回转机构,用于配合所述尾架夹紧用于测量的轴类零件并使零件可绕自身轴线转动,所述配重机构位于所述轴类零件轮廓测量仪的顶部,用于平衡所述测量机构和所述尾架;并相应提供了该轴类零件轮廓测量仪的应用。本发明提供的轴类零件轮廓测量仪能自动装夹和卸载工件,并实现尾架顶尖的高精度、高效率定位,提高工件安装定位精度。

Description

轴类零件轮廓测量仪及其应用
技术领域
本发明涉及测量仪器,尤其涉及一种轴类零件轮廓测量仪及其应用。
背景技术
曲轴、凸轮轴等轴类零件作为装备制造业动力驱动部件的关键零件,其加工质量直接关系到动力驱动部件的整体性能。国内对曲轴、凸轮轴等轴类零件的加工工艺及稳定性等方面的研究水平与发达国家相比存在很大的差距。而测量技术是制约曲轴、凸轮轴等轴类零件质量提高的关键因素之一,从一定程度上讲,利用专用的测量设备获得的曲轴、凸轮轴等轴类零件的高精度轮廓精度能够有效的指导加工工艺。
关于曲轴、凸轮轴的误差检测技术及高效的专用仪器越来越受到国内外精密测量行业的关注,目前国内关于曲轴、凸轮轴等轴类零件的高精度专用检测设备非常少,高端曲轴、凸轮轴等轴类零件检测市场仍然被国外产品所占领,国际上专业做曲轴、凸轮轴等轴类零件检测设备的公司是美国ADCOLE公司的Model1200系列曲轴、凸轮轴测量仪,目前国内汽车制造商,专业的机床制造商大多采用该公司的测量仪,作为检验轴类零件精度的依据,该系列产品的尾架顶尖上下移动及头架辅助夹紧机构均采用手动方式实现。检测时,被测工件放置在头架顶尖后,调整至合适位置后,尾架顶尖通过人工操作杆运动至合适位置,通过上下顶尖固定被测工件位置,为了保证被测工件测量过程的稳定性,在头架顶尖外围设计了一套手动辅助夹紧机构,人工拧紧锁紧螺母,完成被测工件的定位装夹工作。待测量程序完成后,首先松开锁紧螺母,将尾架顶尖退至合适位置,取下工件,完成测量工作。
目前市面上常用的曲轴、凸轮轴等测量仪,尾架顶尖的升降及头架辅助夹紧机构均采用手动方式,增加了工件安装调整时间,从而降低了测量效率,且该测量的价格和后期的维护成本很高。
气浮导轨基于气体动静压效应,实现无摩擦和无振动的平滑移动。它具有运动精度高、清洁无污染等特点。因其误差均化作用,可用比较低的制造精度来获得较高的导向精度。通常与伺服驱动,传感器组成闭环系统,实现高精度位移定位。气浮导轨在测量仪器、精密机械中得到了广泛的应用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是,提供一种轴类零件轮廓测量仪,自动装夹和卸载工件,并实现尾架顶尖的高精度、高效率定位,提高测量前工件安装定位精度以及对工件表面轮廓精度的精确测量。
为实现上述目的,本发明提供了一种轴类零件轮廓测量仪,包括基座、床身、测量机构、测量气浮导轨、测量驱动电机、尾架、头架、夹持气浮导轨和夹持驱动电机;
所述床身竖直地置于所述基座上;
所述测量气浮导轨和所述夹持气浮导轨竖直设于所述床身且相互平行;
所述测量机构包括X轴测量部件、Z轴驱动拖板和Z轴气浮拖板,所述Z轴驱动拖板由所述测量驱动电机驱动丝杠而带动、沿所述测量气浮导轨运动;
所述尾架由所述夹持驱动电机驱动丝杠而带动、沿所述夹持气浮导轨运动;
所述头架正对所述尾架并具有夹持回转机构,用于配合所述尾架夹紧用于测量的轴类零件并使零件可绕自身轴线转动;
所述Z轴气浮拖板连于所述Z轴驱动拖板并随之运动,所述X轴测量部件连接于所述Z轴气浮拖板并由直线电机驱动,其测量头的运动方向垂直于所述轴类零件的转轴,用于测量所述轴类零件的径向尺寸。全数控轴的设计使得该轴类零件轮廓测量仪可全自动精确控制,无需人工干预即可进行相关工件的夹紧和测量工作。
进一步地,所述Z轴驱动拖板通过柔性连接件连接并带动所述Z轴气浮拖板。柔性连接件具有一定的柔性,从不同方向柔性缓冲,消耗掉丝杠传动过程中产生的变形和偏摆、扭动等各项误差,提高测量部件的运动精度且成本较低。
进一步地,所述柔性连接件包括正交的纵横至少各一条缓冲切槽。缓冲切槽结构简单,便于加工。
进一步地,所述缓冲槽由线切割完成。
进一步地,所述缓冲槽为10行10列分布。缓冲槽的数量根据实际需要增加或减少,数量愈多、效果愈佳,依据工艺能力及经济性权衡确定切槽数量。
进一步地,所述柔性连接件的材料为40Cr。
进一步地,所述床身和所述基座之间还垫有调平垫铁,该调平垫铁用于调平所述床身。
进一步地,所述头架还包括头架转台,该头架转台的顶部固定有所述夹持回转机构、底部固定有调心调平机构。所述夹持回转机构既可通过自动控制夹紧工件,也可使工件绕其轴心旋转;调心调平机构设置的目的在于,保证夹持有待测量工件的夹持回转机构运行平稳、不产生倾斜。
进一步地,所述X轴测量部件包括光栅尺,其对称安装于所述测量头两侧每侧各一。对称安装的双光栅尺结构能最大限度地减少甚至消除由于非直线安装产生的阿贝误差。
进一步地,所述夹持回转机构为双气缸浮动的自平衡夹持回转平台。
进一步地,所述轴类零件轮廓测量仪还包括配重机构,所述配重机构位于所述轴类零件轮廓测量仪的顶部并包括第一钢丝绳、第一导向滑轮和第一配重,所述第一钢丝绳通过第一导向滑轮转向,两端分别连接第一配重和所述Z轴驱动拖板。
进一步地,所述第一配重的质量与所述测量机构的质量相平衡。该配重机构可进一步增加所述Z轴气浮拖板和所述尾架拖板的运动精度,使得轴类零件轮廓测量仪运行更平稳,提高电机的运动性能和气体静压导轨的刚性。
进一步地,所述第一配重包括第一配重框和第一配重块。
进一步地,所述配重机构还包括第二钢丝绳、第二导向滑轮和第二配重,所述第二钢丝绳通过第二导向滑轮转向,两端分别连接第二配重和所述尾架。
进一步地,所述第二配重的质量与所述头架的质量相平衡。
进一步地,所述第二配重包括第二配重框和第二配重块。
相应地,本发明还提供了上述轴类零件轮廓测量仪的应用,包括:
通过机械手将待测量工件放置于所述尾架和所述头架之间;
控制所述夹持驱动电机,驱动所述尾架向着所述头架运动至其顶尖顶紧所述待测量工件;
发送控制指令,控制所述夹持回转机构,夹紧所述待测量工件;
发送控制指令,控制所述夹持回转机构,驱动所述待测量工件绕其轴线旋转;
发送控制指令,控制所述测量驱动电机,驱动所述Z轴驱动拖板、从而驱动所述测量机构运动,使得所述X轴测量部件运动至与所述待测量工件轴向待测位置平齐;
发送控制指令,控制所述直线电机,驱动所述X轴测量部件向着所述待测量工件的轴线运动,直至所述测量头接触所述待测量部件;
读取所述测量头的位置,从而获取所述待测量部件的径向尺寸。
优选地,在所述通过机械手将待测量工件放置于所述尾架和所述头架之间之前,还包括:发送控制指令,驱动所述直线电机,驱动所述X轴测量部件运动至其行程距离所述头架和所述尾架连线的最远端。
进一步地,所述X轴测量部件采用了光栅尺位移传感器,所述读取所述测量头的位置,从而获取所述待测量部件的径向尺寸是通过从所述光栅尺位移传感器读取的。
本发明提供的轴类零件轮廓测量仪,可提供待测量工件的自动装夹和卸载,并实现了尾架顶尖的高精度、高效率定位,从而提高了工件安装定位的精度;增加配重机构后,测量机构和尾架的重量可由配重平衡,带动测量结构和尾架上下运动的电机运行更为平稳,电机的运动性能和气体静压导轨的刚性均得到提高;利用阿贝误差的对称性原理,在测量部件两侧对称安排的双光栅尺结构有效地消除阿贝误差,在不考虑传感器轻微的安装偏差的情况下,甚至可认为完全消除了阿贝误差,极大地提高了测量精度。实现了直径320mm、长度800mm尺寸的轴类零件的高效率、高精度面型轮廓测量。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明一种轴类零件轮廓测量仪的总体结构示意图;
图2示出了柔性连接件在测量机构上的连接方式;
图3是柔性连接件的主视图和左视图;
图4是X轴测量部件的主视图;
图5是X轴测量部件的俯视图;
图6是尾架的结构示意图;
图7是头架的结构示意图;
图8示出了头架中回转夹持机构中央的头架顶尖;
图9是配重系统的结构示意图;
1-底座,2-床身,3-测量机构,31-Z轴驱动拖板,32-X轴测量部件,321-测量头,322-圆柱形气浮导轨,323-直线电机,324-光栅尺读数头,325-电容传感器,33-测量补偿标尺,34-Z轴气浮拖板,35-柔性连接件,4-尾架,41-联轴器,42-夹持驱动丝杠,43-尾架拖板,44-尾架转台,5-头架,51-回转夹持机构,52-头架顶尖,53-头架转台,54-调心调平机构,6-测量气浮导轨,7-夹持气浮导轨,8-测量驱动电机,9-测量驱动丝杠,10-第一导向滑轮,11-夹持驱动电机,12-第二导向滑轮,13-待测工件,14-第一钢丝绳,15-第一配重框,16-第二钢丝绳,17-第二配重框。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示是本发明一种轴类零件轮廓测量仪的较佳实施例的总体结构示意图,其中铸铁制基座1上置有床身2。床身2为人造花岗岩材料制成,基座1和床身2之间通过调平垫铁分隔,通过调节每一个调平垫铁的调平机构实现对机床进行调平。
床身2上端固定有测量驱动电机8,其工作时测量驱动丝杠9转动。测量驱动丝杠9可采用精度高、运行阻力小的滚珠丝杠。Z轴驱动拖板34由测量驱动丝杠9驱动上升和下降,即实际上Z轴驱动拖板34由测量驱动电机8驱动上升和下降。
床身2竖直地固定有平行的测量气浮导轨6。关于气浮导轨,它基于气体动静压效应,实现无摩擦和无振动的平滑移动,具有运动精度高、清洁无污染等特点;因其误差均化作用,可用比较低的制造精度来获得较高的导向精度,通常与伺服驱动、传感器组成闭环系统,实现高精度位移定位,在测量仪器、精密机械中得到了广泛的应用。
气浮导轨6对应于测量机构3设置,用于对测量机构3的上升下降进行导向。测量机构3包括Z轴驱动拖板31和Z轴气浮拖板34两大部分,Z轴气浮拖板34通过柔性连接件35连接于Z轴驱动拖板31的下方。测量机构3的后侧视图如图2;柔性连接件35的结构如图3所示,图3示出了其主视图和左视图。
其中,柔性连接件35的中段为具有柔性连接性能的部分,其切有正交的缓冲切槽,由线切割工艺制成,完成后具有行列排布的丝状联结结构,从而具有一定的柔性,从不同方向柔性缓冲,消耗掉测量驱动丝杠9传动过程中产生的变形和偏摆、扭动等各项误差,提高Z轴气浮拖板34上升、下降中的运动精度,且成本较低。在本例中其具有10行10列共计100个缓冲切槽。缓冲切槽的数量可根据实际需要增加或减少,数量愈多、效果愈佳,依据工艺能力及经济性权衡确定切槽数量,行、列数也可不一致,其至少有一个存在即可起到柔性连接的功能。
X轴测量部件32的主视图和俯视图分别如图4和图5所示,主要包括测量头321、圆柱形气浮导轨322、直线电机323、光栅尺读数头324和电容传感器325。电容传感器325为三角形排列的三组设置,测量X轴测量部件32与测量补偿标尺33间的间隙变化,以反映大拖板部件在运行中产生的滚动、偏摆误差,以便于在数据处理过程中通过折算消除。作为整个测量系统中非常关键的部分,X轴测量部件32通过螺钉安装在Z轴气浮拖板34底板上。由于结构设计及工艺等方面的限制,X轴测量部件32光栅尺的安装位置和测量头321不符合阿贝原理,存在阿贝误差。经过多次反复试验,技术人员最终采用了双光栅尺结构,即利用阿贝误差的对称性原理,在测量头321的两侧对称安装有两个直线光栅尺,则在不考虑传感器在精度上轻微的安装偏差的情况下,对称分布的双位移传感器理论上可以完全消除阿贝误差。
和测量气浮导轨6类似,圆柱形气浮导轨322为测量头321提供无摩擦和无振动的平滑移动。测量头321沿圆柱形气浮导轨322的移动由直线电机323驱动。直线电机323主要功能是驱动测量头321实现水平方向的移动,由直线电机直接驱动、没有中间的传动部件,有效消除了传动环节机械滞后和丝杠螺距带来的误差,能够提高测量头321的运动精度,并且直线电机驱动对控制系统的要求相对简单。而圆柱形气浮导轨322的气体静压导轨形式能克服机械接触带来的不利影响,具有精度保持性好、寿命长的优点。
为降低X轴测量部件32的重量,X轴测量部件32的固定连接件均采用焊接结构,采用加强筋提高零件刚性,经时效处理等工艺后得到好的稳定性和刚度。
测量气浮导轨6旁、床身2上设有高精度制造和安装的测量补偿标尺33,作为Z轴气浮拖板34倾斜误差补偿的主要参照物。测量补偿标尺33作为静态参考基准,是测量仪X轴方向上的硬件零点。测量补偿标尺33通过安装座和螺钉固定安装在床身2上。
平行于测量气浮导轨6,还设置有夹持气浮导轨7,其对尾架4进行导向。尾架4由夹持驱动电机驱动上升和下降,方案与测量机构3的驱动方式相同。图6示出了尾架4的结构。
如图6,类似于Z轴驱动拖板31,尾架4由夹持驱动丝杠42的正反转动而带动尾架拖板43的上下运动。夹持驱动丝杠42也为精度高、运行阻力小的滚珠丝杠,夹持驱动丝杠42由夹持驱动电机11通过联轴器41驱动。尾架拖板43连有可转动的尾架转台44,尾架转台44具有顶尖,用于为待测工件定位。伺服电机驱动、丝杠传动的控制方式既能提高尾架拖板43的运动精度,同时又能减少工人的劳动工作量。
配合尾架4使用的还有如图7所示的头架5。头架5主要包括回转夹持机构51、头架转台53和调心调平机构54三部分。回转夹持机构51为双气缸浮动的自平衡夹持机构,其结构可参考申请号为CN201420843130.7的专利文本所公开的双气缸浮动的自平衡夹持回转平台。回转夹持机构51中央对应于尾架4的顶尖,安装头架顶尖52,如图8。头架转台53通过无刷电机驱动并设置有高精度圆光栅,以实现待测工件的回转角度的高精度分度功能。头架转台53连接夹持回转机构51和调心调平机构54。调心调平机构54设置的目的在于,保证夹持有被测工件的夹持回转机构51运行平稳,不产生侧向倾斜;具体结构为,分为上下两层,下层结构通过水平正交方向的双向滑轨实现头架转台53的调心功能,上层采用三点支撑结构,通过调节同一平面内的三个调节螺钉实现头架转台53的调平功能,上层与下层结构之间通过过渡板和四个可调整的螺钉实现连接。
在以上结构的基础上,为进一步增加Z轴气浮拖板34和尾架拖板43的运动精度,本例的轴类零件轮廓测量仪在其顶部还包括配重系统,其结构如图9所示。结合图1中的轴类零件轮廓测量仪,第一配重框15与测量机构3通过第一钢丝绳14连接,第一钢丝绳14跨过第一导向滑轮10实现拉力方向的改变;第二配重框17与尾架4通过第二钢丝绳16连接,第二钢丝绳16跨过第二导向滑轮12实现拉力方向的改变。第一配重框15和第二配重框17内根据实际调试情况,调整放入其中的配重块的质量,分别与测量机构3和尾架4达到质量平衡,从而使轴类零件轮廓测量仪的运行更为平稳,提高了电机的运动性能和气体静压导轨的刚性。
以上是本例提供的轴类零件轮廓测量仪结构,为实现全自动测量,技术人员最终采用了全数控轴的设计。以下详述该轴类零件轮廓测量仪在测量中的应用。
将铸铁基座1放置于恒温恒湿车间单独的隔震地基上,人造花岗岩床身2通过调平垫铁放置于基座1上。将系统初始化:控制系统控制夹持驱动电机11驱动尾架4向上运动,并且直线电机323驱动测量头321向着远离尾架4、头架5连线的方向运动,便于放入待测量的轴类零件。机械手夹持并移动待测工件13至预定位置,控制系统发送控制指令,使夹持驱动电机11驱动尾架4运动,尾架转台44安装的顶尖夹紧工件。回转夹持机构51用顶尖中心定位,并由柔性的自平衡夹持机构辅助固定工件相位,在控制系统的指令下实现对待测工件13的稳定夹持,保证零件回转时的测量精度。在待测工件13位置调整到位后,向回转夹持机构51的控制系统发送夹紧信号,则回转夹持机构51将待测工件13夹紧。在控制系统的控制下,测量驱动电机8驱动测量机构3上下运动,至测量头321的高度到达对应待测工件13需要测定的位置的高度;直线电机323驱动测量头321在待测工件13的径向移动,光栅尺读数头324进行读数,从而该轴类零件轮廓测量仪可实现零件长度方向上全尺寸的径向测量,且由于引入了全数控轴的设计,测量过程可实现全自动化及多工件连续测量,无需手动操作。测量过程中回转夹持机构51可在控制系统的指令下使待测工件13绕其轴线回转。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (19)

1.一种轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,包括基座、床身、测量机构、测量气浮导轨、测量驱动电机、尾架、头架、夹持气浮导轨和夹持驱动电机;
所述床身竖直地置于所述基座上;
所述测量气浮导轨和所述夹持气浮导轨竖直设于所述床身且相互平行;
所述测量机构包括X轴测量部件、Z轴驱动拖板和Z轴气浮拖板,所述Z轴驱动拖板由所述测量驱动电机驱动丝杠而带动、沿所述测量气浮导轨运动;
所述尾架由所述夹持驱动电机驱动丝杠而带动、沿所述夹持气浮导轨运动;
所述头架正对所述尾架并具有夹持回转机构,用于配合所述尾架夹紧用于测量的轴类零件并使零件可绕自身轴线转动;
所述Z轴气浮拖板连于所述Z轴驱动拖板并随之运动,所述X轴测量部件连接于所述Z轴气浮拖板并由直线电机驱动,其测量头的运动方向垂直于所述轴类零件的转轴,用于测量所述轴类零件的径向尺寸。
2.根据权利要求1所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述Z轴驱动拖板通过柔性连接件连接并带动所述Z轴气浮拖板。
3.根据权利要求2所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述柔性连接件包括正交的纵横至少各一条缓冲切槽。
4.根据权利要求3所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述缓冲切槽由线切割完成。
5.根据权利要求4所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述缓冲切槽为十行十列交错分布。
6.根据权利要求2-5任一项所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述柔性连接件的材料为40Cr。
7.根据权利要求1-5任一项所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述床身和所述基座之间还垫有调平垫铁,该调平垫铁用于调平所述床身。
8.根据权利要求7所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述头架还包括头架转台,该头架转台的顶部固定有所述夹持回转机构、底部固定有调心调平机构。
9.根据权利要求1所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述X轴测量部件包括光栅尺,其对称安装于所述测量头两侧每侧各一。
10.根据权利要求1所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述夹持回转机构为双气缸浮动的自平衡夹持回转平台。
11.根据权利要求1-5任一项或权利要求9或权利要求10所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,还包括配重机构,所述配重机构位于所述轴类零件轮廓测量仪的顶部并包括第一钢丝绳、第一导向滑轮和第一配重,所述第一钢丝绳通过第一导向滑轮转向,两端分别连接第一配重和所述Z轴驱动拖板。
12.根据权利要求11所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述第一配重的质量与所述测量机构的质量相平衡。
13.根据权利要求12所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述第一配重包括第一配重框和第一配重块。
14.根据权利要求13所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述配重机构还包括第二钢丝绳、第二导向滑轮和第二配重,所述第二钢丝绳通过第二导向滑轮转向,两端分别连接第二配重和所述尾架。
15.根据权利要求14所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述第二配重的质量与所述头架的质量相平衡。
16.根据权利要求15所述的轴类零件轮廓测量仪,其特征在于,所述第二配重包括第二配重框和第二配重块。
17.根据权利要求1-16任一项所述的轴类零件轮廓测量仪的应用,其特征在于,包括:
通过机械手将待测量工件放置于所述尾架和所述头架之间;
控制所述夹持驱动电机,驱动所述尾架向着所述头架运动至其顶尖顶紧所述待测量工件;
发送控制指令,控制所述夹持回转机构,夹紧所述待测量工件;
发送控制指令,控制所述夹持回转机构,驱动所述待测量工件绕其轴线旋转;
发送控制指令,控制所述测量驱动电机,驱动所述Z轴驱动拖板、从而驱动所述测量机构运动,使得所述X轴测量部件运动至与所述待测量工件轴向待测位置平齐;
发送控制指令,控制所述直线电机,驱动所述X轴测量部件向着所述待测量工件的轴线运动,直至所述测量头接触所述待测量部件;
读取所述测量头的位置,从而获取所述待测量部件的径向尺寸。
18.根据权利要求17所述的轴类零件轮廓测量仪的应用,其特征在于,在所述通过机械手将待测量工件放置于所述尾架和所述头架之间之前,还包括:发送控制指令,驱动所述直线电机,驱动所述X轴测量部件运动至其行程距离所述头架和所述尾架连线的最远端。
19.根据权利要求17或18所述的轴类零件轮廓测量仪的应用,其特征在于,所述X轴测量部件采用了光栅尺位移传感器,所述读取所述测量头的位置,从而获取所述待测量部件的径向尺寸是通过从所述光栅尺位移传感器读取的。
CN201610125492.6A 2016-03-04 2016-03-04 轴类零件轮廓测量仪及其应用 Active CN107150261B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610125492.6A CN107150261B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 轴类零件轮廓测量仪及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610125492.6A CN107150261B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 轴类零件轮廓测量仪及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107150261A CN107150261A (zh) 2017-09-12
CN107150261B true CN107150261B (zh) 2019-05-24

Family

ID=59791952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610125492.6A Active CN107150261B (zh) 2016-03-04 2016-03-04 轴类零件轮廓测量仪及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107150261B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109719571A (zh) * 2019-03-07 2019-05-07 广东工业大学 一种辊筒模具微结构在位检测设备
CN112344897B (zh) * 2019-09-20 2022-04-08 南京坤航信息科技有限公司 基于轴类工件测量机器人的测量方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985493A2 (de) * 1998-09-08 2000-03-15 Walter AG Werkzeugmaschine mit automatischer Prozesssteuerung/Überwachung
CN104215205A (zh) * 2014-09-17 2014-12-17 西安工业大学 用于曲轴测量的测头装置
CN105241376A (zh) * 2015-09-09 2016-01-13 西安工业大学 曲轴测量随动装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3601780B2 (ja) * 2000-10-03 2004-12-15 日立金属株式会社 磁気ディスク用グライドヘッド

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985493A2 (de) * 1998-09-08 2000-03-15 Walter AG Werkzeugmaschine mit automatischer Prozesssteuerung/Überwachung
CN104215205A (zh) * 2014-09-17 2014-12-17 西安工业大学 用于曲轴测量的测头装置
CN105241376A (zh) * 2015-09-09 2016-01-13 西安工业大学 曲轴测量随动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107150261A (zh) 2017-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105865340B (zh) 滚动直线导轨精度自动测量装置及方法
CN204788229U (zh) 圆跳动检测装置
CN101907441B (zh) 滚珠丝杠的激光螺距测量仪及其测量方法
CN103075991B (zh) 特大型齿轮的测量装置及其测量方法
CN110470467A (zh) 能测试多种尺寸型号的行星滚柱丝杠精度试验装置及方法
CN107150261B (zh) 轴类零件轮廓测量仪及其应用
CN105865714A (zh) 一种基于光栅尺反馈信号的转子不平衡测量装置
CN110160453A (zh) 一种轴承内外圈沟道测量机及其测量方法
CN105091799A (zh) 一种电机端盖的同轴度测量系统
CN108955593A (zh) 轴承内外圈尺寸自动检测装置
CN102636137B (zh) 关节臂式坐标测量机中revo测头位置姿态标定方法
CN105865374A (zh) 一种圆柱形滚子曲率半径的测量方法
CN104515493A (zh) 一种自动化径向跳动测量装置
CN102353539A (zh) 精密传动链光电测量机
CN208606719U (zh) 一种盘类零件柔性化在线检测装置
CN207423137U (zh) 一种凸轮测量装置
CN108421852A (zh) 用于轴类工件的全自动校直装置
CN102645297B (zh) 锭子动态虚拟功率测试仪
CN102944208B (zh) 基于包络轮廓的螺纹综合作用边界测量的测头机构
CN205520741U (zh) 一种用于测量机床主轴径向跳动的支架
CN201832866U (zh) 自动测量及矫正装置
CN209069222U (zh) 基于激光三维轮廓测量仪的平整度轮廓度检测装置
CN208680246U (zh) 一种用于轴类工件的全自动校直装置
CN208860290U (zh) 出力转塔滚子轴承安装面平面度与安装孔垂直度检测装置
CN111854671A (zh) 一种薄壁长筒内部轴心直线度测量装置及其测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant