CN109916306A - 一种轴类零件激光扫描仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴类零件激光扫描仪，包括：机架、工作台、夹具、立柱、水平位移机构、垂直位移机构和激光传感器，所述的工作台设置在机架上，用以装夹被测零件的夹具安装在工作台上，工作台左右两侧的机架上对称设置有均布的立柱，水平位移机构通过立柱安装在机架上并跨设在工作台上方，垂直位移机构设置在水平位移机构上，激光传感器通过传感器支架安装在垂直位移机构上。本发明具有四轴三联动的功能，不仅可扫描静态的轴类零件，得到其外形尺寸的数据，同时还可扫描转动状态的轴类零件，得到其圆度、圆柱度的数据，可实现对轴类零件的整体测量；工作台的结构可以使工作台台面纵向具有较大的移动量，便于零件进行吊装。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工的检测设备，具体是一种轴类零件激光扫描仪。
背景技术
轴类零件的检测包括轴的外形轮廓、几何尺寸以及轴上各工艺部件的检测。目前，轴类零件的检测多为为工序检测，即在加工工序上进行加工部位的检测，该检测过程由于是在加工机床上完成的，一是以人工检测为主，效率较低且测量误差不稳定，二是难以实现对轴类零件整体的检测；也有少数是在轴类零件的装配前进行总体检测，但由于轴类零件的检测缺少通用的设备，绝大多数情况下仍以人工检测为主。
发明内容
本发明的目的是提出一种轴类零件激光扫描仪，通过激光扫描轴类零件的轮廓来采集零件的整体数据，从而实现对轴类零件整体的测量，具有较高的精度和良好的通用性，可大幅提高检测效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种轴类零件激光扫描仪，包括：机架、工作台、夹具、立柱、水平位移机构、垂直位移机构和激光传感器，所述的工作台设置在机架上，用以装夹被测零件的夹具安装在工作台上，工作台左右两侧的机架上对称设置有均布的立柱，水平位移机构通过立柱安装在机架上并跨设在工作台上方，垂直位移机构设置在水平位移机构上，激光传感器通过传感器支架安装在垂直位移机构上；
所述的水平位移机构由纵向直线导轨、横向直线导轨、支脚、纵向驱动电机、横向驱动电机、传动轴、连轴器构成，其中，两个纵向直线导轨平行设置在工作台左右两侧并通过支脚与立柱固定连接，两个纵向直线导轨末端的输入轴之间设置有传动轴并分别通过联轴器与传动轴的两端连接，一侧的纵向直线导轨设置有纵向驱动电机，纵向驱动电机通过电机输出轴与其输入轴连接，所述的横向直线导轨其两端分别通过连接板与两个纵向直线导轨的滑块固连，横向驱动电机设置在横向直线导轨的一端并通过电机输出轴与横向直线导轨的输入轴连接；
所述的工作台包括主体、滑轨、滑块、支撑脚和驱动机构，所述的主体整体为矩形板状结构，其顶面一端在长度方向上设置有平行的轨道，其底面的长度方向间隔设置有平行的滑轨，每个滑轨的两端均设置有支撑脚并通过滑块与支撑脚连接，每个支撑脚分别与机架上端面固定连接，所述的驱动机构由丝杠螺母副、轴座、底座和工作台电机构成，丝杠螺母副通过轴座安装在工作台主体下面中部，用以驱动丝杠螺母副的工作台电机设置在丝杠一端，所述的底座其下端面与机架上端面固连，丝杠螺母副穿设在底座中部并通过螺母连接板与底座固连；
所述的夹具包括夹具驱动电机、固定端夹紧器、移动端夹紧器和轨道，用以驱动固定端夹紧器旋转的夹具驱动电机设置在工作台主体底面上，所述的固定端夹紧器、移动端夹紧器分别通过轴承座安装在工作台主体顶面两端，其中，移动端夹紧器的轴承座设置在工作台主体顶面的平行轨道上，固定端夹紧器设置在工作台主体顶面另一端并通过同步带与夹具驱动电机连接；所述的固定端夹紧器和移动端夹紧器均由转轴、台阶轴、定位块、紧固螺栓和压紧板构成，转轴穿设在轴承座内并通过轴承与轴承座连接，转轴一端设置有固为一体的台阶轴，台阶轴的另一端设有固为一体的定位块，所述的定位块整体为截面是半圆形的柱状结构，其外圆柱面与台阶轴外圆柱面共面，其轴向侧面的中部设有轴向的V型定位槽，V型定位槽的对称轴与转轴的轴线共面，所述的压紧板设置在台阶轴内并通过紧固螺栓对安装在定位块上的被测零件进行压紧固定；所述的固定端夹紧器其转轴的另一端还设置有齿轮并通过同步带与夹具驱动电机的输出轴连接。
所述的垂直位移机构由底座、丝杠螺母副、垂直驱动电机、导轨构成，所述的底座为矩形箱体结构，其底板与横向直线导轨的滑块固连，底座内部长轴方向设置有平行的导轨，丝杠螺母副通过轴承座安装在底座内，垂直驱动电机设置在底座上端，电机输出轴与丝杠螺母副的丝杠连接，螺母连接板两端分别通过滑块在导轨上运行；所述的传感器支架与螺母连接板固连。
所述的台阶轴其与定位块相对的一侧中部设有轴向的矩形通槽，矩形通槽其长度方向的两侧壁平行于定位块的轴向侧面，矩形通槽长度方向上与定位块相邻的一侧壁设置有螺纹孔，长度方向的另一侧壁设置有与螺纹孔同轴的螺纹通孔，所述的压紧板设置在矩形通槽内，紧固螺栓穿设在台阶轴矩形通槽内并与压紧板螺纹连接。
所述的压紧板整体为矩形板状结构，其中部设置有用以安装紧固螺栓的螺纹通孔，所述的压紧板其宽度与台阶轴矩形通槽的长度相配合，其长度大于台阶轴矩形通槽的槽深，其厚度小于台阶轴矩形通槽的厚度。
所述的工作台其主体顶面一端设置有矩形槽，所述的用以安装移动端夹紧器的轨道设置在矩形槽内。
所述的工作台其主体顶面与平行轨道相对的一端设置有用于同步带穿过的通槽。
所述的工作台其主体底面间隔设置有平行的凸台，所述的工作台的滑轨与凸台固定连接。
所述的工作台其主体顶面中部还设置有用以控制扫描范围的限位块。
本发明的有益效果是：本发明具有四轴三联动的功能，不仅可扫描静态的轴类零件，得到其外形尺寸的数据，同时还可扫描转动状态的轴类零件，得到其圆度、圆柱度的数据，可实现对轴类零件的整体测量；工作台的结构可以使工作台台面纵向具有较大的移动量，便于零件进行吊装；夹具的设计可适应不同长度的零件，其中V型槽的尺寸可根据被测零件的直径进行设计，能够实现零件的快速装夹，适用于同一型号大批量零件的检测。
附图说明
图1为本发明整体结构的西南等轴测视图。
图2为工作台底部的示意图。
图3为工作台顶面的示意图。
图4为移动端夹紧器去除压紧板、紧固螺栓的示意图。
图5为移动端夹紧器的俯视图。
图6为垂直位移机构去除垂直驱动电机的示意图
为便于观看和标注，图1中省略部分影响观看的结构。
图中，1、机架，201、主体，202、滑轨，203、滑块，204、
支撑脚，205、轨道，207、底座，208、工作台电机，209、轴座，210、凸台，301、夹具驱动电机，302、轴承座，303、同步带，304、转轴，305、台阶轴，306、定位块，307、紧固螺栓，308、压紧板，4、立柱，501、纵向直线导轨，502、横向直线导轨，503、支脚，504、纵向驱动电机，505、横向驱动电机，506、传动轴，507、连轴器，508、连接板，510、纵向直线导轨输入轴，601、底座，602、垂直驱动电机，603、导轨，7、激光传感器，701、传感器支架，8、被测零件，9、限位块。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细说明。
为便于观看和标注，说明书附图中省略了部分影响观看的结构，其实际结构不限于说明书附图所示的内容。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，
一种轴类零件激光扫描仪，包括：机架1、工作台、夹具、立柱4、水平位移机构、垂直位移机构和激光传感器7，所述的工作台设置在机架1上，用以装夹被测零件的夹具安装在工作台上，工作台左右两侧的机架上对称设置有均布的立柱4，水平位移机构通过立柱4安装在机架1上并跨设在工作台上方，垂直位移机构设置在水平位移机构上，激光传感器7通过传感器支架安装在垂直位移机构上；
所述的水平位移机构由纵向直线导轨501、横向直线导轨502、支脚503、纵向驱动电机504、横向驱动电机505、传动轴506、连轴器507构成，其中，两个纵向直线导轨504平行设置在工作台左右两侧并通过支脚503与立柱4固定连接，两个纵向直线导轨501末端的输入轴之间设置有传动轴506并分别通过联轴器507与传动轴506的两端连接，一侧的纵向直线导轨501设置有纵向驱动电机504，纵向驱动电机504通过电机输出轴与其输入轴510连接，所述的横向直线导轨502其两端分别通过连接板508与两个纵向直线导轨501的滑块固连，横向驱动电机505设置在横向直线导轨502的一端并通过电机输出轴与横向直线导轨502的输入轴连接；
所述的工作台包括主体201、滑轨202、滑块203、支撑脚204和驱动机构，所述的主体201整体为矩形板状结构，其顶面一端在长度方向上设置有平行的轨道205，其底面的长度方向间隔设置有平行的滑轨202，每个滑轨202的两端均设置有支撑脚204并通过滑块203与支撑脚204连接，每个支撑脚204分别与机架1上端面固定连接，所述的驱动机构由丝杠螺母副、轴座209、底座207和工作台电机208构成，丝杠螺母副通过轴座209安装在工作台主体201下面中部，用以驱动丝杠螺母副的工作台电机208设置在丝杠一端，所述的底座207其下端面与机架1上端面固连，丝杠螺母副穿设在底座207中部并通过螺母连接板与底座207固连；
所述的夹具包括夹具驱动电机301、固定端夹紧器、移动端夹紧器，用以驱动固定端夹紧器旋转的夹具驱动电机301设置在工作台主体201底面上，所述的固定端夹紧器、移动端夹紧器分别通过轴承座302安装在工作台主体201顶面两端，其中，移动端夹紧器的轴承座302设置在工作台主体201顶面的平行轨道205上，固定端夹紧器设置在工作台主体201顶面另一端并通过同步带303与夹具驱动电机301连接；所述的固定端夹紧器和移动端夹紧器均由转轴304、台阶轴305、定位块306、紧固螺栓307和压紧板308构成，转轴304穿设在轴承座302内并通过轴承与轴承座302连接，转轴304一端设置有固为一体的台阶轴305，台阶轴305的另一端设有固为一体的定位块306，所述的定位块306整体为截面是半圆形的柱状结构，其外圆柱面与台阶轴305外圆柱面共面，其轴向侧面的中部设有轴向的V型定位槽，V型定位槽的对称轴与转轴304的轴线共面，所述的压紧板308设置在台阶轴305内并通过紧固螺栓307对安装在定位块306上的被测零件8进行压紧固定；所述的固定端夹紧器其转轴304的另一端还设置有齿轮并通过同步带303与夹具驱动电机301的输出轴连接。
所述的垂直位移机构由底座601、丝杠螺母副、垂直驱动电机602、导轨603构成，所述的底座601为矩形箱体结构，其底板与横向直线导轨的滑块固连，底座601内部长轴方向设置有平行的导轨603，丝杠螺母副通过轴承座安装在底座601内，垂直驱动电机602设置在底座上端，电机输出轴与丝杠螺母副的丝杠连接，螺母连接板两端分别通过滑块在导轨603上运行；所述的传感器支架701与螺母连接板固连。
所述的台阶轴305其与定位块306相对的一侧中部设有轴向的矩形通槽，矩形通槽其长度方向的两侧壁平行于定位块306的轴向侧面，矩形通槽长度方向上与定位块306相邻的一侧壁设置有螺纹孔，长度方向的另一侧壁设置有与螺纹孔同轴的螺纹通孔，所述的压紧板308设置在矩形通槽内，紧固螺栓307穿设在台阶轴305矩形通槽内并与压紧板308螺纹连接。
所述的压紧板308整体为矩形板状结构，其中部设置有用以安装紧固螺栓307的螺纹通孔，所述的压紧板308其宽度与台阶轴矩形通槽的长度相配合，其长度大于台阶轴矩形通槽的槽深，其厚度小于台阶轴矩形通槽的厚度。
所述的工作台其主体201顶面一端设置有矩形槽，所述的用以安装移动端夹紧器的轨道205设置在矩形槽内。
所述的工作台其主体201顶面与平行轨道相对的一端设置有用于同步带303穿过的通槽。
所述的工作台其主体201底面间隔设置有平行的凸台210，所述的工作台的滑轨202与凸台210固定连接。
所述的工作台其主体201顶面中部还设置有用以控制扫描范围的限位块9。
本发明的原理是通过激光传感器扫描静态或者动态的轴类零件，从而采集到零件整体的外形数据，可测量轴类零件的外形尺寸以及圆度、圆柱度，实现轴类零件整体的测量。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (8)
1.一种轴类零件激光扫描仪，包括：机架、工作台、夹具、立柱、水平位移机构、垂直位移机构和激光传感器，其特征是：所述的工作台设置在机架上，用以装夹被测零件的夹具安装在工作台上，工作台左右两侧的机架上对称设置有均布的立柱，水平位移机构通过立柱安装在机架上并跨设在工作台上方，垂直位移机构设置在水平位移机构上，激光传感器通过传感器支架安装在垂直位移机构上；
所述的水平位移机构由纵向直线导轨、横向直线导轨、支脚、纵向驱动电机、横向驱动电机、传动轴、连轴器构成，其中，两个纵向直线导轨平行设置在工作台左右两侧并通过支脚与立柱固定连接，两个纵向直线导轨末端的输入轴之间设置有传动轴并分别通过联轴器与传动轴的两端连接，一侧的纵向直线导轨设置有纵向驱动电机，纵向驱动电机通过电机输出轴与其输入轴连接，所述的横向直线导轨其两端分别通过连接板与两个纵向直线导轨的滑块固连，横向驱动电机设置在横向直线导轨的一端并通过电机输出轴与横向直线导轨的输入轴连接；
所述的工作台包括主体、滑轨、滑块、支撑脚和驱动机构，所述的主体整体为矩形板状结构，其顶面一端在长度方向上设置有平行的轨道，其底面的长度方向间隔设置有平行的滑轨，每个滑轨的两端均设置有支撑脚并通过滑块与支撑脚连接，每个支撑脚分别与机架上端面固定连接，所述的驱动机构由丝杠螺母副、轴座、底座和工作台电机构成，丝杠螺母副通过轴座安装在工作台主体下面中部，用以驱动丝杠螺母副的工作台电机设置在丝杠一端，所述的底座其下端面与机架上端面固连，丝杠螺母副穿设在底座中部并通过螺母连接板与底座固连；
所述的夹具包括夹具驱动电机、固定端夹紧器、移动端夹紧器，用以驱动固定端夹紧器旋转的夹具驱动电机设置在工作台主体底面上，所述的固定端夹紧器、移动端夹紧器分别通过轴承座安装在工作台主体顶面两端，其中，移动端夹紧器的轴承座设置在工作台主体顶面的平行轨道上，固定端夹紧器设置在工作台主体顶面另一端并通过同步带与夹具驱动电机连接；所述的固定端夹紧器和移动端夹紧器均由转轴、台阶轴、定位块、紧固螺栓和压紧板构成，转轴穿设在轴承座内并通过轴承与轴承座连接，转轴一端设置有固为一体的台阶轴，台阶轴的另一端设有固为一体的定位块，所述的定位块整体为截面是半圆形的柱状结构，其外圆柱面与台阶轴外圆柱面共面，其轴向侧面的中部设有轴向的V型定位槽，V型定位槽的对称轴与转轴的轴线共面，所述的压紧板设置在台阶轴内并通过紧固螺栓对安装在定位块上的被测零件进行压紧固定；所述的固定端夹紧器其转轴的另一端还设置有齿轮并通过同步带与夹具驱动电机的输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的垂直位移机构由底座、丝杠螺母副、垂直驱动电机、导轨构成，所述的底座为矩形箱体结构，其底板与横向直线导轨的滑块固连，底座内部长轴方向设置有平行的导轨，丝杠螺母副通过轴承座安装在底座内，垂直驱动电机设置在底座上端，电机输出轴与丝杠螺母副的丝杠连接，螺母连接板两端分别通过滑块在导轨上运行；所述的传感器支架与螺母连接板固连。
3.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的台阶轴其与定位块相对的一侧中部设有轴向的矩形通槽，矩形通槽其长度方向的两侧壁平行于定位块的轴向侧面，矩形通槽长度方向上与定位块相邻的一侧壁设置有螺纹孔，长度方向的另一侧壁设置有与螺纹孔同轴的螺纹通孔，所述的压紧板设置在矩形通槽内，紧固螺栓穿设在台阶轴矩形通槽内并与压紧板螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的压紧板整体为矩形板状结构，其中部设置有用以安装紧固螺栓的螺纹通孔，所述的压紧板其宽度与台阶轴矩形通槽的长度相配合，其长度大于台阶轴矩形通槽的槽深，其厚度小于台阶轴矩形通槽的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的工作台其主体顶面一端设置有矩形槽，所述的用以安装移动端夹紧器的轨道设置在矩形槽内。
6.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的工作台其主体顶面与平行轨道相对的一端设置有用于同步带穿过的通槽。
7.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的工作台其主体底面间隔设置有平行的凸台，所述的工作台的滑轨与凸台固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种轴类零件激光扫描仪，其特征是：所述的工作台其主体顶面中部还设置有用以控制扫描范围的限位块。
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