CN109631804A - 一种导轨拼接误差测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导轨拼接误差测量装置，包括气浮托板、测量装置、按压机构，所述气浮托板的顶部和位于顶部的相邻的一个侧面分别设置有测量装置；所述测量装置包括杠杆、共面度传感器，所述杠杆的支点安装在气浮托板的侧壁上，所述杠杆的悬臂端设置有共面度传感器，且杠杆的另一端设置有按压机构；所述测量装置包括平行设置的两个杠杆；本发明具有可连续测量、测量便捷高效、操作简单、可测量多根导轨的共面度、可同时测量相邻导轨的顶面和侧面的共面度、可实时监测共面度误差的有益效果。

Description

一种导轨拼接误差测量装置

技术领域

本发明属于导轨拼接检测技术领域，具体涉及一种导轨拼接误差检测装置。

背景技术

目前，在大多数的测量、加工领域，对导轨的需求与应用越来越多，特别是对长度较长的长导轨的秀与应用也与日俱增。但是要保证长导轨的整体直线度及导轨平面的水平度的加工难度较高，同时考虑到成本及储存等因素，目前对于长度大于十米的导轨，一般是采用若干根短导轨依次拼接而成。由于短导轨在拼接时会出现拼接误差，导致短导轨的拼接处出现共面误差，进而影响到整个长导轨的直线度和平面水平度。因此，准确检测并修正短导轨的拼接处的共面误差是保证整个长导轨的直线度和平面水平的重要因素。传统的短导轨拼接误差的检测方式为首先将水平仪安装在第一根短导轨上进行测量并将第一根导轨调平，然后再将水平仪安装在第二根短导轨上进行测量并将第二根导轨调平，之后将指示表安装在高度尺上，测量两根短导轨拼接处的共面误差，并根据测量的共面误差调整第二根短导轨，将拼接处调节至共面后再次检查水平仪直至短导轨的水平度和拼接处的共面度均达标，然后重复上述步骤继续拼接后续导轨。传统的短导轨拼接误差的检测过程是反复迭代测量的过程，测量过程繁琐复杂、操作不便，同时只能测量两根短导轨拼接处的顶面共面误差，不能检测侧面共面误差，也不能进行多位置便捷测量。因此，针对传统的短导轨拼接共面误差检测中存在的不足，本发明公开了一种导轨拼接误差检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导轨拼接误差检测装置，实现同时测量短导轨的拼接处的顶面及侧面共面误差、便捷进行多位置共面度检测的功能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种导轨拼接误差检测装置，包括气浮托板、测量装置、按压机构，所述气浮托板的顶部和位于顶部的相邻的一个侧面分别设置有测量装置；所述测量装置包括杠杆、共面度传感器，所述杠杆的支点安装在气浮托板的侧壁上，所述杠杆的悬臂端设置有共面度传感器，且杠杆的另一端设置有按压机构；所述测量装置包括平行设置的两个杠杆。

工作原理及使用方法：

首先将整个装置安装在第一根短导轨的外侧，此时操作按压机构，使按压机构压迫杠杆的按压端，此时杠杆的悬臂端翘起，带动共面度传感器翘起，使共面度传感器的测量端不再接触导轨的导轨面，避免在移动气浮托板时造成共面度传感器的测量端与导轨面之间的摩擦，此时可移动气浮托板，将整个装置移动至需要进行共面测量的区域，然后操作按压机构，使按压机构不再压迫杠杆的按压端，此时杠杆的悬臂端落下，气浮托板的顶部的共面度传感器的测量端与导轨的顶面接触，气浮托板的侧面的共面度传感器的测量端与导轨的侧面接触，此时共面度传感器将测量的数值在显示器上进行显示，并通过显示的数值进行共面度判断，判断方法如下：

若气浮托板的顶部的两个共面度传感器的数值均等于零，则说明两根导轨的顶面共面；若气浮托板的侧面的两个共面度传感器的数值均等于零，则说明两根导轨的侧面共面。

若气浮托板的顶部的两个共面度传感器的数值相等但不等于零，则说明两根导轨的顶面平行但不共面，即两根导轨的顶面之间存在竖直高度差，此时需要调整两个导轨在竖直方向的高度，直到调整至两个共面度传感器的检测数值均等于零，此时两根导轨的顶面共面；若气浮托板的侧面的两个共面度传感器的数值相等但不等于零，则说明两根导轨的侧面平行但不共面，即两根导轨的侧面之间存在垂直于侧面方向的高度差，此时需要调整两根导轨在垂直于侧面方向的高度，直到调整至两个共面度传感器的检测数值均等于零，此时两根导轨的侧面共面。

若气浮托板的顶部的两个共面度传感器的数值不相等也不等于零，则说明两根导轨的顶面既不平行也不共面，即两根导轨的顶面之间不仅存在竖直高度差，也存在相对扭转，此时需要调整两个导轨在竖直方向的高度，同时扭转调整两根导轨，直到调整至两个共面度传感器的检测数值均等于零，此时两根导轨的顶面共面；若气浮托板的侧面的两个共面度传感器的数值不相等也不等于零，则说明两根导轨的侧面既不平行也不共面，即两根导轨的侧面之间不仅存在垂直于侧面方向的高度差，也存在相对扭转，此时需要调整两根导轨在垂直于侧面方向的高度，同时扭转调整两根导轨，直到调整至两个共面度传感器的检测数值均等于零，此时两根导轨的侧面共面。

通过本装置，可同时测量若干导轨之间的顶面和侧面的共面度误差，同时可便捷进行任意位置的测量，相比于传统的测量方式更加简便高效，同时在进行导轨位置调节时实时显示共面度误差，便于工作人员迅速且直观地判断共面度偏差是否消除。

为了更好的实现本发明，进一步地，还包括测量弹簧，所述杠杆与气浮托板的侧壁之间设置有测量弹簧。

在杠杆与气浮托板的侧面之间设置测量弹簧，在杠杆落下时，测量弹簧处于轻微拉伸的状态，此时测量弹簧将杠杆拉紧，保证杠杆的悬臂端的共面度传感器的测量端与导轨面紧密接触，且保证每次杠杆落下测量时，共面度传感器的测量相同，保证共面度传感器的测量重复性。

为了更好的实现本发明，进一步地，还包括定位螺钉，所述杠杆位于支点的靠近共面度传感器的一侧设置有定位螺钉。

将整个装置安装于第一根导轨上时，需要对共面度传感器的测量数值进行调零，使共面度传感器的测量端位于初始位置，并且保证进行后续的导轨的测量时，共面度传感器的测量端也是处于初始位置，但是在操作按压机构翘起或放下杠杆时，可能会造成共面度传感器的测量端的初始位置改变，造成测量误差，为了避免这种状况，因此在杠杆上贯穿安装有定位螺钉，定位螺钉的一端与气浮托板的外侧平面接触，通过转动定位螺钉，即可微调杠杆翘起或落下的位置，即调节共面度传感器的测量端与导轨面之间的初始位置，当初始位置调节达标后，不再调节定位螺钉，并通过定位螺钉确保电感传感器在抬起、放下过程中定位准确。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述按压机构包括安装座、凸轮、转轴、驱动装置，所述安装座安装在气浮托板上，且安装座位于杠杆的另一端位的上方，所述转轴转动设置在安装座上，所述转轴上设置有凸轮，且凸轮位于杠杆的另一端的上方；所述驱动装置驱动转轴转动。

气浮托板的顶面和侧面上分别对应杠杆的按压端设置有安装座，位于同一平面内的两个安装座之间贯穿安装有转轴，转轴上套装有凸轮，且凸轮的轮缘与杠杆的按压端接触。通过驱动装置转动转轴，即可实现带动凸轮的轮缘将杠杆的按压端下压或放松的功能，进而实现带动杠杆的悬臂端的翘起与下落的功能。同时，通过一根转轴同步控制两个凸轮的转动，使凸轮的轮缘作用于杠杆的按压端具备一致性。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述驱动装置为驱动电机或者为手柄。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述杠杆的悬臂端设置有装夹部，所述装夹部处装夹有共面度传感器。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述装夹部包括贯通的装夹孔，所述装夹孔设置于杠杆的悬臂端，所述装夹孔中安装有共面度传感器。

共面度传感器插装于装夹孔内，且在装架孔处设置有紧固螺钉，通过将紧固螺钉拧紧，使装架孔向内收缩将共面度传感器夹紧，实现稳固装夹共面度传感器的功能，需要取下共面度传感器时，只需将紧固螺钉松开，即可拆卸共面度传感器或调节共面度传感器的位置。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述共面度传感器为电感传感器或光栅传感器。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过在气浮托板的顶面的两端设置两组杠杆，并在杠杆的按压端设置按压机构，按压机构的按压部与杠杆的按压端接触，在杠杆的悬臂端安装有共面度传感器，在移动气浮托板时，通过按压机构的按压部压下杠杆的按压端，使杠杆的悬臂端翘起，避免共面度传感器磨损；在气浮托板定点测量时，取消按压机构的按压部对杠杆的按压端的下压，使杠杆的悬臂端下落，共面度传感器的测量端与导轨顶面接触进行平面度测量，通过移动气浮托板，使共面度传感器对若干导轨的顶面平面度进行测量，并通过测量的顶面平面度判断相邻的导轨的顶面是否共面并进行实时调整；本发明具有可连续测量、测量便捷高效、操作简单、可测量多根导轨的共面度的有益效果；

（2）本发明通过在气浮托板的侧面的两端设置两组杠杆，并在杠杆的按压端设置按压机构，按压机构的按压部与杠杆的按压端接触，在杠杆的悬臂端安装有共面度传感器，在移动气浮托板时，通过按压机构的按压部压下杠杆的按压端，使杠杆的悬臂端翘起，避免共面度传感器磨损；在气浮托板定点测量时，取消按压机构的按压部对杠杆的按压端的下压，使杠杆的悬臂端下落，共面度传感器的测量端与导轨侧面接触进行平面度测量，通过移动气浮托板，使共面度传感器对若干导轨的侧面平面度进行测量，并通过测量的侧面平面度判断相邻的导轨的侧面是否共面并进行实时调整，本发明具有可同时测量相邻导轨的顶面和侧面的共面度、实时显示共面度误差调整结果的有益效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为定位螺钉的安装示意图；

图3为测量弹簧的安装示意图；

图4为装夹部的结构示意图；

图5为按压机构的结构示意图。

其中：1-气浮托板；2-测量装置；3-按压机构；21-杠杆；22-共面度传感器；31-安装座；32-凸轮；33-转轴；34-驱动装置；01-测量弹簧；02-定位螺钉；03-装夹部；031-装夹孔。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种导轨拼接误差测量装置，如图1所示，包括气浮托板1、测量装置2、按压机构3，所述气浮托板1的顶部和位于顶部的相邻的一个侧面分别设置有测量装置2；所述测量装置2包括杠杆21、共面度传感器22，所述杠杆21的支点安装在气浮托板1的侧壁上，所述杠杆21的悬臂端设置有共面度传感器22，且杠杆21的另一端设置有按压机构3；所述测量装置2包括平行设置的两个杠杆21。

气浮托板1呈导U形且滑动安装于导轨的外侧，气浮托板1的顶面和导轨的顶面平行，气浮托板1的侧面和导轨的侧面平行，气浮托板1与导轨面之间的气浮间隙在5μm-10μm之间，使用气浮托板1作为承载和移动部件，可以保证整个装置在导轨上进行滑动时几乎处于无摩擦状态，使滑动过程更平稳。将气浮托板1滑动至测量位置后，关闭气源，即可实现气浮托板1与导轨面的紧密接触。在气浮托板1滑动过程中，按压机构3始终处于将杠杆21的按压端下压的状态，即杠杆21的悬臂端在滑动过程中始终处于翘起的状态，此过程中共面度传感器22的测量端并未与导轨面接触，有效避免共面度传感器22的测量端的磨损，延长共面度传感器22的使用时间。

当气浮托板1滑动至测量位置固定后，此时操作按压机构3的按压部将杠杆21的按压端松开，此时杠杆21的悬臂端落下，带动共面度传感器22的测量端与导轨面进行接触。此时共面度传感器22会测量导轨面的平面度并进行显示，如果显示的数值为零则不需要调节共面度传感器22的测量端与导轨面的间距，若显示数值不为零，则需要微调共面度传感器22的测量端与导轨面之间的距离，使显示数值归零，此时共面度传感器22处于初始状态。共面度传感器22调零后，将杠杆21的悬臂端翘起，并通过气浮托板1带动整个装置滑动至下一根导轨的测量处，将杠杆21的悬臂端落下，进行下一根导轨的平面度测量，并通过对比两次的测量结果判断相邻的导轨面是否共面，判断依据如下：

若顶面的两个共面度传感器22的两次的测量数值相等且均等于零，则表明两根导轨的顶面平行且共面，不需要调节导轨的位置；若侧面的两个共面度传感器22的两次的测量数值相等且均等于零，则表明两根导轨的侧面平行且共面，不需要调节导轨的位置。

若顶面的两个共面度传感器22的两次的测量数值相等但不等于零，则表明两根导轨的顶面平行但不共面，此时需要调节导轨竖直方向的位置，直到顶面的两个共面度传感器22的测量数值相等且均等于零；若侧面的两个共面度传感器22的两次的测量数值相等但不等于零，则表明两根导轨的侧面平行但不共面，此时需要在垂直于侧面的方向调节导轨的位置，直到侧面的两个共面度传感器22的测量数值相等且均等于零。

若顶面的两个共面度传感器22的两次的测量数值不相等也不等于零，则表明两根导轨的顶面既不平行也不共面，即两根导轨的顶面之间不仅存在竖直高度差还存在扭转，此时需要同时调节导轨竖直方向的位置和扭转位置，直到顶面的两个共面度传感器22的测量数值相等且均等于零；若侧面的两个共面度传感器22的两次的测量数值不相等也不等于零，则表明两根导轨的侧面既不平行也不共面，即两根导轨的侧面之间不仅存在侧面高度差还存在扭转，此时需要同时调节导轨在垂直于侧面方向的位置和扭转位置，直到侧面的两个共面度传感器22的测量数值相等且均等于零。

相邻的导轨的共面度检测调节完成后，将整个装置滑动至后续导轨处，重复上述步骤即可进行若干导轨的连续共面度测量及调节，同时在调节共面度误差时，能通过共面度传感器22进行实时判断误差消除情况，避免了传统共面度检测调节中反复安装测量装置的过程，更加便捷高效、节省人力。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示，还包括定位螺钉02，所述杠杆21位于支点的靠近共面度传感器22的一侧设置有定位螺钉02。

共面度传感器22的初始位置调节完成后，即杠杆21的初始位置固定后，在后续的测量过程中，应保持杠杆21的初始位置不变。但是在气浮托板1滑动的过程和杠杆21的频繁翘起和落下过程中，可能会出现杠杆21的初始位置变化的情况，此时又需要重新进行初始位置调节。为了避免上述情况出现，有效保持杠杆21的初始位置，因此在杠杆21上贯穿安装有定位螺钉02，在最初就通过转动定位螺钉02调节杠杆21的初始位置，然后保持定位螺钉02的一端与气浮托板1的外表面接触，通过定位螺钉02的端面与气浮托板1的外表面之间相对位置的固定将杠杆21的初始状态锁定，保证杠杆21的初始位置不变，进而保证共面度传感器22的初始位置不变，有效保证后续测量准确度。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图3所示，还包括测量弹簧01，所述杠杆21与气浮托板1的侧壁之间设置有测量弹簧01。

在进行导轨面的平面度测量时，共面度传感器22的测量端应当与导轨面紧密接触，因此在杠杆21与导轨面之间设置有测量弹簧01，在杠杆21落下时，测量弹簧01处于微拉伸的状态，即测量弹簧01将杠杆21拉紧，使共面度传感器22的测量端与导轨面紧密接触，同时保证共面度传感器22的测量重复性。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，所述杠杆21的悬臂端设置有装夹部03，所述装夹部03处装夹有共面度传感器22。

所述装夹部03可为气动夹头、机械夹头、小型液压夹头中的任意一种，通过装夹部03快捷装夹共面度感器22，使共面度传感器22的拆装及位置调节更加方便。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图4所示，所述装夹部03包括贯通的装夹孔031，所述装夹孔031设置于杠杆21的悬臂端，所述装夹孔031中安装有共面度传感器22。

在装夹孔031处开设有通槽，在通槽处贯穿安装有紧固螺钉，径共面度传感器22装入装夹孔031的内部之后，通过拧紧紧固螺钉将通槽的两侧拉紧，进而使装夹孔031收缩将共面度传感器22夹紧；需要拆卸共面度传感器22时，只需要将紧固螺钉松开，即可将共面度传感器22从装夹孔031中取出。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，如图5所示，所述按压机构3包括安装座31、凸轮32、转轴33、驱动装置34，所述安装座31安装在气浮托板1上，且安装座31位于杠杆21的另一端位的上方，所述转轴33转动设置在安装座31上，所述转轴33上设置有凸轮32，且凸轮32位于杠杆21的另一端的上方；所述驱动装置34驱动转轴33转动。

所述安装座31由一块底板和两块平行对齐设置在底板上的立板组成，所述立板上设置有安装孔，安装孔中安装有轴承，轴承的内圈中转动安装有转轴33，转轴33上位于两块立板之间的位置套装有凸轮32，且转轴33的一端安装有用于驱动转轴33转动的驱动装置34。凸轮32的轮缘的下部与杠杆21的按压端贴合，当凸轮32在转轴的带动下进行转动时，凸轮32的轮缘会处于压迫或不要杠杆21的按压端的位置。将凸轮32的凸起轮缘和圆周轮缘相隔90°布置，即将转轴顺时针转动45°，即可使凸轮32的凸起轮缘压迫杠杆21的按压端，将转轴逆时针转动45°，即可使凸轮32的凸起轮缘不再压迫杠杆21的按压端，进而实现杠杆21的翘起与落下。并且通过同一根转轴33同时控制处于同一平面上的两个凸轮32，即可保证处于同一平面上的两个凸轮32的运动情况一致，进而保证处于同一平面上的两根杠杆21的运动情况一致。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例1-6任一项的基础上做进一步优化，所述驱动装置34为驱动电机或者为手柄。

驱动转轴33的方式可选择采用电机等设备进行机械驱动，也可根据使用情况采用手动驱动，如果采用手动驱动转动转轴33，为了使操作人员方便使力，因此在转轴33的一端可拆卸安装有手柄，通过手柄即可省力便捷地转动转轴33。

本实施例的其他部分与上述实施例1-6相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例1-7任一项的基础上做进一步优化，所述共面度感器22为电感传感器或光栅传感器。

共面度传感器22可采用电感传感器或光栅传感器，使用电感传感器时，应保证电感传感器的测量端与导轨面接触，使用光栅传感器时，应保证光栅与导轨面平行。

本实施例的其他部分与上述实施例1-7任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，包括气浮托板（1）、测量装置（2）、按压机构（3），所述气浮托板（1）的顶部和位于顶部的相邻的一个侧面分别设置有测量装置（2）；所述测量装置（2）包括杠杆（21）、共面度传感器（22），所述杠杆（21）的支点安装在气浮托板（1）的侧壁上，所述杠杆（21）的悬臂端设置有共面度传感器（22），且杠杆（21）的另一端为按压端，所述杠杆（21）的按压端设置有按压机构（3）；所述测量装置（2）包括平行设置的两个杠杆（21）。

2.根据权利要求1所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，还包括测量弹簧（01），所述杠杆（21）与气浮托板（1）的侧壁之间设置有测量弹簧（01）。

3.根据权利要求2所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，还包括定位螺钉（02），所述杠杆（21）位于支点的靠近共面度传感器（22）的一侧设置有定位螺钉（02）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，所述按压机构（3）包括安装座（31）、凸轮（32）、转轴（33）、驱动装置（34），所述安装座（31）安装在气浮托板（1）上，且安装座（31）位于杠杆（21）的另一端位的上方，所述转轴（33）转动设置在安装座（31）上，所述转轴（33）上设置有凸轮（32），且凸轮（32）位于杠杆（21）的另一端的上方；所述驱动装置（34）驱动转轴（33）转动。

5.根据权利要求4所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，所述驱动装置（34）为驱动电机或者为手柄。

6.根据权利要求1所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，所述杠杆（21）的悬臂端设置有装夹部（03），所述装夹部（03）处装夹有共面度传感器（22）。

7.根据权利要求6所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，所述装夹部（03）包括贯通的装夹孔（031），所述装夹孔（031）设置于杠杆（21）的悬臂端，所述装夹孔（031）中安装有共面度传感器（22）。

8.根据权利要求1所述的一种导轨拼接误差测量装置，其特征在于，所述共面度传感器（22）为电感传感器或光栅传感器。