CN1100983A - 平面磨床主动测量装置 - Google Patents

Abstract

一种平面磨床主动测量装置，测头能直接接触卧 轴、立轴矩台平面磨床上的工件加工平面，砂轮架、移 动床身的往复运动通过摆杆机构、无触点开关、液压 阀控制测头的抬起和落下，可安装电感式、电容式、光 栅式、磁栅式传感器或数字仪显示加工尺寸、控制机 床进给系统，也可安装机械式仪表，控制精度1—2μ， 供操作人员观察实际加工尺寸，易实现普通平面磨床 加工自动化、半自动化、数字化，从而提高工效和加工 精度。

Description

本发明涉及卧轴、立轴矩台平面磨床加工过程中的测量，属测量仪器类。

现有的卧轴矩立轴台平面磨床主动测量仪，一种是安装在砂轮架上，在磨削加工过程中，测杆的测头与往复运动的磁力工作台上的工件断续接触，来测量工件加工高度尺寸；另一种是在机床立柱导轨上安装同步感应传感器、光栅传感器来反映砂轮架与机床立柱导轨之间的位移量，间接测量工件加工高度尺寸，前一种很少应用，后一种应用也不多，都存在着测量精度不高。

本发明的目的是提供一种平面磨床主动测量装置，测头能直接测量卧轴、立轴矩台平面磨床上的工件的加工平面，砂轮架、移动床身的往复运动控制测头的抬起和落下。本装置适合安装电感式、电容式、光栅式、磁栅式传感器测量或数字仪显示加工尺寸，控制机床进给系统，也可安装机械式仪表供操作人员观察实际加工尺寸。

本发明由测头11、测杆12和13、测臂28、轴承座16、38、钢带15、齿轮37、齿条35、钢丝绳21、卷簧41、杆24、座23、摆杆机构70、挡块73、无触点开关87、探杆62、仪器壳1、传感器36或47、机械式仪表4、探杆62、保险杆98等组成，仪器壳1内壁衬有隔磁铜皮29。本发明是将测量装置即仪器壳1安装在移动床身55上的磁力工作台76的旁边，用螺钉58固定在移动床身55上，磁力工作台76用螺钉77固定在移动床身55上。测头11的抬起、落下与砂轮61横向向前、向后移动同步，卧轴矩台平面磨床的测头11的抬起是通过固定在砂轮架上的固定导轨69上摆杆机构70与移动导轨68上的挡块73相碰，拉动钢丝绳套20内的钢丝绳21，机床立柱74上有支承钢丝绳套20的挂钩75，钢丝绳21牵动测量装置仪器壳1内的杆24的中心孔上端的止头26，向下压杆24，杆24与座23之间有压簧25，杆24的下部插入座23的孔中滑动，座23用螺钉22固定在仪器壳1上。钢带15的一端用螺钉27与杆24固定相连，钢带15的中部用螺钉7固定在轴14上，钢带15的另一端与拉簧17的另一端与可调螺钉18、套19相连，套19插入仪器壳1底板中。钢带15带动轴14转动，固定在轴14的一端的测杆12、13和测头11逐渐抬起，离开测量位置，砂轮61横向向前移动到极限位置时，也撞不到测头11。轴14与仪器壳1之间有密封圈31防水。当砂轮61横向向后移动时，在拉簧82的作用下，摆杆79上的滚轮83与挡块73脱离，钢丝绳21放回，在压簧25、拉簧17作用下，轴14转动，固定其上的测杆12、13和测头11向工件60的加工面接触测量。测头11的测量点处始终有一用管子输送冷却液和压缩空气的喷头59冲洗，使测量准确，喷头和水气管59的支架57用螺钉56固定在移动床身55上的磁力工作台76的旁边。摆杆机构70由带凸块的摆杆座78、园盘摆杆79、轴81、滚轮83、拉簧82等组成，钢丝绳21穿过摆杆座78的凸块上的孔84，用螺钉80固定在园盘摆杆79的园周上。轴承33、轴承座16或38用螺钉34固定在测量装置仪器壳1内的一壁上的冂形架上或两壁上。测头11和测杆12、13采用不导磁材料。测杆13用螺钉8固定在轴14的一端，另一端固定有手柄32。测杆12的横断面呈凹型，测杆13的横断面呈凸形，两测杆配合可相互移动，并用螺钉9固定，测头11可在测杆12的端部孔中任意转动角度，并用螺钉10固紧。测臂28用螺钉30固定在轴14的中部，螺钉6起限制测臂28位置作用。传感器座3用螺钉2固定在仪器壳1上，可安装电感式、电容式、光栅式、磁栅式传感器36或机械式测量仪表4，用螺钉5固紧。由两件组成一套的传感器，一件47安装在仪器壳1上，另一件46用螺钉45固定在测臂28上，或由测臂28来传递给固定在仪器壳1上的传感器36的位移量。砂轮61的防护罩67上固定一轴64，有一绕轴64转动并垂直向下的L形探杆62，探杆62下部与两根弹簧93相连，弹簧93的另一端与轴63相连，弹簧93起定位作用，靠近探杆62的上部有一个无触点开关和信号线65，无触点开关65处于导通状态。探杆的下端高于工件60约3mm，如遇钢丝绳21断，测头11未抬起，探杆62下端碰到测头11则转动，离开无触点开关65，开关65发出信号控制进给系统退刀。无触点开关65采用电感式、翟尔元件式、光电式开关，并用螺钉66固定在防护罩67上。本测量装置能直接测量卧轴矩台平面磨床加工中工件60的高度尺寸，静止定点测量时间长，实测精度达1u-2u，结构简单，易实现普通卧轴矩台平面磨床加工过程半自动控制。

以下结合附图对实施例进行详细说明。

图1、实施例一测量仪器壳体剖视图。

图2、实施例一测量仪器壳体A向视图。

图3、实施例二测量仪器壳体剖视图。

图4、实施例二测量仪器壳体C向视图。

图5、实施例三测量仪器壳体剖视图。

图6、实施例三测量仪器壳体G向视图。

图7、实施例四测量仪器壳剖视图。

图8、实施例四测量仪器壳体E向视图。

图9、实施例一、例二测量仪安装在卧轴矩台平面磨床上。

图10、摆杆机构70正视图和侧视图。

图11、实施例三测量仪安装在卧轴矩台平面磨床上。

图12、实施例三的砂轮架上的固定导轨69上的无触点开关87与移动导轨68上的挡块73接近导通位置。

图13、实施例四测量仪安装在卧轴矩台平面磨床上。

图14、实施例四的砂轮架上的固定导轨69上的液压阀90与移动导轨68上的挡块73刚接触的a、b₂种位置。

图15、图13的H向视图。

图16、实施例5，从机床立柱背后看齿条99安装在固定床身101上，移动床身94右移时，测量仪处于测量时的位置。

图17、实施例5，齿条99安装在固定床身101上，移动床身94左移接近极限时，测量仪退出测量时的位置。

图18、图19的N-N局部剖视图。

图19、实施例5，齿条103安装在床身立柱104上，移动床身94左移，测量仪退出测量时的位置。

图20、图18的L向视图。

图21、防撞杆98与测头11、保险肖105的相对位置。

图22、图21的M向视图。

图23、实施例5与测量仪器壳体剖视图和齿轮37与齿条103的安装位置。

图24、实施例6测量仪器壳体剖视图和间接传动部件的安装位置。

图25、钢和橡胶复合片109与支承轴承33内圈接触。

图26、钢和橡胶复合片109与支承轴承33外圈接触。

图27、测杆12、13与测头11和轴14的位置。

图28、图27中测头11的X向视图和测头11的Y-Y剖视图。

图29、图27中测杆13与带齿轴14的W向视图。

实施例一：参照图1、图2、图9、图10、图15。

将标准尺寸工件60放在干净磁力工作台76上，吸磁，砂轮61横向退至最后位置，砂轮架上的移动导轨68上的挡块73离开摆杆滚轮83，钢丝绳21放回，杆24、钢带15和轴14在压簧25和拉簧17作用下复位，测头11接触标准尺寸工件60的平面测量，微调仪表4或传感器36与测臂28的距离，使仪表箱71上的仪表定一标准刻度或数值，固紧螺钉5，调整保护装置的探杆62的最下端高于砂轮60最下缘约3mm，取下标准件60，装上加工件60（因外形一致用一编号），对准砂轮61与工件60的高度后进行磨削。当砂轮61横向向前移动时，砂轮架上的移动导轨68上的挡块73，固定导轨69上的摆杆机构70的摆杆79上的滚轮83逐渐相碰，其上的钢丝绳21的末端被拉回，这根钢丝绳21的头端上的止头26下压杆24，杆24拉钢带15，轴14转动，测头11向后偏转，让开砂轮61，即图9上的虚线位置。砂轮61向前走到极限时又向后返回，砂轮架上的移动导轨68上的挡块73离开摆杆79的滚轮83，摆杆79在拉簧82作用下复位，钢丝绳21放回，杆24在压簧25作用下升起，钢带15在拉簧17作用下复位，轴14也复位，测头11接触工件60的加工面，测量仪表4或传感器36与测臂28接触，仪表4观察指针刻度值或传感器36将信号通过信号线72传入仪表箱71，砂轮61往复多次磨削，测头11测量多次，直至尺寸加工到标准刻度或数值时，采用机械式仪表4时，操作人员退刀；采用传感器36时，信号传入仪表箱71，发出退刀控制信号。仪表箱71固定在机床立柱74的侧面上。传感器36、无触点开关65的信号线与仪表箱71引出线72相连接。

实施例二：参照图1、图2、图3、图4、图9、图10、图15。

在实施例一的基础上，将钢带15改为齿轮37固定在轴14上，杆24的上端与齿条35固为一体，齿条35与齿轮37啮合，钢丝绳21的止头26下压齿条35和杆24，带动齿轮37转动，轴14即转动。在轴14上用螺钉40固定有卷簧41的一端，卷簧41的另一端用螺钉42固定在仪器壳1上，卷簧41代替了拉簧15。当钢丝绳21放回时，在压簧25、卷簧41作用下，杆24与齿条35同时升起，带动齿轮37和轴14同时转动，测头11接触工件60的加工平面进行测量，反之，则退出测量。其他部件与实施例一相同。

实施例三：参照图1、图2、图5、图6、图11、图12、图15。

在实施例一、例二的基础上，将摆杆机构70、挡块73、钢丝绳21改为无触点开关87、挡块73、电磁铁43、阻尼器48、控制信号线85。电磁铁芯44与齿条35的一端固定相连，齿条35与齿轮37啮合，齿轮37固定在轴14上，线圈49固定在电磁铁的壳体43内，无触点开关87被卡子86和螺钉88安装在原摆杆机构70位置处，挡块73随移动导轨68与无触点开关87接近、离开，发出信号通过信号线85和50控制电磁铁43吸、放，测头11则退出测量、进入测量。由固定在仪器壳1上的件47和固定在测臂28上的件46组成的电感式、电容式、光栅式、磁栅式传感器检测到的信号通过信号线72传入仪表箱71，控制进刀或显示被测工件60的加工尺寸。阻尼器48使测头11放下减小冲击。其他部件与实施例一、例二相同。

实施例四：参照图1、图2、图7、图8、图13、图14、图15。

在实施例一、例二、例三的基础上，将摆杆机构70、挡块73、钢丝绳21改为液压阀90、挡块73、油管89、油缸51。油缸51的活塞杆52上端直接与齿条35固为一体或整体，齿轮37固定在轴14上，液压阀90用螺钉92固定在原摆杆机构70的位置处，如图14所示，可竖置a），可横置b）。挡块73随移动导轨68用端面或斜面与液压阀90相碰、离，通过油管89控制的油缸51中的油量进、出，使测头11退出测量、进入测量。其他部件与实施例一、例二、例三相同。

实施例五：参照图3、图4、图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23。

在实施例一、例二的基础上，将本测量装置应用于立轴矩台平面磨床时，将测量仪器壳体1移于磁力工作台运动的前端或后端，固定在移动床身94上。去掉钢丝绳21、摆杆机构70，改为齿轮37传动。测量仪器壳体1和传感器36的顶部低于工件100的加工平面。测杆12、13和测头11安装在轴14的一端，齿轮37从轴14的中部移于轴14的另一端。当移动床身94向左移动接近极限时，齿轮37与固定在固定床身101上的齿条99啮合转动或与机床立柱104上的齿条103啮合转动，带动轴14和测杆12、13和测头11向后转动让开砂轮96，当移动床身94向右移动时，齿条99与齿轮37脱离，轴14在卷簧41的作用下，向前转动，测头11接触工件100加工面进行测量，多次往复，多次测量、直至达到标准尺寸时，退出加工。齿条99、齿条103分别用螺钉102、97固定在床身101上、机床立柱104上。砂轮防护罩95上用螺钉97固定有倾斜的保险杆98。测杆12上增加一根保险肖105，当齿轮37或齿条99任何一方不起作用时，测头11未抬起，保险杆98将碰在保险肖105的下缘，因有斜面，将测杆12、13铲起抬高，免遭砂轮96撞击。保险杆98上带移动槽，可根据砂轮96、工件100的高度调节。其他部件与实施例一、例二相同。

实施例六：参照图3、图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25、图26、图27、图28、图29。

在实施例二、例五的基础上，对于测量精度要求较高的立轴矩台平面磨床，将采用齿轮37间接传动轴14，即在轴14的原齿轮37安装处横插一肖子110，在与轴14的同轴线上，增加一间接转动轴112，用轴承33、轴承座113支承在移动床身94上，用螺钉34固紧。轴112的中部安装有复位卷簧41，卷簧41的一端用螺钉40固定在轴112上，另一端用螺钉42固定在轴承座113上。轴112与轴14接近的一端安装一叉形件111，可带动肖子110正、反转动，即带动轴14、测杆12和13、测头11进入测量、退出测量。在测杆12的端部有夹紧测头11的园孔，园孔的周围端面上有均匀分布呈园轨迹的小孔114，测头11与园孔端面接触处有一防滑肖115，插入小孔114内。轴14与测杆13配合的外元是由尖齿组成，测杆13上的夹紧孔的内元也由尖齿组成，防止滑移。轴112的另一端安装齿轮37，与立柱104上的齿条或固定床身101上的齿条99相啮合，带动轴112和轴14转动。在轴承座16与壳体1之间的轴承33安装孔内，增加一钢和橡胶复合弹性园片、波浪型弹簧圈109，对左右轴承33的内圈或外圈同时产生二个向轴14的中部的轴向力、向轴14的两端的轴向力，减少轴承33的游隙，提高转动精度。用管子输送的冷却液和压缩空气喷头59，用螺钉10固定在测杆12、13上，喷头59对准测头11的触点处，冷却液和气源由机床自备设备引入。其他部件与实施例二、例五相同。

Claims (10)

1、一种由测头11、测杆12和13、测臂28、轴14、轴承座16和38、钢带15、齿轮37、齿条35、带套钢丝绳20、杆24、座23、摆杆机构70、传感器36或47、机械式仪表4、无触点开关87、液压阀90、挡块73、探杆62、保险杆98、测量装置仪器壳体1等组成的平面磨床主动测量装置，其特征在于，测量装置仪器壳体1安装在移动床身55上的磁力工作台76的旁边，在砂轮架的移动导轨68和固定导轨69上、固定床身101上、机床立柱104上，固定有摆杆机构70、无触点开关87、液压阀90、挡块73、齿条99、齿条103，通过带套钢丝绳20、信号线85、油管89、齿轮37与测量装置仪器壳1内部连接，控制轴14转动，带动测头11动作，测量装置仪器壳1上安装有传感器36、47、机械式仪表4。

2、按权利要求书1规定的装置，仪器壳体1安装在立轴、卧轴矩台平面磨床的移动床身94、55上，磁力工作台的旁边，测量仪器壳体1的高度低于磨削加工面，仪器壳1的内壁衬有隔磁铜皮29，仪器壳1上、测臂28上安装有传感器座3、传感器46和47、36，适用安装电感式、电容式、光栅式、磁栅式传感器、机械式仪表4。

3、按权利要求1规定的装置，在砂轮架的固定导轨69和移动导轨68上、固定床身101上、机床立柱104上，固定有摆杆机构70、无触点开关87、液压阀90、挡块73、齿条103、齿条99，无触点开关87采用电感式、翟尔元件式、光电式。

4、按权利要求1规定的装置，在砂轮架上的移动导轨68和固定轨69上的摆杆机构70、无触点开关87、液压阀90、仪表箱71与测量装置仪器壳1之间连接有带套钢丝绳20、信号线85和72、油管89。

5、按权利要求1、2规定的装置，在测量装置仪器壳体1内，轴14被固定在两内壁上的轴承座38内的轴承33支承、固定在一内壁上的冂形架16上的两套轴承33支承，轴承座38和16的安装轴承33的孔内装有接触内圈、外圈的针对游隙的钢和橡胶复合弹性园片、波浪型弹簧片109，对称安装，轴14的两端穿过仪器壳体1，一端固定有手柄32，另一端固定有测杆13，与测杆13配合的轴14的外元是由尖齿组成，测杆13上的夹紧孔的内元也由尖齿组成，防止滑移，测杆12的横断面呈凹形，测杆13的横断面呈凸形，测杆12的端部有夹测头11的园孔，园孔周围端面有均匀分布呈园迹的小孔114，测头11与园孔接触的端面上有一防滑肖115，插入小孔114内，测头11、测杆12和13采用不导磁材料，轴14与仪器壳1间有密封件31。

6、按权利要求1、5规定的装置，对于卧轴矩台平面磨床，在轴14的中部固定有钢带41、齿轮37、测臂28、卷簧41的一端，卷簧41的另一端固定在轴承座16上，对于立轴矩台平面磨床，在轴14的中部固定有测臂28、卷簧41的一端，齿轮37固定在轴14的一端，与齿轮37啮合的齿条103、99齿口向下，齿条103、99固定在床身立柱104上、固定床身101上，测臂28的上方安装有减速用的阻尼器48。

7、按权利要求1规定的装置，在杆24的中心孔中有钢丝绳21穿过，钢丝绳21的止头26在杆24的上端，杆24的上端侧面与钢带41的一端固为一体、杆24的上端侧面为齿条35，杆24的下部插入座23的孔中滑动，座23用螺钉22固定在仪器壳1底部，杆24与座23之间有压簧25，钢带15的另一端与拉簧17的一端相连结，拉簧17的另一端与可调螺钉18、套19相连，套19插入仪器壳1底板中，可转动。

8、按权利要求1规定的装置，对于卧轴矩台平面磨床，砂轮防护罩67的端盖上安装有绕轴64可转动的L形探杆62，探杆62的上部旁固定有一无触点开关及信号线65，信号线72与机床进给系统、传感器36、47、无触点开关65和仪器壳1相连，探杆62的下部固定有两根限位弹簧93的一端，另一端固定在防护罩67上的轴63上，对于立轴矩台平面磨床，在防护罩67相对仪器壳1的一方，安装有一倾斜的保险杆98，用螺钉97固定在防护罩95上，测杆12上固定一与保险杆98相碰的保险肖105。

9、按权利要求1规定的装置，对于卧轴矩台平面磨床，在移动床身55上的磁力工作台76旁，用螺钉56固定一喷头和水气管59的支架57，喷头59喷射的冷却水、压缩空气对准测头11测量的工件60的加工平面处，对于立轴矩台平面磨床，用螺钉10固定喷头59对准测头11的触点处，喷头和水气管59与机床冷却水泵、气源相连。

10、按权利要求1、5、6规定的装置，对于立轴矩台磨床，采用间接传动时，轴14的原齿轮37一端换为肖子110横插入轴14中，间接传动轴112的一端为叉形件111，另一端为齿轮37，用冂形轴承座113支承轴112，轴112的中部用螺钉40固定卷簧41的一端，卷簧41的另一端用螺钉42固定在冂形轴承座113上，床身立柱104、固定床身101上的齿条103、99与齿轮37啮合转动，带动测头11转动，轴承座113用螺钉34固定在移动床身94上和磁力工作台的侧面。

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