CN112033320A - 一种全自动高精度引伸计标定仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动高精度引伸计标定仪，电机轴向导向底座的上端设有电机导向板，腰型通槽内均设有沿腰型通槽内活动的深沟球轴承，深沟球轴承孔内有平衡杆穿过，电机连接法兰的下端连接有闭环步进电机，电机连接法兰的上端连接有分度轴导杆，分度轴导杆的外周套接有行程导套，分度轴导杆与行程导套之间连接有导杆法兰，行程导套内插接有与分度轴导杆连接的引伸计夹持移动导杆，主支架立柱上端连接有主支架副立柱，引伸计夹持移动导杆的上端设有对心杆，全自动高精度引伸计标定仪还包括光栅万分表和热敏打印机。通过采用带有高精度光电编码器的闭环步进电机作为动力和测量核心部件，能够精确的检测引伸计的位移变化量，分辨率可达0.1um。

Description

一种全自动高精度引伸计标定仪

技术领域

本发明是一种全自动高精度引伸计标定仪，主要用于各类引伸计的位移码值标定，也可广泛用于位移传感器的检定及相应百分表、千分表的高精度检定。

背景技术

目前市场主流的引伸计标定仪，是一种纯机械式结构，精度通常为0.2um左右，精度明显偏低，已无法满足客户更高的精度需求。并且纯机械式结构，需要人工手动操作，容易受到操作者的误操作和环境震动影响，进而导致标定结果出现较大偏差。此外还需要手动抄录标定结果，致使标定效率低下。另外纯机械式结构的引伸计标定仪，没有上下限位装置，没有异常警告装置，故而极易容易造成设备和引伸计的损坏。故此亟需开发一种全自动高精度引伸计标定仪来解决现有技术中的问题。

发明内容

为解决传统引伸计标定仪的精度低、标定效率慢、结果易出错，设备和引伸计易损坏的问题，本发明提供了一种全自动，标定精度高、标定速度较快，安全，标定结果精确的高精度引伸计标定仪。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全自动高精度引伸计标定仪，包括底壳，所述底壳上端设有微壳罩，所述微壳罩的两侧均设有把手，所述微壳罩上设有平板电脑，所述微壳罩的后侧设有后盖板和电源插座，所述后盖板上设有塑料暗拉手，所述微壳罩的上端设有盖板，所述底壳的上端面且位于微壳罩内部设有铝板材，所述铝板材的上端设有控制箱和电机轴向导向底座，所述电机轴向导向底座的上端相对于其中心对称设有一对电机导向板，所述电机导向板上均设有腰型通槽，所述腰型通槽内均设有沿腰型通槽内活动的深沟球轴承，所述深沟球轴承孔内有平衡杆穿过，所述平衡杆与电机连接法兰连接，所述电机连接法兰的下端连接有闭环步进电机，所述电机连接法兰的上端连接有分度轴导杆，所述分度轴导杆的外周套接有行程导套，所述分度轴导杆与行程导套之间连接有导杆法兰，所述行程导套内设有中部空腔，所述引伸计夹持移动导杆的一端且位于中部空腔内套接有压缩弹簧，所述行程导套内插接有与分度轴导杆连接的引伸计夹持移动导杆，所述铝板材的上端还设有主立柱支座，所述主立柱支座上端设有主支架立柱，所述主支架立柱上端连接有主支架副立柱，所述主支架立柱上套接有悬臂梁定位块以及夹持悬臂横梁，所述夹持悬臂横梁的上端设有固定头子，所述行程导套贯穿夹持悬臂梁设置，所述引伸计夹持移动导杆贯穿行程导套设置，所述夹持悬臂横梁的上端设有套接在引伸计夹持移动导杆的外周，所述引伸计夹持移动导杆的上端设有对心杆，所述对心杆固定在固定头子内，所述全自动高精度引伸计标定仪还包括光栅万分表和热敏打印机。

作为本发明进一步的方案：所述电机导向板的一侧设有限位安装板，所述限位安装板远离电机导向板的一侧且相对于限位安装板中心对称设有一对限位开关，所述限位开关沿竖直方向对称设置，所述单机连接法兰靠近限位安装板的一侧设有限位挡板，所述盖板上端设有报警指示灯。

作为本发明进一步的方案：所述电机连接法兰与分度轴导杆之间连接有双头夹紧套。

作为本发明进一步的方案：所述导杆法兰与分度轴导杆之间连接有分度轴螺纹套。

作为本发明进一步的方案：所述引伸计夹持移动导杆靠近行程导套的一侧设有第一V型斜槽，所述行程导套靠近引伸计夹持移动导杆的一侧设有位于第一V型斜槽内导向的内六角锥端紧定螺丝。

作为本发明进一步的方案：主支架副立柱靠近夹持悬臂横梁的一侧设有第二V型斜槽，所述内六角锥端紧定螺丝位于第二V型斜槽内导向。

作为本发明进一步的方案：所述盖板上设有供主支架立柱贯穿的第一防尘圈，所述盖板上还设有供行程导套贯穿的第二防尘圈。

作为本发明进一步的方案：所述主支架副立柱为中空螺纹孔结构，所述主支架副立柱的上端设有孔塞，所述孔塞下端带有螺纹，上端为大头遮挡盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用时，首先进行设备的通电，此时控制箱，平板电脑，热敏打印机，光栅万分表，闭环步进电机，限位开关开始通电。在平板电脑启动用工控软件，并成功连接控制箱。先用光栅万分表进行设备精度标定和校准，完成后，取下光栅万分表换上对心杆，将待测的引伸计的刀口装夹在对心杆的下端和引伸计夹持移动导杆的下端。然后按照实验的标准流程开始试验。软件输入指令，指令传递到控制箱，控制箱驱动闭环步进电机转动，进而通过双头夹紧套带动分度轴导杆运动，固定的分度轴螺纹套和行程导套有将旋转运动转换成直线运动的作用，再搭配的电机导向板，电机连接法兰，平衡杆，深沟球轴承，螺母组装后形成的导向作用，成功消除上述部件的旋转趋势，只保留轴向上下运动。再搭配压缩弹簧的回弹和收缩，最终实现将引伸计夹持移动导杆顶出或缩回的动作目的。从而带动引伸计刀口的标距位移变化。同时，因限位挡板固定在电机连接法兰上，故会产生同步轴向上下移动，搭配限位开关，限位挡板的作用，可以实现设备的行程保护目的。如若出现异常，控制箱会采集到异常信号处理后传到软件界面显示，并同时亮起报警指示灯，进而提示操作者进行故障排查。上面所述的的引伸计标定出的位移变化结果会传输到控制箱。经处理后显示在软件界面上，操作者根据需求进行数据的保存，导出和打印等后续操作。从而最终完成整个引伸计标定全过程。采用带有高精度光电编码器的闭环步进电机作为动力和测量核心部件，能够精确的检测引伸计的位移变化量，分辨率可达0.1um。

2、设备核心驱动部分，并通过采用闭环步进电机，高精度螺纹副传动，V形导向槽，压缩弹簧，平衡杆和深沟球轴承等结构件，将旋转运动转化为直线运动，可有效消除轴向位移运动过程中产生的间隙隐患，从而使标定的结果更加精确。

3、设备造型优美，结构轻巧，维修方便，重量轻，方便搬运。设备自动化程度高，大大的减少人工操作并消除不必要的人工误差。

4、大大的提高了标定结果精准率。另外通过软件的自动控制，采集，反馈，显示和报告打印，可快速完成标定实验过程，大大提高了操作者的工作效率。

5、适用于不同标距引伸计，引伸计标距从50-500mm范围内不等。

6、设备具有行程保护功能和故障报警功能，大大的提高了设备使用安全性。

7、该设备主要用于各类引伸计的位移码值标定，也可广泛用于位移传感器的检定及相应百分表、千分表的高精度检定。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

图1为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪第一视角的结构示意图；

图2为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪中驱动组件第一视角的结构示意图；

图3为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪中驱动组件第二视角的结构示意图；

图4为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪中驱动组件的侧视图；

图5为图4中C-C面的剖视图；

图6为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪第一视角的爆炸图；

图7为图6中A处的局部放大示意图；

图8为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪中引伸计夹持移动导杆与行程导套配合的剖视图；

图9为本发明所述全自动高精度引伸计标定仪第二视角的爆炸图；

图10为图9中B处的局部放大示意图。

图中：1、底壳；2、铝板材；3、控制箱；4、微壳罩；5、热敏打印机；6、把手；7、平板电脑；8、报警指示灯；9、盖板；10、第一防尘圈；11、第二防尘圈；12、孔塞；13、主支架副立柱；14、光栅万分表；15、对心杆；16、主支架立柱；17、固定头子；18、夹持悬臂横梁；19、引伸计夹持移动导杆；20、行程导套；21、悬臂梁定位块；22、导杆法兰；23、分度轴螺纹套；24、分度轴导杆；25、双头夹紧套；26、平衡杆；27、深沟球轴承；28、螺母；29、电机连接法兰；30、闭环步进电机；31、限位开关；32、限位安装板；33、电机导向板；34、电机轴向导向底座；35、限位挡板；36、主立柱支座；37、塑料暗拉手；38、后盖板；39、电源插座；40、压缩弹簧；41、第一V型斜槽；42、内六角锥端紧定螺丝；43、中部空腔；44、腰型通槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～10，本发明实施例中，一种全自动高精度引伸计标定仪，包括底壳1，所述底壳1上端设有微壳罩4，所述微壳罩4的两侧均设有把手6，所述微壳罩4上设有平板电脑7，所述微壳罩4的后侧设有后盖板38和电源插座39，所述后盖板38上设有塑料暗拉手37，所述微壳罩4的上端设有盖板9，所述底壳1的上端面且位于微壳罩4内部设有铝板材2，所述铝板材2的上端设有控制箱3和电机轴向导向底座34，所述电机轴向导向底座34的上端相对于其中心对称设有一对电机导向板33，所述电机导向板33上均设有腰型通槽44，所述腰型通槽44内均设有沿腰型通槽44内活动的深沟球轴承27，所述深沟球轴承27孔内有平衡杆26穿过，所述平衡杆26上与电机连接法兰29连接，所述电机连接法兰29的下端连接有闭环步进电机30，所述电机连接法兰29的上端连接有分度轴导杆24，所述分度轴导杆24的外周套接有行程导套20，所述分度轴导杆24与行程导套20之间连接有导杆法兰22，所述行程导套20内设有中部空腔43，所述引伸计夹持移动导杆19的一端且位于中部空腔43内套接有压缩弹簧40，所述行程导套20内插接有与分度轴导杆24连接的引伸计夹持移动导杆19，所述铝板材2的上端还设有主立柱支座36，所述主立柱支座36上端设有主支架立柱16，所述主支架立柱16上端连接有主支架副立柱13，所述主支架立柱16上套接有悬臂梁定位块21以及夹持悬臂横梁18，所述夹持悬臂横梁18的上端设有固定头子17，所述行程导套20贯穿夹持悬臂梁18设置，所述引伸计夹持移动导杆19贯穿行程导套20设置，所述夹持悬臂横梁18的上端设有套接在引伸计夹持移动导杆19的外周，所述引伸计夹持移动导杆19的上端设有对心杆15，所述对心杆15固定在固定头子17内，所述全自动高精度引伸计标定仪还包括光栅万分表14和热敏打印机5。使用时，首先进行设备的通电，此时控制箱3，平板电脑7，热敏打印机5，光栅万分表14，闭环步进电机30，限位开关31开始通电。在平板电脑7启动用工控软件，并成功连接控制箱3。先用光栅万分表14进行设备精度标定和校准，完成后，取下光栅万分表14换上对心杆15，将待测的引伸计的刀口装夹在对心杆15的下端和引伸计夹持移动导杆19的下端。然后按照实验的标准流程开始试验。软件输入指令，指令传递到控制箱3，控制箱3驱动闭环步进电机30转动，进而通过双头夹紧套25带动分度轴导杆24运动，固定的分度轴螺纹套23和行程导套20有将旋转运动转换成直线运动的作用，再搭配的电机导向板33，电机连接法兰29，平衡杆26，深沟球轴承27，平衡杆26与深沟球轴套27之间连接有螺母28，螺母28组装后形成的导向作用，成功消除上述部件的旋转趋势，只保留轴向上下运动。再搭配压缩弹簧40的回弹和收缩，最终实现将引伸计夹持移动导杆19顶出或缩回的动作目的。从而带动引伸计刀口的标距位移变化。同时，因限位挡板35固定在电机连接法兰29上，故会产生同步轴向上下移动，搭配限位开关31，限位挡板35的作用，可以实现设备的行程保护目的。如若出现异常，控制箱3会采集到异常信号处理后传到软件界面显示，并同时亮起报警指示灯8，进而提示操作者进行故障排查。上面所述的的引伸计标定出的位移变化结果会传输到控制箱3。经处理后显示在软件界面上，操作者根据需求进行数据的保存，导出和打印等后续操作。从而最终完成整个引伸计标定全过程。采用带有高精度光电编码器的闭环步进电机作为动力和测量核心部件，能够精确的检测引伸计的位移变化量，分辨率可达0.1um。

在本实施例中，所述电机导向板33的一侧设有限位安装板32，所述限位安装板32远离电机导向板33的一侧且相对于限位安装板32中心对称设有一对限位开关31，所述限位开关31沿竖直方向对称设置，所述单机连接法兰靠近限位安装板32的一侧设有限位挡板35，所述盖板9上端设有报警指示灯8。限位开关31的设置起到了形成保护作用，防止设备超行程。

在本实施例中，所述电机连接法兰29与分度轴导杆24之间连接有双头夹紧套25。双头夹紧套25的设置进一步提高了电机连接法兰29与分度轴导杆24之间连接的稳定性。

在本实施例中，所述导杆法兰22与分度轴导杆24之间连接有分度轴螺纹套23。分度轴螺纹套23的设置进一步提高了导杆法兰22与分度轴导杆24之间连接的稳定性。

在本实施例中，所述引伸计夹持移动导杆19靠近行程导套20的一侧设有第一V型斜槽41，所述行程导套20靠近引伸计夹持移动导杆19的一侧设有位于第一V型斜槽41内活动的内六角锥端紧定螺丝42。内六角锥端紧定螺丝42的锥面与引伸计夹持移动导杆19上的第一V型斜槽41的斜面配合，起到轴向线型导向作用，可有效避免窜动，进一步保证设备的同轴度。

在本实施例中，主支架副立柱13靠近夹持悬臂横梁18的一侧设有第二V型斜槽，所述内六角锥端紧定螺丝42位于第二V型斜槽内导向。内六角锥端紧定螺丝42的锥面与引伸计夹持移动导杆19上的第二V型斜槽的斜面配合，起到轴向线型导向作用，可有效避免窜动，进一步保证设备的同轴度。

在本实施例中，所述盖板9上设有供主支架立柱16贯穿的第一防尘圈10，所述盖板9上还设有供行程导套20贯穿的第二防尘圈11。通过设置第一防尘圈10和第二防尘圈11可以起到很好的防尘作用，避免标定仪内部进灰。

在本实施例中，所述主支架副立柱13为中空螺纹孔结构，所述主支架副立柱13的上端设有孔塞12，所述孔塞12下端带有螺纹，上端为大头遮挡盘。孔塞12的设置起到了美观装饰和防水、防尘的作用。

可以理解的，底壳1为钣金零件，带有造型。带有矩形凹槽和四组螺丝过孔。以方便铝板材2的嵌入式安装。

可以理解的，微壳罩4下端有有矩形凹槽和四个螺纹孔，以方便铝板材2的嵌入式安装。

可以理解的，微壳罩4左侧面有四个DB9航插外接口，用以位移信号采集和外接扩展。

可以理解的，平衡杆26两端为螺纹杆结构，一端固定在电机连接法兰29的侧面上。另一端用于安装螺母28。

可以理解的，电机连接法兰29为方形中空法兰零件，上下两面带有沉孔结构的安装孔位，下面孔位用来安装闭环步进电机30。另外其两侧留有螺孔，用来安装平衡杆26。

可以理解的，闭环步进电机30带有高精度光电编码器，电机轴通过双头夹紧套25与分度轴导杆24下端以夹紧的方式进行连接。

可以理解的，分度轴导杆24上端为高精度螺纹副结构，可使其与分度轴螺纹套23进行无间隙螺纹连接和传动。

可以理解的，分度轴螺纹套23为法兰式零件，通过嵌入式装配固定在在导杆法兰22上。

可以理解的，导杆法兰22为法兰式零件，通过嵌入式装配固定在行程导套20上。

可以理解的，行程导套20为中空杆状零件，内部可供引伸计夹持移动导杆19穿过。行程导套20上端外圆柱面上有以螺孔，用以安装内六角锥端紧定螺丝。

可以理解的，引伸计夹持移动导杆19为杆状阶梯轴零件。其上带有V型槽。其下大端平面与分度轴导杆24顶端面无间隙接触。

可以理解的，压缩弹簧40套在引伸计夹持移动导杆19上，并放置在行程导套20中部空腔内。初始状态为预压缩状态。

可以理解的，主立柱支座36为法兰状中空阶梯轴零件，带有螺丝安装过孔，安装在铝板材2左后侧相对应的孔位内。

可以理解的，固定头子17为台阶圆柱状零件，中间通孔。其上有三条形变释放槽。当夹持圆柱面受到的作用时，零件本身会产生弹性形变，进而缩中间通孔的尺寸，最终达到夹紧对心杆15或光栅万分表14的目的。

可以理解的，对心杆15为实心光滑圆杆零件。可在固定头子17上下调节。也可以在任意位置通过固定头子17夹持作用固定住。

可以理解的，光栅万分表14为高精度数显万分表，精度可达0.1um。主要用于设备的精度标定和校准。

可以理解的，平板电脑7嵌入式安装在微壳罩4指定斜面孔位内。预先安装专用工控软件。是人机的重要交互界面。可通过他可以十分方便的实现设备的操控和引伸计标定数据的显示，保存，打印。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，包括底壳，所述底壳上端设有微壳罩，所述微壳罩的两侧均设有把手，所述微壳罩上设有平板电脑，所述微壳罩的后侧设有后盖板和电源插座，所述后盖板上设有塑料暗拉手，所述微壳罩的上端设有盖板，所述底壳的上端面且位于微壳罩内部设有铝板材，所述铝板材的上端设有控制箱和电机轴向导向底座，所述电机轴向导向底座的上端相对于其中心对称设有一对电机导向板，所述电机导向板上均设有腰型通槽，所述腰型通槽内均设有沿腰型通槽内滚动的深沟球轴承，所述深沟球轴承孔内有平衡杆穿过，所述平衡杆与电机连接法兰连接，所述电机连接法兰的下端连接有闭环步进电机，所述电机连接法兰的上端连接有分度轴导杆，所述分度轴导杆的外周套接有行程导套，所述分度轴导杆与行程导套之间连接有导杆法兰，所述行程导套内设有中部空腔，所述引伸计夹持移动导杆的一端且位于中部空腔内套接有压缩弹簧，所述行程导套内插接有与分度轴导杆连接的引伸计夹持移动导杆，所述铝板材的上端还设有主立柱支座，所述主立柱支座上端设有主支架立柱，所述主支架立柱上端连接有主支架副立柱，所述主支架立柱上套接有悬臂梁定位块以及夹持悬臂横梁，所述夹持悬臂横梁的上端设有固定头子，所述行程导套贯穿夹持悬臂梁设置，所述引伸计夹持移动导杆贯穿行程导套设置，所述夹持悬臂横梁的上端设有套接在引伸计夹持移动导杆的外周，所述引伸计夹持移动导杆的上端设有对心杆，所述对心杆固定在固定头子内，所述全自动高精度引伸计标定仪还包括光栅万分表和热敏打印机。

2.根据权利要求1所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，所述电机导向板的一侧设有限位安装板，所述限位安装板远离电机导向板的一侧且相对于限位安装板中心对称设有一对限位开关，所述限位开关沿竖直方向对称设置，所述单机连接法兰靠近限位安装板的一侧设有限位挡板，所述盖板上端设有报警指示灯。

3.根据权利要求1所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，所述电机连接法兰与分度轴导杆之间连接有双头夹紧套。

4.根据权利要求1所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，所述导杆法兰与分度轴导杆之间连接有分度轴螺纹套。

5.根据权利要求1所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，所述引伸计夹持移动导杆靠近行程导套的一侧设有第一V型斜槽，所述行程导套靠近引伸计夹持移动导杆的一侧设有位于第一V型斜槽内导向的内六角锥端紧定螺丝。

6.根据权利要求5所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，主支架副立柱靠近夹持悬臂横梁的一侧设有第二V型斜槽，所述内六角锥端紧定螺丝位于第二V型斜槽内导向。

7.根据权利要求1所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，所述盖板上设有供主支架立柱贯穿的第一防尘圈，所述盖板上还设有供行程导套贯穿的第二防尘圈。

8.根据权利要求1所述的一种全自动高精度引伸计标定仪，其特征在于，所述主支架副立柱为中空螺纹孔结构，所述主支架副立柱的上端设有孔塞，所述孔塞下端带有螺纹，上端为大头遮挡盘。

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