CN110230968A - 一种柔性轴量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性轴量仪，包括底座构架、基础安装构架、从动顶尖部件、测量部件、下顶尖组件、缓冲垫和悬臂显示器组件，底座构架上设有基础安装构架，基础安装构架上设有从动顶尖部件，基础安装构架上还安装有测量部件，底座构架上还设有下顶尖组件，基础安装构架与下顶尖组件之间设有缓冲垫，底座构架的外侧上方设有悬臂显示器组件。采用上述技术方案制成了一种精度高且效率高的柔性轴量仪。本柔性轴量仪适合测量各种不规则的轴类零件，如曲轴、凸轮轴及其他各种不规则的轴类。测量精度高、速度快，大大提高了效率和精准度。

Description

一种柔性轴量仪

技术领域

本发明涉及检测装置领域，特别涉及一种柔性轴量仪。

背景技术

轴类零件无论是在汽车行业还是其他的机械行业，都是非常重要的零件，而且精度要求高，同轴要求高，还有相位角度要求高。目前市场上的轴类零件的检测方法主要有以下几种：

1，三坐标的通用检测方法：可以解决轴类零件的直径，同轴度，圆度，圆柱度，相位角度等测量。优点是柔性好，精度一般(除非非常好的高精度三坐标)；缺点是，速度慢，一般的工厂只能用三坐标作为抽检使用。

2，美国的ADCOLE轴类量仪或者德国的HOMMEL轴类量仪检测方法：此类量仪的测量方法是，两端顶尖定位工件的顶尖孔，一个测头沿着径向测量各个轴颈的尺寸。优点是：准确的测量圆度，圆柱度，相位角度，但是价格昂贵。缺点是：直径测量精度不够(单测头)，对顶尖的机械精度要求非常高(必须达到0.001mm跳动量)只能在检测室使用，价格昂贵。至少都在20-100万美元。几十年来，没有降价。国内此类量仪的市场基本被美国和德国垄断。

专用检测方法：此类的测量，是根据工件的单件进行独立设计的在线测量方法。优点是节拍快，测量校零高。缺点是：柔性差，每更换一个产品需要投入大量的时间和资金进行改造才可以使用。所以只有大批量的单件产品才能使用的上。

故急需一种精度高且效率高的柔性轴量仪。既可以准确的测量直径、圆度、圆柱度、相位角度、同轴度、偏心量等轴类的关键参数，也可以实现走向车间，在线测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种精度高且效率高的柔性轴量仪，尤其是解决了直径测量更加精确的问题。

本发明中的一种柔性轴量仪，包括底座构架、基础安装构架、从动顶尖部件、测量部件、下顶尖组件、缓冲垫和悬臂显示器组件，所述底座构架上设有基础安装构架，所述基础安装构架上设有从动顶尖部件，所述基础安装构架上还安装有测量部件，所述底座构架上还设有下顶尖组件，所述基础安装构架与下顶尖组件之间设有缓冲垫，所述底座构架的外侧上方设有悬臂显示器组件。

上述方案中，所述底座构架包括外部框架、脚轮调整块和电机柜，所述外部框架下方设有脚轮调整块，所述电机柜设于基础安装构架后方。

上述方案中，所述基础安装构架包括主安装支座、丝杠下支座安装板、链轮部件、上配重组件、下配重组件、外壳、拖链支架、拖链、伺服电机、联轴器、电机安装座、第一传感器和第一导轨，所述主安装支座上设有丝杠下支座安装板，所述丝杠下支座安装板上设有链轮部件，所述链轮部件上设有上配重组件和下配重组件，所述主安装支座上设有外壳，所述外壳上连有拖链支架，所述拖链支架连接拖链，所述基础安装构架内还设有伺服电机，所述伺服电机连接联轴器，所述伺服电机设于电机安装座上，所述伺服电机还与第一传感器连接，所述外壳上设有第一导轨。

上述方案中，所述从动顶尖部件包括从动顶尖本体、压簧、肘夹、肘夹垫片、肘夹组件、肘夹拉板、上顶尖把手、夹紧组件、滑动板、把手安装板、把手连接件和限位组件，所述从动顶尖本体与压簧连接，所述压簧与肘夹连接，所述压簧与肘夹之间设有肘夹垫片，所述压簧内设有肘夹组件，所述肘夹组件与压簧之间设有肘夹拉板，所述从动顶尖本体的两侧设有上顶尖把手，所述从动顶尖部件的上部还设有夹紧组件，所述从动顶尖部件的内部设有滑动板，所述滑动板与把手安装板连接，所述把手安装板上设有把手连接件，所述把手连接件连接上顶尖把手，所述把手安装板与限位组件连接。

上述方案中，所述从动顶尖本体包括调整底座、第二导轨、安装板、上顶尖、第一顶尖、第一顶尖座、第一压紧套、第一向心球轴承和第一垫片，所述调整底座上设有第二导轨，所述第二导轨上设有安装板，所述安装板上设有上顶尖，所述上顶尖内设有第一顶尖，所述上顶尖外设有第一顶尖座，所述上顶尖与第一顶尖座之间设有第一压紧套，所述第一顶尖座的尾部设有第一向心球轴承，所述第一向心球轴承与第一垫片连接。

上述方案中，所述测量部件包括安装座、测量组件、测量组件罩壳、安装支架、放置板、拉线导向轮组件、感应块、测头、标度尺、测量电机组件、第二传感器、直角接头、传感器支架、测量位安装板、拖链安装板、测量工位配重罩壳和测量配重导向，所述安装座上设有两个测量组件，所述测量组件为左测量组件和右测量组件，所述测量组件上设有测量组件罩壳，所述测量组件通过安装支架与安装座连接，所述安装支架上设有放置板，所述放置板上设有拉线导向轮组件和感应块，所述安装支架上还设有测头，所述测头上设有标度尺，所述测头与测量电机组件连接，所述测量电机组件上设有第二传感器，所述第二传感器上设有直角接头，所述安装座上设有传感器支架，所述传感器支架上设有第二传感器，所述安装座上还设有测量位安装板和拖链安装板，所述测量组件罩壳内设有测量工位配重罩壳，所述测量工位配重罩壳内设有测量配重导向。

上述方案中，所述下顶尖组件包括下顶尖支座、第二顶尖座、下顶尖、第二压紧套、第二顶尖、第二向心球轴承、第二垫片、编码器安装座、旋转编码器、同步带轮、同步带、驱动组件与下顶尖驱动调整块，所述下顶尖支座上设有第二顶尖座，所述第二顶尖座内设有下顶尖，所述下顶尖与第二顶尖座之间设有第二压紧套，所述下顶尖内设有第二顶尖，所述下顶尖支座下设有第二向心球轴承，所述第二向心球轴承与第二垫片连接，所述下顶尖支座与编码器安装座连接，所述编码器安装座与旋转编码器连接，所述编码器安装座内设有同步带轮，所述同步带轮与同步带连接，所述同步带与驱动组件连接，所述驱动组件与下顶尖驱动调整块连接。

上述方案中，所述悬臂显示器组件包括显示器外壳、显示屏、按钮、键盘支架、键盘托板、键盘、铰链座与过滤网，所述显示器外壳上设有显示屏，所述显示屏下设有按钮，所述显示器外壳下设有键盘支架，所述键盘支架内设有键盘托板，所述键盘托板内设有键盘，所述显示器外壳上还设有铰链座，所述铰链座与底座构架连接，所述显示器外壳的背面设有过滤网。

本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种精度高且效率高的柔性轴量仪。本柔性轴量仪适合测量各种不规则的轴类零件，如曲轴、凸轮轴及其他各种不规则的轴类。测量精度高、速度快，大大提高了效率和精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为基础安装构架的结构示意图一；

图4为基础安装构架的结构示意图二；

图5为基础安装构架的结构示意图三；

图6为从动顶尖部件的结构示意图；

图7为图6的A-A面剖视图；

图8为从动顶尖本体的结构示意图；

图9为图8的A-A面剖视图；

图10为测量部件的结构示意图一；

图11为测量部件的结构示意图二；

图12为下顶尖组件的结构示意图；

图13为图12的A-A面剖视图；

图14为悬臂显示器组件的结构示意图一；

图15为悬臂显示器组件的结构示意图二。

图中：1、底座构架 2、基础安装构架 3、从动顶尖部件 4、测量部件 5、下顶尖组件6、缓冲垫 7、悬臂显示器组件 101、外部框架 102、脚轮调整块 103、电机柜 201、主安装支座 202、丝杠下支座安装板 203、链轮部件 204、上配重组件 205、下配重组件 206、外壳207、拖链支架 208、拖链 209、伺服电机 210、联轴器 211、电机安装座 212、第一传感器213、第一导轨 301、从动顶尖本体 302、压簧 303、肘夹 304、肘夹垫片 305、肘夹组件306、肘夹拉板 307、上顶尖把手 308、夹紧组件 309、滑动板 310、把手安装板 311、把手连接件 312、限位组件3011、调整底座 3012、第二导轨 3013、安装板 3014、上顶尖 3015、第一顶尖 3016、第一顶尖座 3017、第一压紧套 3018、第一向心球轴承 3019、第一垫片 401、安装座 402、测量组件 403、测量组件罩壳 404、安装支架 405、放置板 406、拉线导向轮组件 407、感应块 408、测头 409、标度尺 410、测量电机组件 411、第二传感器 412、直角接头 413、传感器支架 414、测量位安装板 415、拖链安装板 416、测量工位配重罩壳 417、测量配重导向 501、下顶尖支座 502、第二顶尖座 503、下顶尖 504、第二压紧套 505、第二顶尖 506、第二向心球轴承 507、第二垫片 508、编码器安装座 509、旋转编码器 510、同步带轮 511、同步带 512、驱动组件 513、下顶尖驱动调整块 701、显示器外壳 702、显示屏703、按钮 704、键盘支架 705、键盘托板 706、键盘 707、铰链座 708、过滤网

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2所示，本发明是一种柔性轴量仪，包括底座构架1、基础安装构架2、从动顶尖部件3、测量部件4、下顶尖组件5、缓冲垫6和悬臂显示器组件7，底座构架1上设有基础安装构架2，基础安装构架2上设有从动顶尖部件3，基础安装构架2上还安装有测量部件4，底座构架1上还设有下顶尖组件5，基础安装构架2与下顶尖组件5之间设有缓冲垫6，底座构架1的外侧上方设有悬臂显示器组件7。

底座构架1包括外部框架101、脚轮调整块102和电机柜103，外部框架101下方设有脚轮调整块102，电机柜103设于基础安装构架2后方。外部框架101内设有电脑处理器和马达，与柔性轴量仪的各运动部件连接并控制部件的动作。通过调整脚轮调整块102使整个柔性轴量仪保持平衡。

如图3、图4、图5所示，基础安装构架2包括主安装支座201、丝杠下支座安装板202、链轮部件203、上配重组件204、下配重组件205、外壳206、拖链支架207、拖链208、伺服电机209、联轴器210、电机安装座211、第一传感器212和第一导轨213，主安装支座201上设有丝杠下支座安装板202，丝杠下支座安装板202上设有链轮部件203，链轮部件203上设有上配重组件204和下配重组件205，主安装支座201上设有外壳206，外壳206上连有拖链支架207，拖链支架207连接拖链208，基础安装构架2内还设有伺服电机209，伺服电机209连接联轴器210，伺服电机209设于电机安装座211上，伺服电机209还与第一传感器212连接，外壳206上设有第一导轨213。基础安装构架2连接从动顶尖部件3和下顶尖部件5，通过拖链208的移动将从动顶尖部件3和下顶尖部件5移动，将待测量轴类工件紧密又合理的控制在测量部件4测量范围内。

如图6、图7所示，从动顶尖部件3包括从动顶尖本体301、压簧302、肘夹303、肘夹垫片304、肘夹组件305、肘夹拉板306、上顶尖把手307、夹紧组件308、滑动板309、把手安装板310、把手连接件311和限位组件312，从动顶尖本体301与压簧302连接，压簧302与肘夹303连接，压簧302与肘夹303之间设有肘夹垫片304，压簧302内设有肘夹组件305，肘夹组件305与压簧302之间设有肘夹拉板306，从动顶尖本体301的两侧设有上顶尖把手307，从动顶尖部件3的上部还设有夹紧组件308，从动顶尖部件3的内部设有滑动板309，滑动板309与把手安装板310连接，把手安装板310上设有把手连接件311，把手连接件311连接上顶尖把手307，把手安装板311与限位组件312连接。通过肘夹303和压簧302的配合可以用上顶尖将待测量轴类工件的上部更好的固定。

如图8、图9所示，从动顶尖本体301包括调整底座3011、第二导轨3012、安装板3013、上顶尖3014、第一顶尖3015、第一顶尖座3016、第一压紧套3017、第一向心球轴承3018和第一垫片3019，调整底座3011上设有第二导轨3012，第二导轨3012上设有安装板3013，安装板3013上设有上顶尖3014，上顶尖3014内设有第一顶尖3015，上顶尖3014外设有第一顶尖座3016，上顶尖3014与第一顶尖座3016之间设有第一压紧套3017，第一顶尖座3016的尾部设有第一向心球轴承3018，第一向心球轴承3018与第一垫片3019连接。

如图10、图11所示，测量部件4包括安装座401、测量组件402、测量组件罩壳403、安装支架404、放置板405、拉线导向轮组件406、感应块407、测头408、标度尺409、测量电机组件410、第二传感器411、直角接头412、传感器支架413、测量位安装板414、拖链安装板415、测量工位配重罩壳416和测量配重导向417，安装座401上设有两个测量组件402，分别为左测量组件和右测量组件，测量组件402上设有测量组件罩壳403，测量组件402通过安装支架404与安装座401连接，安装支架404上设有放置板405，放置板405上设有拉线导向轮组件406和感应块407，安装支架404上还设有测头408，测头408上设有标度尺409，测头408与测量电机组件410连接，测量电机组件410上设有第二传感器411，第二传感器411上设有直角接头412，安装座401上设有传感器支架413，传感器支架413上设有第二传感器411，安装座401上还设有测量位安装板414和拖链安装板415，测量组件罩壳403内设有测量工位配重罩壳416，测量工位配重罩壳416内设有测量配重导向417。测量部件4是其中最为核心的精密部件，测头408用来测量各项数据，感应块407用来感应操作，决定测头408在哪里测量。测量配重导向417用来平衡测头408的力度。

如图12、图13所示，下顶尖组件5包括下顶尖支座501、第二顶尖座502、下顶尖503、第二压紧套504、第二顶尖505、第二向心球轴承506、第二垫片507、编码器安装座508、旋转编码器509、同步带轮510、同步带511、驱动组件512与下顶尖驱动调整块513，下顶尖支座501上设有第二顶尖座502，第二顶尖座502内设有下顶尖503，下顶尖503与第二顶尖座502之间设有第二压紧套504，下顶尖503内设有第二顶尖505，下顶尖支座501下设有第二向心球轴承506，第二向心球轴承506与第二垫片507连接，下顶尖支座501与编码器安装座508连接，编码器安装座508与旋转编码器509连接，编码器安装座508内设有同步带轮510，同步带轮510与同步带511连接，同步带511与驱动组件512连接，驱动组件512与下顶尖驱动调整块513连接。用下顶尖503将待测量轴类工件的下部更好的固定，和从动顶尖部件3配合卡住待测量轴类工件，可以驱动旋转。旋转编码器509用来旋转定位，是一种光栅尺的角向定位。

如图14、图15所示，悬臂显示器组件7包括显示器外壳701、显示屏702、按钮703、键盘支架704、键盘托板705、键盘706、铰链座707与过滤网708，显示器外壳701上设有显示屏702，显示屏702下设有按钮703，显示器外壳701下设有键盘支架704，键盘支架704内设有键盘托板705，键盘托板705内设有键盘706，显示器外壳701上还设有铰链座707，铰链座707与底座构架1连接，显示器外壳701的背面设有过滤网708。悬臂显示器组件7与电脑处理器连接，等人高设置，方便操作。

基本原理如下：工件用两端的顶尖孔定位，驱动采用高精度转台配角向光栅尺传感器，径向采用左右对称的大量程光栅尺测量滑台。然后数控测量各个轴颈的直径、圆度、圆柱度、同轴度、相位角度、偏心量(如曲轴冲程)、凸轮升程型线各参数等。

解决的问题：由于采用2个左右大量程测量传感器，解决了目前市场上直径的测量精度不高的难题，同时解决了顶尖孔跳动而带来的精度损失问题。而且左右的传感器可以同时叠加更多传感器，从而解决目前市场轴量仪测量节拍太慢的问题。

使用时，将待测量轴类工件设置在从动顶尖部件和下顶尖部件之间，从动顶尖部件和下顶尖部件自动调整对好并固定好，通过显示屏操作，驱动测量部件，左右两个测头放到待测量轴类工件上自上而下进行检测，测量完一个点后，基础安装构架驱动两个测头移动到下一个需要测量的点进行测量。需要测量检测的点可以事先设置好，测头自动测量得到的结果会通过电脑处理器显示在显示屏上。全部检测完毕机器归位。

可以测量的参数有：直径、圆度、圆柱度、同轴度以及跳动、冲程、角度。参数径向范围可达0-200mm，长度方向为0-600mm，分辨率可达0.0001mm，测量精度1+0.8/100mm。

制造成本降低：从目前研发的效果来看，预计投放市场的价格，将是目前进口类似设备价格的一半左右。

市场前景：国内汽车行业市场巨大，再加上后市场的大量需求，本发明的量仪将拥有每年30-50台的市场需求。既可以准确的测量直径、圆度、圆柱度、相位角度、同轴度、偏心量等轴类的关键参数，也可以实现走向车间，实现在线的测量方法。同时可以打破国外轴类检测设备在我们国内市场的垄断地位，填补国内空白。为客户提供高效高精度的柔性测量设备的同时，还可以节约大量的资金投入。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柔性轴量仪，其特征在于，包括底座构架、基础安装构架、从动顶尖部件、测量部件、下顶尖组件、缓冲垫和悬臂显示器组件，所述底座构架上设有基础安装构架，所述基础安装构架上设有从动顶尖部件，所述基础安装构架上还安装有测量部件，所述底座构架上还设有下顶尖组件，所述基础安装构架与下顶尖组件之间设有缓冲垫，所述底座构架的外侧上方设有悬臂显示器组件。

2.根据权利要求1所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述底座构架包括外部框架、脚轮调整块和电机柜，所述外部框架下方设有脚轮调整块，所述电机柜设于基础安装构架后方。

3.根据权利要求1所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述基础安装构架包括主安装支座、丝杠下支座安装板、链轮部件、上配重组件、下配重组件、外壳、拖链支架、拖链、伺服电机、联轴器、电机安装座、第一传感器和第一导轨，所述主安装支座上设有丝杠下支座安装板，所述丝杠下支座安装板上设有链轮部件，所述链轮部件上设有上配重组件和下配重组件，所述主安装支座上设有外壳，所述外壳上连有拖链支架，所述拖链支架连接拖链，所述基础安装构架内还设有伺服电机，所述伺服电机连接联轴器，所述伺服电机设于电机安装座上，所述伺服电机还与第一传感器连接，所述外壳上设有第一导轨。

4.根据权利要求1所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述从动顶尖部件包括从动顶尖本体、压簧、肘夹、肘夹垫片、肘夹组件、肘夹拉板、上顶尖把手、夹紧组件、滑动板、把手安装板、把手连接件和限位组件，所述从动顶尖本体与压簧连接，所述压簧与肘夹连接，所述压簧与肘夹之间设有肘夹垫片，所述压簧内设有肘夹组件，所述肘夹组件与压簧之间设有肘夹拉板，所述从动顶尖本体的两侧设有上顶尖把手，所述从动顶尖部件的上部还设有夹紧组件，所述从动顶尖部件的内部设有滑动板，所述滑动板与把手安装板连接，所述把手安装板上设有把手连接件，所述把手连接件连接上顶尖把手，所述把手安装板与限位组件连接。

5.根据权利要求4所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述从动顶尖本体包括调整底座、第二导轨、安装板、上顶尖、第一顶尖、第一顶尖座、第一压紧套、第一向心球轴承和第一垫片，所述调整底座上设有第二导轨，所述第二导轨上设有安装板，所述安装板上设有上顶尖，所述上顶尖内设有第一顶尖，所述上顶尖外设有第一顶尖座，所述上顶尖与第一顶尖座之间设有第一压紧套，所述第一顶尖座的尾部设有第一向心球轴承，所述第一向心球轴承与第一垫片连接。

6.根据权利要求1所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述测量部件包括安装座、测量组件、测量组件罩壳、安装支架、放置板、拉线导向轮组件、感应块、测头、标度尺、测量电机组件、第二传感器、直角接头、传感器支架、测量位安装板、拖链安装板、测量工位配重罩壳和测量配重导向，所述安装座上设有两个测量组件，所述测量组件为左测量组件和右测量组件，所述测量组件上设有测量组件罩壳，所述测量组件通过安装支架与安装座连接，所述安装支架上设有放置板，所述放置板上设有拉线导向轮组件和感应块，所述安装支架上还设有测头，所述测头上设有标度尺，所述测头与测量电机组件连接，所述测量电机组件上设有第二传感器，所述第二传感器上设有直角接头，所述安装座上设有传感器支架，所述传感器支架上设有第二传感器，所述安装座上还设有测量位安装板和拖链安装板，所述测量组件罩壳内设有测量工位配重罩壳，所述测量工位配重罩壳内设有测量配重导向。

7.根据权利要求1所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述下顶尖组件包括下顶尖支座、第二顶尖座、下顶尖、第二压紧套、第二顶尖、第二向心球轴承、第二垫片、编码器安装座、旋转编码器、同步带轮、同步带、驱动组件与下顶尖驱动调整块，所述下顶尖支座上设有第二顶尖座，所述第二顶尖座内设有下顶尖，所述下顶尖与第二顶尖座之间设有第二压紧套，所述下顶尖内设有第二顶尖，所述下顶尖支座下设有第二向心球轴承，所述第二向心球轴承与第二垫片连接，所述下顶尖支座与编码器安装座连接，所述编码器安装座与旋转编码器连接，所述编码器安装座内设有同步带轮，所述同步带轮与同步带连接，所述同步带与驱动组件连接，所述驱动组件与下顶尖驱动调整块连接。

8.根据权利要求1所述的一种柔性轴量仪，其特征在于，所述悬臂显示器组件包括显示器外壳、显示屏、按钮、键盘支架、键盘托板、键盘、铰链座与过滤网，所述显示器外壳上设有显示屏，所述显示屏下设有按钮，所述显示器外壳下设有键盘支架，所述键盘支架内设有键盘托板，所述键盘托板内设有键盘，所述显示器外壳上还设有铰链座，所述铰链座与底座构架连接，所述显示器外壳的背面设有过滤网。