CN111975456A - 一种在线测量装置以及机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线测量装置以及机床，所述在线测量装置包括测量组件以及驱动机构，所述测量组件包括导向机构、沿设定方向滑动设置于所述导向机构上的测头以及设置于所述测头上的测针，所述驱动机构用于驱动所述测头滑动。根据本发明实施例的在线测量装置以及机床，不仅结构简单，而且能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。

Description

一种在线测量装置以及机床

技术领域

本发明涉及一种机床，特别涉及一种在线测量装置以及机床。

背景技术

在工件的加工过程中，需要对工件的尺寸进行测量，以检测加工后的工件是否合格或者根据检测结果调节加工参数进行余量分配。

现有的测量方法是在加工工件的机床上安装测量装置，测量装置包括设置于机床上的油缸、设置于油缸活塞杆上的测头以及设置于测头上的测针。以被加工工件为齿轮时为例，使用时，油缸通过活塞杆的伸长带动测头朝靠近齿轮的方向移动，当测头移动至设定位置后，测头上的测针即可测量出齿轮上对应的区域在机床坐标系中的实际坐标值，之后运行机床，使齿轮上其它位置的区域与测针依次对应，然后重复上述的测量过程即可依次测量出齿轮上其它位置的区域在机床坐标系中的实际坐标值，之后将齿轮的实际坐标值与理论坐标值进行对比，即可检测出被加工齿轮的尺寸是否符合要求。

现有的测量装置存在以下弊端：由于活塞杆移动的过程中容易出现细微的转动或者摆动，进而带动测头移动后，测头的实际位置与设定位置会存在偏差，从而造成测量结果不准确。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面实施例提出一种在线测量装置，不仅结构简单，而且能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。

此外，本发明第二方面实施例提出一种具有本发明第一方面实施例的在线测量装置的机床。

根据本发明第一方面实施例的在线测量装置，包括:

测量组件，所述测量组件包括导向机构、沿设定方向滑动设置于所述导向机构上的测头以及设置于所述测头上的测针；

驱动机构，用于驱动所述测头滑动。

根据本发明第一方面实施例的在线测量装置，至少具有如下技术效果：本发明实施例的在线测量装置可以安装在用于加工工件的机床上并靠近工件的位置，需要对被加工工件的尺寸进行测量时，驱动机构驱动测头在导向机构上朝靠近工件的方向滑动，当测头滑动至设定位置后，测头上的测针即可测量被加工工件的尺寸。本发明实施例的在线测量装置不仅结构简单，而且当驱动机构驱动测头滑动时，导向机构能够起到导向作用，即引导测头只沿设定的方向滑动，不会因为驱动机构的问题而出现转动或者摆动的情况，进而测头能够精准地滑动至设定的位置，而不会与设定的位置发生偏差，进而能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。

根据本发明的一些实施例，所述导向机构包括导轨以及沿所述测头的移动方向滑动设置于所述导轨上的滑块，所述测头设置于所述滑块上，所述驱动机构连接所述滑块。

根据本发明的一些实施例，所述导轨的末端设置有定位部，所述滑块上对应设置有顶持部，所述顶持部于所述滑块滑动至设定位置时顶持所述定位部。

根据本发明的一些实施例，所述定位部与所述顶持部之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构用于缓冲所述顶持部顶持所述定位部时产生的冲击力。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲机构包括设置于所述定位部上的缓冲杆、对应设置于所述顶持部上的缓冲孔以及设置于所述缓冲孔内的弹性件，所述缓冲杆于所述滑块朝靠近所述定位部的方向滑动的过程中能够伸入所述缓冲孔内并顶持所述弹性件。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲机构包括设置于所述顶持部上的缓冲杆、对应设置于所述定位部上的缓冲孔以及设置于所述缓冲孔内的弹性件，所述缓冲杆于所述滑块朝靠近所述定位部的方向滑动的过程中能够伸入所述缓冲孔内并顶持所述弹性件。

根据本发明的一些实施例，所述弹性件为弹簧或者弹性橡胶。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲机构包括设置于所述定位部上的液压缓冲器，所述液压缓冲器于所述滑块朝靠近所述定位部的方向滑动的过程中能够弹性顶持所述顶持部。

根据本发明的一些实施例，所述在线测量装置还包括清洁机构，所述清洁机构用于清洁所述顶持部和所述定位部相靠近的一端。

根据本发明第二方面实施例的一种机床，设置有床身，所述床身上设置有根据本发明第一方面实施例的在线测量装置。

根据本发明第二方面实施例的机床，至少具有如下技术效果：能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为缓冲机构是第一种结构时的示意图；

图3为缓冲机构是第二种结构时的示意图；

图4为图3于A处的局部放大图；

图5为顶持部与定位部顶持时的结构示意图；

附图标记：

测头100、测针101、安装座102；驱动机构200、自对中组件201；导向机构300、导轨301、滑块302、定位部303、顶持部304；缓冲杆401、缓冲孔402、弹性件403、液压缓冲器404；清洁机构500；床身600。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1至图5描述根据本发明实施例的在线测量装置以及机床。

根据本发明第一方面实施例的在线测量装置，如图1至图3所示，包括测量组件以及驱动机构200，测量组件包括导向机构300、沿设定方向滑动设置于导向机构300上的测头100以及设置于测头100上的测针101，驱动机构200用于驱动测头100滑动。

本实施例的在线测量装置可以安装在加工工件的机床上并靠近工件的位置，需要对被加工工件的尺寸进行测量时，驱动机构200驱动测头100朝靠近工件的方向在导向机构300上滑动，当测头100滑动至设定位置后，测头100上的测针101即可测量被加工工件的尺寸。本发明实施例的在线测量装置不仅结构简单，而且当驱动机构200驱动测头100滑动时，导向机构300能够起到导向作用，即引导测头100只沿设定的方向滑动，而不会因为驱动机构200的问题而出现测头100转动或者摆动的情况，进而测头100能够精准地滑动至设定的位置，而不会与设定的位置发生偏差，进而能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。

需要说明的是，驱动机构200可以是气缸，气缸的缸体部分可以安装在机床上，气缸的活塞杆部分连接测头100，当需要对工件进行测量时，气缸的活塞杆部分通过自身的伸长带动测头100朝靠近工件的方向滑动，当测头100滑动至设定位置后，测头100上的测针101即可测量工件的尺寸。当测量完成后，气缸的活塞杆部分通过自身的收缩带动测头100朝远离工件的方向滑动即可，操作简单，省时省力。驱动机构200为气缸，经济环保，运行稳定，产生的噪声低。当然，驱动机构200也可以是油缸，油缸在市场上有出售，其工作过程和工作原理在此不再赘述。驱动机构200驱动测头100移动时会产生偏差，以驱动机构200为油缸时为例，由于制造精度以及油缸的自身特性等原因，油缸的活塞杆在伸缩的过程中，活塞杆的末端会发生细微的转动以及摆动，进而活塞杆带动测头100移动时，会相应地与设定的移动方向产生偏差，从而使测头100移动后的实际位置与设定位置存在偏差，从而造成测量结果不准确。测头100可以是常用的机床测头，机床测头根据实际需求可以是触发式测头或者扫描测头，测头100上设置有测针101，测针101根据其针头的材质的不同可以包括红宝石测针、氮化硅测针、不锈钢测针、陶瓷测针以及碳化钨测针等。

在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，导向机构300包括导轨301以及滑动设置于导轨301上的滑块302，测头100设置于滑块302上，驱动机构200连接滑块302。滑块302沿导轨301滑动的方向为测头100的移动方向，进而当驱动机构200驱动滑块302沿导轨301滑动时，滑块302能够带动测头100沿设定方向进行移动，而不会带动测头100转动或者摆动，进而测头100能够精准地移动至设定的位置，而不会与设定的位置发生偏差，进而能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。需要说明的是，导向机构300也可以包括设置于机床上的滑槽以及滑动安装于滑槽内的滑块302，测头100设置在滑块302上，或者包括设置于机床上且截面积不为圆形的引导杆以及滑动套设于引导杆上的滑块302，测头100设置在滑块302上，导向机构300只需要能够引导测头100沿设定方向移动，而不会发生转动或者摆动即可。此外，可以是驱动机构200的输出端直接连接滑块302，也可以是驱动机构200的输出端通过传动机构连接滑块302。以驱动机构200为气缸时为例，气缸的缸体部分设置在机床上，滑块302与气缸的活塞杆之间可以设置有自对中组件201，自对中组件201包括沿测头100的移动方向设置于滑块302上的连接轴以及设置于连接轴靠近活塞杆一端的连接套，活塞杆的末端配合安装于连接套内，即可实现滑块302与气缸的活塞杆的连接。滑块302上可以设置有用于安装测头100的安装座102，测头101安装于安装座102上。

在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，导轨301的末端设置有定位部303，滑块302上对应设置有顶持部304，顶持部304于滑块302滑动至设定位置时顶持定位部303。可以理解的是，定位部303的位置对应测针101测量工件时的位置，进而当滑块302沿着导轨301滑动至顶持部304刚好顶持定位部303时，滑块302带动测头100上的测针101刚好移动至测量工件时的位置，从而能够避免由于驱动机构200自身的制造精度或者控制精度的问题而导致滑块302滑动的距离过度，使测头100上的测针101移动的距离超出测量工件时的位置而导致测量结果不准确的问题。同时能够避免测头100上的测针101移动的距离超出测量工件时的位置过多而与工件发生干涉而损坏工件或者测针101。需要说明的是，定位部303和顶持部304相靠近的一端均可以是相适配的竖直接触面，进而定位部303和顶持部304相顶持时能够避免发生应力集中而损坏定位部303和顶持部304。

在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，定位部303与顶持部304之间设置有缓冲机构，缓冲机构用于缓冲顶持部304顶持定位部303时产生的冲击力。驱动机构200(例如气缸)带动滑块302高速滑动时会产生较大的冲击力，进而定位部303和顶持部304相顶持时可能会因为受到的冲击力过大而造成损坏，缓冲机构能够有效缓冲顶持部304顶持定位部303时产生的冲击力，进而能够避免或者减缓定位部303和顶持部304因为受到较大的冲击力而造成损坏。可以理解的是，缓冲机构也可以是设置在滑块302与导轨310之间，只要能够减少顶持部304将要顶持定位部303时滑块302的滑动速度，进而同样能够有效缓冲顶持部304顶持定位部303时产生的冲击力。

在本发明的一些实施例中，缓冲机构包括设置于定位部303上的缓冲杆401、对应设置于顶持部304上的缓冲孔402以及设置于缓冲孔402内的弹性件403，缓冲杆401于滑块302朝靠近定位部303的方向滑动的过程中能够伸入缓冲孔402内并顶持弹性件403。如图4所示，缓冲杆401可以设置于定位部303靠近顶持部304的一端，缓冲杆401的长度方向可以平行于滑块302的滑动方向，缓冲孔402可以设置于顶持部304靠近定位部303的一端，缓冲孔402的开口方向朝向定位部303，缓冲孔402的长度方向与缓冲杆401的长度方向一致，弹性件403可以设置于缓冲孔402的内端，当滑块302朝靠近定位部303的方向滑动时，缓冲孔402朝靠近缓冲杆401的方向移动，当滑块302滑动至设定位置，缓冲杆401靠近缓冲孔402的一端能够伸入缓冲孔402内，当滑块302朝靠近定位部303的方向继续滑动时，如图5所示，缓冲杆401能够逐渐顶持弹性件403，弹性件403压缩并对缓冲杆401进行弹性施压，也就是将顶持部304与定位部303之间的刚性冲击力转换为弹性作用力，从而能够避免或减缓定位部303和顶持部304相顶持时造成损坏的情况。可以理解的是，为了使定位部303和顶持部304能够相顶持，缓冲孔402的长度需要长于缓冲杆401的长度，且弹性件403需要可以压缩至缓冲杆401能够完全伸入到缓冲孔402内的状态。

此外，在本发明的一些实施例中，缓冲机构也可以是包括设置于顶持部304上的缓冲杆401、对应设置于定位部303上的缓冲孔402以及设置于缓冲孔402内的弹性件403，缓冲杆401于滑块302朝靠近定位部303的方向滑动的过程中能够伸入缓冲孔402内并顶持弹性件403。同样能够将顶持部304与定位部303之间的刚性冲击力转换为弹性作用力，从而能够避免或减缓定位部303和顶持部304相顶持时造成损坏的情况。

在本发明的一些实施例中，弹性件403为弹簧或者弹性橡胶。弹簧或者弹性橡胶弹性好、价格实惠并且来源广。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，缓冲机构还可以是包括设置于定位部303上的液压缓冲器404，液压缓冲器404于滑块302朝靠近定位部303的方向滑动的过程中能够弹性顶持顶持部304。液压缓冲器404是利用液压阻尼作用来起到缓冲作用的装置，在市场上有出售，其具体结构和具体工作原理在此不再赘述。液压缓冲器404可以对应顶持部304设置于定位部303的内部或者上端或者两侧，液压缓冲器404的伸缩方向为滑块302的滑动方向，液压缓冲器404处于自然状态时，其靠近顶持部304的一端突出于定位部303，当滑块302朝靠近定位部303的方向滑动时，顶持部304首先顶持液压缓冲器404靠近顶持部304的一端，液压缓冲器404收缩并对顶持部304起到缓冲，当滑块302朝靠近定位部303的方向继续滑动时，液压缓冲器404继续收缩直至回缩到不突出于定位部303的状态，此时，顶持部304刚好能够顶持定位部303。液压缓冲器404同样能够将顶持部304与定位部303之间的刚性冲击力转换为弹性作用力，从而能够避免或减缓定位部303和顶持部304相顶持时造成损坏的情况。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，在线测量装置还包括清洁机构500，清洁机构500用于清洁顶持部304和定位部303相靠近的一端。清洁机构500能够对顶持部304和定位部303相靠近的一端进行清洁，进而能够避免顶持部304和定位部303的接触端上存在灰尘而影响顶持部304和定位部303之间的配合，从而使测头100能够精准地移动至设定的位置，而不会与设定的位置发生偏差，进而能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。需要说明的是，清洁机构500可以设置在定位部303靠近顶持部304的一端的附近，当顶持部304接近定位部303时，清洁机构500能够同时对清洁顶持部304和定位部303相靠近的一端进行清洁，清洁效率高。清洁机构500也可以是两个，一个设置在顶持部304上，另一个设置在定位部303靠近顶持部304的一端的附近，两个清洁机构500分别对顶持部304和定位部303相靠近的一端进行清洁。可以理解的是，清洁机构500可以是吹风机或者抽风机，吹风机的出风口或者抽风机的抽风口朝向清洁顶持部304和定位部303相靠近的一端即可。

根据本发明第二方面实施例的机床，如图1至图3所示，设置有床身600，床身600上设置有根据本发明第一方面实施例的在线测量装置。机床可以是用于加工齿轮的机床或者用于加工其它工件的机床，以加工齿轮的机床为例，本发明第一方面实施例的在线测量装置可以设置在机床的床身600上，并靠近齿轮的位置，需要对齿轮的尺寸进行测量时，驱动机构200驱动测头100朝靠近齿轮的方向移动，当测头100移动至设定位置后，测头100上的测针101即可测量齿轮的尺寸。本实施例的机床，当驱动机构200驱动测头100移动时，导向机构300能够起到导向作用，即引导测头100只沿设定的方向移动，而不会因为驱动机构200的问题而出现测头100转动或者摆动的情况，进而测头100能够精准地移动至设定的位置，而不会与设定的位置发生偏差，进而能够准确地对被加工工件的尺寸进行测量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种在线测量装置，其特征在于，包括：

测量组件，所述测量组件包括导向机构、沿设定方向滑动设置于所述导向机构上的测头以及设置于所述测头上的测针；

驱动机构，用于驱动所述测头滑动。

2.根据权利要求1所述的在线测量装置，其特征在于，所述导向机构包括导轨以及滑动设置于所述导轨上的滑块，所述测头设置于所述滑块上，所述驱动机构连接所述滑块。

3.根据权利要求2所述的在线测量装置，其特征在于，所述导轨的末端设置有定位部，所述滑块上对应设置有顶持部，所述顶持部于所述滑块滑动至设定位置时顶持所述定位部。

4.根据权利要求3所述的在线测量装置，其特征在于，所述定位部与所述顶持部之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构用于缓冲所述顶持部顶持所述定位部时产生的冲击力。

5.根据权利要求4所述的在线测量装置，其特征在于，所述缓冲机构包括设置于所述定位部上的缓冲杆、对应设置于所述顶持部上的缓冲孔以及设置于所述缓冲孔内的弹性件，所述缓冲杆于所述滑块朝靠近所述定位部的方向滑动的过程中能够伸入所述缓冲孔内并顶持所述弹性件。

6.根据权利要求4所述的在线测量装置，其特征在于，所述缓冲机构包括设置于所述顶持部上的缓冲杆、对应设置于所述定位部上的缓冲孔以及设置于所述缓冲孔内的弹性件，所述缓冲杆于所述滑块朝靠近所述定位部的方向滑动的过程中能够伸入所述缓冲孔内并顶持所述弹性件。

7.根据权利要求5或6所述的在线测量装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧或者弹性橡胶。

8.根据权利要求4所述的在线测量装置，其特征在于，所述缓冲机构包括设置于所述定位部上的液压缓冲器，所述液压缓冲器于所述滑块朝靠近所述定位部的方向滑动的过程中能够弹性顶持所述顶持部。

9.根据权利要求3至6中任意一项所述的在线测量装置，其特征在于，所述在线测量装置还包括清洁机构，所述清洁机构用于清洁所述顶持部和所述定位部相靠近的一端。

10.一种机床，设置有床身，其特征在于，所述床身上设置有权利要求1至9中任意一项所述的在线测量装置。

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