CN107511810A - 提高划线质量的单臂划线仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了提高划线质量的单臂划线仪，包括划线仪本体，所述划线仪本体包括依次连接的水平臂、划线针和控制器，在水平臂和划线针之间设置有轴线与划线针轴线重合的安装筒，所述安装筒的封闭端与水平臂连接，在安装筒的中心孔孔底上设置有压力传感器，在安装筒的中心孔中设置有移动轴，移动轴的一端通过弹簧与压力传感器连接，移动轴的另一端与划线针连接；所述弹簧为圆柱螺旋弹簧。所述控制器分别与压力传感器以及划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机连接通过上述装置控制划线针的升降，使之能匹配划线面凹凸不平的工件，使划线针无论位于凹面还是凸面都能画出均匀的线条，提高划线质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种划线仪，具体涉及提高划线质量的单臂划线仪。
背景技术
划线仪是广泛运用于机械加工领域的一种装置，其主要作用是在工件上划线，为工件的加工提供参照。单臂测量划线仪主要由三坐标测量划线主机、划线工作台、划线部件、数显仪、精密电子测头系统、Y轴量程加长系统以及图形处理图软件等几部分组成。划线部件包括划线座和划线针，划线座安装在Y轴水平臂上。
划线仪是一种集光和机电于一体的高效过功能划线装置，它能快速、有效地完成对复杂零部件及模型件的三维划线。单臂测量划线仪的精度和调校与待划线产品的生产质量有密切关系，高精度的单臂测量划线仪是制造高质量产品的重要保障.
为了提高加工精度，降低废品率，在加工毛坯件时，需要对毛坯件进行划线。为了提高划线效率和精度，通常采用划线仪进行划线。但是现有的划线仪中，无法做到对划线装置进行轴向的补偿力，划线针对工件表面的压力不恒定，致使划线针在工件表面划出深度不一的线。例如，被划线零件表面不平整时，划线针会在途经凸起区域时的划线更加深，途经凹槽区域时，会导致凹槽内所划线细浅，甚至出现没划上线的情况。同时，由于划线针一直处于垂直于工作平台的位置，当划线针在工件的弧面上进行划线时，不仅其对工件弧面上的压力过小，导致划线不清晰、不均匀，还容易时划线针单侧磨损，降低划线质量。
发明内容
本发明目的在于提供提高划线质量的单臂划线仪，解决现有的划线仪中，划线针画出的线不均匀的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
提高划线质量的单臂划线仪，包括划线仪本体，所述划线仪本体包括依次连接的水平臂、划线针和控制器，在水平臂和划线针之间设置有轴线与划线针轴线重合的安装筒，所述安装筒的封闭端与水平臂连接，在安装筒的中心孔孔底上设置有压力传感器，在安装筒的中心孔中设置有移动轴，所述移动轴的轴线与安装筒的轴线重合，移动轴的一端通过弹簧与压力传感器连接，移动轴的另一端与划线针连接，所述划线针的划线端位于安装筒中心孔的外侧；所述弹簧为圆柱螺旋弹簧。
所述控制器分别与压力传感器以及划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机连接；所述压力传感器感应来自于弹簧的压力，并将此压力信息发送给控制器，控制器接收来自压力传感器的压力信息，并控制划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机的输出功率。控制器采用单片机，其型号优选AT89C51，压力传感器的型号优选EVT-10G。
将待划线的工件放置在工作台上，然后启动划线仪本体进行工件划线作业。随着划线针进行划线作业，压力传感器通过弹簧感应划线针所受到的轴向压力；当划线针移动到工件凹面上时，划线针受到的轴向压力减小，进而使弹簧受到的轴向压力减小，压力传感器感应到的压力信息变小，控制器接收到来自于压力传感器变小的压力信息，并驱动划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机运转，使水平臂下降，直至划线针能顺利进行划线；当划线针移动到工件凸面上时，划线针受到的轴向压力变大，进而使弹簧受到的轴向压力变大，压力传感器感应到的压力信息变大，控制器接收到来自于压力传感器变大的压力信息，并驱动划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机运转，使水平臂上升，直至划线针能顺利进行划线。
通过上述装置控制划线针的升降，使之能匹配划线面凹凸不平的工件，使划线针无论位于凹面还是凸面都能画出均匀的线条，提高划线质量。
进一步地，还包括转轴和超声波距离探测仪，在安装筒的封闭端设置有支耳，所述转轴贯穿支耳后与水平臂转动连接，电机驱动转轴转动，并带动安装筒转动；
所述超声波距离传感器的超声波探头设置在安装筒上靠近划线针的端面上，且超声波探头有两个，并均沿划线针的轴线轴对称地设置在安装筒的端面上，且超声波探头之间的连线垂直于转轴的轴线；
所述超声波距离传感器以及驱动转轴转动的电机均与控制器连接，超声波距离传感器探测其距离划线工件表面的距离，并将此距离信号发送给控制器，控制器接收来自于超声波传感器的信息，并控制驱动转轴的电机的输出功率。
超声波距离传感器是利用超声波的特性研制而成的距离传感器，超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。超声波距离传感器型号优选M243485。
当划线针为与弧面上时，由于划线针垂直于工作台，超声距离波传感器的两个超声波探头所感应到的距离不相同，控制器根据超声波距离传感器传递来的信息，驱动转轴转动，直至超声波探头传递来的距离信息一致或者相近，以使划线针能垂直于弧面上的划线点，不仅避免了划线针在弧面上划线不均匀的情况出现，还避免了划线针单侧磨损的情况出现，提高了划线质量和划线针的使用寿命。
进一步地，在安装筒中心孔的内壁上设置有导向槽，所述导向槽的延伸轴线平行于安装筒的轴线，在移动轴的侧壁上设置有导向块，所述导向块位于导向槽中，并能沿着导向槽的延伸轴线移动。
所述导向槽的开口尺寸小于槽底尺寸，且导向块的横截面尺寸与导向槽的横截面尺寸一致。
所述导向槽和导向块均有两个，且导向槽分别各与一个导向块配合。
上述中压力传感器、控制器和超声波距离传感器均为现有技术，都可以在市场上购买到。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明提高划线质量的单臂划线仪，随着划线针进行划线作业，压力传感器通过弹簧感应划线针所受到的轴向压力；当划线针移动到工件凹面上时，划线针受到的轴向压力减小，进而使弹簧受到的轴向压力减小，压力传感器感应到的压力信息变小，控制器接收到来自于压力传感器变小的压力信息，并驱动划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机运转，使水平臂下降，直至划线针能顺利进行划线；当划线针移动到工件凸面上时，划线针受到的轴向压力变大，进而使弹簧受到的轴向压力变大，压力传感器感应到的压力信息变大，控制器接收到来自于压力传感器变大的压力信息，并驱动划线仪本体中驱动水平臂上下移动的电机运转，使水平臂上升，直至划线针能顺利进行划线；通过上述装置控制划线针的升降，使之能匹配划线面凹凸不平的工件，使划线针无论位于凹面还是凸面都能画出均匀的线条，提高划线质量；
2、本发明提高划线质量的单臂划线仪，当划线针为与弧面上时，由于划线针垂直于工作台，超声距离波传感器的两个超声波探头所感应到的距离不相同，控制器根据超声波距离传感器传递来的信息，驱动转轴转动，直至超声波探头传递来的距离信息一致或者相近，以使划线针能垂直于弧面上的划线点，不仅避免了划线针在弧面上划线不均匀的情况出现，还避免了划线针单侧磨损的情况出现，提高了划线质量和划线针的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-水平臂，2-划线针，3-安装筒，4-压力传感器，5-移动轴，6-弹簧，7-转轴，8-支耳，9-超声波探头，10-导向槽，11-导向块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明提高划线质量的单臂划线仪，包括划线仪本体，所述划线仪本体包括依次连接的水平臂1、划线针2和控制器，在水平臂1和划线针2之间设置有轴线与划线针2轴线重合的安装筒3，所述安装筒3的封闭端与水平臂1连接，在安装筒3的中心孔孔底上设置有压力传感器4，在安装筒3的中心孔中设置有移动轴5，所述移动轴5的轴线与安装筒3的轴线重合，移动轴5的一端通过弹簧6与压力传感器4连接，移动轴5的另一端与划线针2连接，所述划线针2的划线端位于安装筒3中心孔的外侧；所述弹簧6为圆柱螺旋弹簧。
所述控制器分别与压力传感器4以及划线仪本体中驱动水平臂1上下移动的电机连接；所述压力传感器4感应来自于弹簧6的压力，并将此压力信息发送给控制器，控制器接收来自压力传感器4的压力信息，并控制划线仪本体中驱动水平臂1上下移动的电机的输出功率。控制器采用单片机，其型号优选AT89C51，压力传感器的型号优选EVT-10G。
将待划线的工件放置在工作台上，然后启动划线仪本体进行工件划线作业。随着划线针2进行划线作业，压力传感器4通过弹簧6感应划线针2所受到的轴向压力；当划线针2移动到工件凹面上时，划线针2受到的轴向压力减小，进而使弹簧6受到的轴向压力减小，压力传感器4感应到的压力信息变小，控制器接收到来自于压力传感器4变小的压力信息，并驱动划线仪本体中驱动水平臂1上下移动的电机运转，使水平臂1下降，直至划线针2能顺利进行划线；当划线针2移动到工件凸面上时，划线针2受到的轴向压力变大，进而使弹簧6受到的轴向压力变大，压力传感器4感应到的压力信息变大，控制器接收到来自于压力传感器4变大的压力信息，并驱动划线仪本体中驱动水平臂1上下移动的电机运转，使水平臂1上升，直至划线针2能顺利进行划线。
通过上述装置控制划线针的升降，使之能匹配划线面凹凸不平的工件，使划线针无论位于凹面还是凸面都能画出均匀的线条，提高划线质量。
实施例2
本发明是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。
如图1所示，本发明提高划线质量的单臂划线仪，还包括转轴7和超声波距离探测仪，在安装筒3的封闭端设置有支耳8，所述转轴7贯穿支耳8后与水平臂1转动连接，电机驱动转轴7转动，并带动安装筒3转动；
所述超声波距离传感器的超声波探头9设置在安装筒3上靠近划线针2的端面上，且超声波探头9有两个，并均沿划线针2的轴线轴对称地设置在安装筒3的端面上，且超声波探头9之间的连线垂直于转轴7的轴线；
所述超声波距离传感器以及驱动转轴7转动的电机均与控制器连接，超声波距离传感器探测其距离划线工件表面的距离，并将此距离信号发送给控制器，控制器接收来自于超声波传感器的信息，并控制驱动转轴7的电机的输出功率。
超声波距离传感器是利用超声波的特性研制而成的距离传感器，超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。超声波距离传感器型号优选M243485。
当划线针2为与弧面上时，由于划线针2垂直于工作台，超声距离波传感器的两个超声波探头9所感应到的距离不相同，控制器根据超声波距离传感器传递来的信息，驱动转轴7转动，直至超声波探头9传递来的距离信息一致或者相近，以使划线针1能垂直于弧面上的划线点，不仅避免了划线针在弧面上划线不均匀的情况出现，还避免了划线针2单侧磨损的情况出现，提高了划线质量和划线针2的使用寿命。
例如，图示中，左侧超声波探头9感应到的距离大于右侧的超声波探头9感应到的距离时，即探针左侧为工件弧形面的低端，右侧为弧形面的高端，然后控制器驱动转轴7的电机转动，使转轴7逆时针转动，直至超声波探头9传递来的距离信息一致或者相近，以使划线针2垂直于弧面上的划线点。
实施例3
本发明是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。
如图1所示，本发明提高划线质量的单臂划线仪，在安装筒3中心孔的内壁上设置有导向槽10，所述导向槽10的延伸轴线平行于安装筒3的轴线，在移动轴5的侧壁上设置有导向块11，所述导向块11位于导向槽10中，并能沿着导向槽10的延伸轴线移动。
所述导向槽10的开口尺寸小于槽底尺寸，且导向块11的横截面尺寸与导向槽10的横截面尺寸一致。
所述导向槽10和导向块11均有两个，且导向槽10分别各与一个导向块11配合。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.提高划线质量的单臂划线仪，包括划线仪本体，所述划线仪本体包括依次连接的水平臂(1)和划线针(2)，其特征在于：还包括控制器，在水平臂(1)和划线针(2)之间设置有轴线与划线针(2)轴线重合的安装筒(3)，所述安装筒(3)的封闭端与水平臂(1)连接，在安装筒(3)的中心孔孔底上设置有压力传感器(4)，在安装筒(3)的中心孔中设置有移动轴(5)，所述移动轴(5)的轴线与安装筒(3)的轴线重合，移动轴(5)的一端通过弹簧(6)与压力传感器(4)连接，移动轴(5)的另一端与划线针(2)连接，所述划线针(2)的划线端位于安装筒(3)中心孔的外侧；
所述控制器分别与压力传感器(4)以及划线仪本体中驱动水平臂(1)上下移动的电机连接；所述压力传感器(4)感应来自于弹簧(6)的压力，并将此压力信息发送给控制器，控制器接收来自压力传感器(4)的压力信息，并控制划线仪本体中驱动水平臂(1)上下移动的电机的输出功率。
2.根据权利要求1所述的提高划线质量的单臂划线仪，其特征在于：还包括转轴(7)和超声波距离探测仪，在安装筒(3)的封闭端设置有支耳(8)，所述转轴(7)贯穿支耳(8)后与水平臂(1)转动连接，电机驱动转轴(7)转动，并带动安装筒(3)转动；
所述超声波距离传感器的超声波探头(9)设置在安装筒(3)上靠近划线针(2)的端面上，且超声波探头(9)有两个，并均沿划线针(2)的轴线轴对称地设置在安装筒(3)的端面上，且超声波探头(9)之间的连线垂直于转轴(7)的轴线；
所述超声波距离传感器以及驱动转轴(7)转动的电机均与控制器连接，超声波距离传感器探测其距离划线工件表面的距离，并将此距离信号发送给控制器，控制器接收来自于超声波传感器的信息，并控制驱动转轴(7)的电机的输出功率。
3.根据权利要求1所述的提高划线质量的单臂划线仪，其特征在于：在安装筒(3)中心孔的内壁上设置有导向槽(10)，所述导向槽(10)的延伸轴线平行于安装筒(3)的轴线，在移动轴(5)的侧壁上设置有导向块(11)，所述导向块(11)位于导向槽(10)中，并能沿着导向槽(10)的延伸轴线移动。
4.根据权利要求3所述的提高划线质量的单臂划线仪，其特征在于：所述导向槽(10)的开口尺寸小于槽底尺寸，且导向块(11)的横截面尺寸与导向槽(10)的横截面尺寸一致。
5.根据权利要求3所述的提高划线质量的单臂划线仪，其特征在于：所述导向槽(10)和导向块(11)均有两个，且导向槽(10)分别各与一个导向块(11)配合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的提高划线质量的单臂划线仪，其特征在于：所述弹簧(6)为圆柱螺旋弹簧。
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