CN113997121B - 一种数控车床主轴偏移量检测机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于车床附件技术领域，且公开了一种数控车床主轴偏移量检测机构，包括固定柱，所述固定柱的外侧面活动安装有弹性夹环，所述弹性夹环的左端通过转轴转动连接有安装杆，所述安装杆的左端固定安装有固定架，所述固定架左侧的顶端固定安装有遮光板。本发明通过上下偏转时，射出的激光便不会位于反光镜的中心点，此时经过反光镜折射而出的激光也不会位于刻度尺的中心点，且会相对刻度尺中心点发生偏移，此时主轴的偏移量即可完成测量，由于检测组件和反光镜以及遮光板之间并未直接接触而是利用光线直线传播的特性进行测量，所以不存在机械磨损，长时间使用后仍然存在较高的精度，从而实现了长时间使用后不影响检测精度的优点。

Description

一种数控车床主轴偏移量检测机构

技术领域

本发明属于车床附件技术领域，具体为一种数控车床主轴偏移量检测机构。

背景技术

数控车床是使用较为广泛的数控机床之一，它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等，数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件，数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件，数控车床主要利用电机带动主轴的旋转且使用夹盘对工件进行夹持后配合刀具实现工件的加工，加工效率较高。

由于数控车床在加工时需要利用主轴带动工件旋转实现工件的机械加工，而在工件机械加工过程中，工件的加工精度是至关重要的，而工件的加工精度除了加工时的参数等因素外，影响机械加工最重要的因素为主轴的精度，即当主轴发生偏移时，由于主轴处于高速旋转状态，主轴的微小偏移均会转变为主轴的跳动，现有技术中为了对主轴的精度进行检测，一般利用主轴检测工具实现主轴跳动的检测，其一般包含支架和千分表，以及安装在主轴上的转杆，通过将转杆与主轴进行连接，而千分表的底端与转杆之间进行接触，当转杆因为主轴误差引起跳动时，即会对千分表进行传导，最终实现测量，由于采用了接触式的测量方式导致长时间的使用后接触点部分会产生一定的磨损，而此时磨损部位与其他部位的直径不同，那么对千分表的压力也会不同，此时就会对测量精度造成较大的影响，影响实际测量精度。

目前所采用的主轴精度检测装置，一般包含插入的钻杆和千分表以及支架构成，在实际检测前，常需要进行校准操作，以消除测量误差，现有的校准过程一般为将钻杆插入主轴的内部，放置好支架后通过调整千分表的上下高度来带动千分尺上下移动，并带动千分表底端的压力点与钻杆的外表面进行接触，并通过微调底端的检测点使得千分表的刻度处于零点上，调节极为不便，同时由于机械磨损以及支架稳定性也会造成校准数据的不准，进而影响后续测量过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控车床主轴偏移量检测机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控车床主轴偏移量检测机构，包括固定柱，所述固定柱的外侧面活动安装有弹性夹环，所述弹性夹环的左端通过转轴转动连接有安装杆，所述安装杆的左端固定安装有固定架，所述固定架左侧的顶端固定安装有遮光板，所述固定架左侧的底端固定安装有位于遮光板正下方的反光镜，所述反光镜的正面设有检测组件，所述检测组件的中心点与反光镜的中心点处于同一水平线上。

优选的，所述遮光板的中部固定安装有玻璃板，所述遮光板的正面固定安装有位于玻璃板左右两侧的刻度尺，所述反光镜的顶端与其底端之间的夹角为四十五度，由于检测组件和反光镜以及遮光板之间并未直接接触而是利用光线直线传播的特性进行测量，所以不存在机械磨损，长时间使用后仍然存在较高的精度。

优选的，所述检测组件包括激光笔，所述激光笔的后端固定安装有轴承，所述轴承的后端固定安装有配重块。

优选的，所述轴承的内部固定安装有延长杆，所述延长杆与数控车床的主轴之间进行固定，所述激光笔和配重块的重量相同。

优选的，所述延长杆的外侧面螺纹连接有限位环，所述限位环的数量为两个且分别位于轴承的左右两侧，当需要对主轴的偏移量进行测量时，可通过将延长杆插入主轴内部，并锁紧限位环，调整好激光笔使得激光笔射出的激光与反光镜的中心处于同一水平线上，并转动主轴，当主轴转动时会带动延长杆的转动，延长杆在轴承内部的作用下相对轴承外侧面转动，当主轴发生偏移时，延长杆随即发生跳动，激光笔在配重块的作用下随即发生上下偏转，而当激光笔发生上下偏转时，射出的激光便不会位于反光镜的中心点，此时经过反光镜折射而出的激光也不会位于刻度尺的中心点，且会相对刻度尺中心点发生偏移，此时主轴的偏移量即可完成测量。

优选的，所述固定柱的底端固定安装有底座，所述固定柱的顶端固定安装有限位板，所述弹性夹环的右端活动安装有锁定螺栓，所述弹性夹环通过锁定螺栓与固定柱之间活动套接，进行校准时，可将底座固定好后，根据需要调整弹性夹环的高度并锁紧锁定螺栓，完成安装杆高度的调节。

优选的，所述固定柱外侧面的前后两侧均固定安装有滑轨，所述滑轨的内部均活动卡接有滑块，所述滑块的一端通过转轴转动连接有连杆。

优选的，所述安装杆左右两侧的中部均固定安装有固定轴，所述连杆的另一端均与固定轴的外侧面固定连接，两个所述滑块的右侧设有把手，两个所述滑块通过把手相连接，可将延长杆插入主轴内部锁紧限位环，并使得激光笔与车床的顶端处于平行关系，并通过上下移动把手即可带动滑块的上下位移，此时由于连杆与滑块之间转动连接而其与固定杆之间的角度不变，那么连杆长度不变的情况下，根据三角形内角和定律，连杆与滑块之间的夹角就会发生改变，进而对安装杆传递扭转力带动安装杆相对弹性夹环摆动，进而带动前端的反光镜和遮光板摆动，当激光笔射出的激光刚好位于反光镜的正中央即位于刻度尺的中心点时即可完成校准操作，无需反复调节检测点，同时不存在机械接触不会受到机械磨损的干扰。

优选的，所述底座的底端等角度开设有活动槽，所述活动槽的内部活动安装有活动块，所述活动块的底端均固定安装有锁紧块。

优选的，所述活动块的一端均固定安装有位于活动槽内部的限位弹簧，所述限位弹簧的另一端与活动槽的另一侧固定连接，使用前需要对该装置进行固定时，可选取合适的圆柱形固定点，将三个锁定块的内侧面与圆柱形固定点的外侧面进行接触，此时位于活动块一端的限位弹簧即可提供弹力带动活动块向内侧移动，进而带动锁定块的向内侧移动对圆柱形固定点施加压力完成锁定，增加稳定性。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在固定柱外侧面活动安装有弹性夹环，并在弹性夹环的一端转动连接有安装杆，同时在安装杆的另一端固定有固定架，并在固定架的一端安装有反光镜以及遮光板，当需要对主轴的偏移量进行测量时，可通过将延长杆插入主轴内部，并锁紧限位环，调整好激光笔使得激光笔射出的激光与反光镜的中心处于同一水平线上，并转动主轴，当主轴转动时会带动延长杆的转动，延长杆在轴承内部的作用下相对轴承外侧面转动，当主轴发生偏移时，延长杆随即发生跳动，激光笔在配重块的作用下随即发生上下偏转，而当激光笔发生上下偏转时，射出的激光便不会位于反光镜的中心点，此时经过反光镜折射而出的激光也不会位于刻度尺的中心点，且会相对刻度尺中心点发生偏移，此时主轴的偏移量即可完成测量，由于检测组件和反光镜以及遮光板之间并未直接接触而是利用光线直线传播的特性进行测量，所以不存在机械磨损，长时间使用后仍然存在较高的精度，从而实现了长时间使用后不影响检测精度的优点。

2、本发明通过在固定架的一端固定有安装杆，而安装杆则与弹性夹环之间转动连接，同时安装杆的左右两侧则通过固定轴固定有连杆，同时连杆的另一端则通过转轴与滑块之间转动连接，检测前，需要进行校准时，可将底座固定好后，根据需要调整弹性夹环的高度并锁紧锁定螺栓，同时将延长杆插入主轴内部锁紧限位环，并使得激光笔与车床的顶端处于平行关系，并通过上下移动把手即可带动滑块的上下位移，此时由于连杆与滑块之间转动连接而其与固定杆之间的角度不变，那么连杆长度不变的情况下，根据三角形内角和定律，连杆与滑块之间的夹角就会发生改变，进而对安装杆传递扭转力带动安装杆相对弹性夹环摆动，进而带动前端的反光镜和遮光板摆动，当激光笔射出的激光刚好位于反光镜的正中央即位于刻度尺的中心点时即可完成校准操作，无需反复调节检测点，同时不存在机械接触不会受到机械磨损的干扰，从而实现了可快速校准的优点。

3、本发明通过在底座的底端等角度开设有活动槽，并在活动槽的内部活动安装有活动块，同时在活动块的底端固定有锁定块，而在活动槽的内部则安装有限位弹簧与活动块相连接，在使用前需要对该装置进行固定时，可选取合适的圆柱形固定点，将三个锁定块的内侧面与圆柱形固定点的外侧面进行接触，此时位于活动块一端的限位弹簧即可提供弹力带动活动块向内侧移动，进而带动锁定块的向内侧移动对圆柱形固定点施加压力完成锁定，增加稳定性，从而实现了检测时稳定性较高的优点。

附图说明

图1为本发明工作状态下以及延长杆插入主轴状态的示意图；

图2为本发明隐藏检测组件状态下的示意图；

图3为本发明底端结构的示意图；

图4为本发明锁紧块结构的分解示意图；

图5为本发明遮光板内部结构的分解示意图；

图6为本发明弹性夹环左端和底端各个结构的分解示意图；

图7为本发明检测组件结构的示意图；

图8为本发明检测组件结构的分解示意图；

图9为图4中A处结构的示意图。

图中：1、固定柱；2、限位板；3、底座；4、活动槽；5、活动块；6、锁紧块；7、限位弹簧；8、弹性夹环；9、锁定螺栓；10、安装杆；11、固定轴；12、连杆；13、滑轨；14、滑块；15、把手；16、固定架；17、反光镜；18、遮光板；19、玻璃板；20、刻度尺；21、检测组件；211、激光笔；212、轴承；213、配重块；214、延长杆；215、限位环。

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。

如图1和图2以及图5所示，本发明实施例中，一种数控车床主轴偏移量检测机构，包括固定柱1，固定柱1的外侧面活动安装有弹性夹环8，弹性夹环8的左端通过转轴转动连接有安装杆10，安装杆10的左端固定安装有固定架16，固定架16左侧的顶端固定安装有遮光板18，固定架16左侧的底端固定安装有位于遮光板18正下方的反光镜17，反光镜17的正面设有检测组件21，检测组件21的中心点与反光镜17的中心点处于同一水平线上，遮光板18的中部固定安装有玻璃板19，遮光板18的正面固定安装有位于玻璃板19左右两侧的刻度尺20，反光镜17的顶端与其底端之间的夹角为四十五度，由于检测组件21和反光镜17以及遮光板18之间并未直接接触而是利用光线直线传播的特性进行测量，所以不存在机械磨损，长时间使用后仍然存在较高的精度。

如图7和图8所示，检测组件21包括激光笔211，激光笔211的后端固定安装有轴承212，轴承212的后端固定安装有配重块213，轴承212的内部固定安装有延长杆214，延长杆214与数控车床的主轴之间进行固定，激光笔211和配重块213的重量相同，延长杆214的外侧面螺纹连接有限位环215，限位环215的数量为两个且分别位于轴承212的左右两侧，当需要对主轴的偏移量进行测量时，可通过将延长杆214插入主轴内部，并锁紧限位环215，调整好激光笔211使得激光笔211射出的激光与反光镜17的中心处于同一水平线上，并转动主轴，当主轴转动时会带动延长杆214的转动，延长杆214在轴承212内部的作用下相对轴承212外侧面转动，当主轴发生偏移时，延长杆214随即发生跳动，激光笔211在配重块213的作用下随即发生上下偏转，而当激光笔211发生上下偏转时，射出的激光便不会位于反光镜17的中心点，此时经过反光镜17折射而出的激光也不会位于刻度尺20的中心点，且会相对刻度尺20中心点发生偏移，此时主轴的偏移量即可完成测量。

如图2和图3所示，固定柱1的底端固定安装有底座3，固定柱1的顶端固定安装有限位板2，弹性夹环8的右端活动安装有锁定螺栓9，弹性夹环8通过锁定螺栓9与固定柱1之间活动套接，进行校准时，可将底座3固定好后，根据需要调整弹性夹环8的高度并锁紧锁定螺栓9，完成安装杆10高度的调节。

如图2和图6所示，固定柱1外侧面的前后两侧均固定安装有滑轨13，滑轨13的内部均活动卡接有滑块14，滑块14的一端通过转轴转动连接有连杆12，安装杆10左右两侧的中部均固定安装有固定轴11，连杆12的另一端均与固定轴11的外侧面固定连接，两个滑块14的右侧设有把手15，两个滑块14通过把手15相连接，可将延长杆214插入主轴内部锁紧限位环215，并使得激光笔211与车床的顶端处于平行关系，并通过上下移动把手15即可带动滑块14的上下位移，此时由于连杆12与滑块14之间转动连接而其与固定杆之间的角度不变，那么连杆12长度不变的情况下，根据三角形内角和定律，连杆12与滑块14之间的夹角就会发生改变，进而对安装杆10传递扭转力带动安装杆10相对弹性夹环8摆动，进而带动前端的反光镜17和遮光板18摆动，当激光笔211射出的激光刚好位于反光镜17的正中央即位于刻度尺20的中心点时即可完成校准操作，无需反复调节检测点，同时不存在机械接触不会受到机械磨损的干扰。

如图3和图4以及图9所示，底座3的底端等角度开设有活动槽4，活动槽4的内部活动安装有活动块5，活动块5的底端均固定安装有锁紧块6，活动块5的一端均固定安装有位于活动槽4内部的限位弹簧7，限位弹簧7的另一端与活动槽4的另一侧固定连接，使用前需要对该装置进行固定时，可选取合适的圆柱形固定点，将三个锁定块的内侧面与圆柱形固定点的外侧面进行接触，此时位于活动块5一端的限位弹簧7即可提供弹力带动活动块5向内侧移动，进而带动锁定块的向内侧移动对圆柱形固定点施加压力完成锁定，增加稳定性。

工作原理及使用流程：

使用前需要对该装置进行固定时，可选取合适的圆柱形固定点，将三个锁定块的内侧面与圆柱形固定点的外侧面进行接触，此时位于活动块5一端的限位弹簧7即可提供弹力带动活动块5向内侧移动，进而带动锁定块的向内侧移动对圆柱形固定点施加压力完成锁定，增加稳定性；

检测前，需要进行校准时，可将底座3固定好后，根据需要调整弹性夹环8的高度并锁紧锁定螺栓9，同时将延长杆214插入主轴内部锁紧限位环215，并使得激光笔211与车床的顶端处于平行关系，并通过上下移动把手15即可带动滑块14的上下位移，此时由于连杆12与滑块14之间转动连接而其与固定杆之间的角度不变，那么连杆12长度不变的情况下，根据三角形内角和定律，连杆12与滑块14之间的夹角就会发生改变，进而对安装杆10传递扭转力带动安装杆10相对弹性夹环8摆动，进而带动前端的反光镜17和遮光板18摆动，当激光笔211射出的激光刚好位于反光镜17的正中央即位于刻度尺20的中心点时即可完成校准操作，无需反复调节检测点；

当需要对主轴的偏移量进行测量时，可通过将延长杆214插入主轴内部，并锁紧限位环215，调整好激光笔211使得激光笔211射出的激光与反光镜17的中心处于同一水平线上，并转动主轴，当主轴转动时会带动延长杆214的转动，延长杆214在轴承212内部的作用下相对轴承212外侧面转动，当主轴发生偏移时，延长杆214随即发生跳动，激光笔211在配重块213的作用下随即发生上下偏转，而当激光笔211发生上下偏转时，射出的激光便不会位于反光镜17的中心点，此时经过反光镜17折射而出的激光也不会位于刻度尺20的中心点，且会相对刻度尺20中心点发生偏移，此时主轴的偏移量即可完成测量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种数控车床主轴偏移量检测机构，包括固定柱（1），其特征在于：所述固定柱（1）的外侧面活动安装有弹性夹环（8），所述弹性夹环（8）的左端通过转轴转动连接有安装杆（10），所述安装杆（10）的左端固定安装有固定架（16），所述固定架（16）左侧的顶端固定安装有遮光板（18），所述固定架（16）左侧的底端固定安装有位于遮光板（18）正下方的反光镜（17），所述反光镜（17）的正面设有检测组件（21），所述检测组件（21）的中心点与反光镜（17）的中心点处于同一水平线上，所述遮光板（18）的中部固定安装有玻璃板（19），所述遮光板（18）的正面固定安装有位于玻璃板（19）左右两侧的刻度尺（20），所述反光镜（17）的顶端与其底端之间的夹角为四十五度，所述检测组件（21）包括激光笔（211），所述激光笔（211）的后端固定安装有轴承（212），所述轴承（212）的后端固定安装有配重块（213），所述轴承（212）的内部固定安装有延长杆（214），所述延长杆（214）与数控车床的主轴之间进行固定，所述激光笔（211）和配重块（213）的重量相同，所述延长杆（214）的外侧面螺纹连接有限位环（215），所述限位环（215）的数量为两个且分别位于轴承（212）的左右两侧。

2.根据权利要求1所述的一种数控车床主轴偏移量检测机构，其特征在于：所述固定柱（1）的底端固定安装有底座（3），所述固定柱（1）的顶端固定安装有限位板（2），所述弹性夹环（8）的右端活动安装有锁定螺栓（9），所述弹性夹环（8）通过锁定螺栓（9）与固定柱（1）之间活动套接。

3.根据权利要求2所述的一种数控车床主轴偏移量检测机构，其特征在于：所述固定柱（1）外侧面的前后两侧均固定安装有滑轨（13），所述滑轨（13）的内部均活动卡接有滑块（14），所述滑块（14）的一端通过转轴转动连接有连杆（12）。

4.根据权利要求3所述的一种数控车床主轴偏移量检测机构，其特征在于：所述安装杆（10）左右两侧的中部均固定安装有固定轴（11），所述连杆（12）的另一端均与固定轴（11）的外侧面固定连接，两个所述滑块（14）的右侧设有把手（15），两个所述滑块（14）通过把手（15）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种数控车床主轴偏移量检测机构，其特征在于：所述底座（3）的底端等角度开设有活动槽（4），所述活动槽（4）的内部活动安装有活动块（5），所述活动块（5）的底端均固定安装有锁紧块（6）。

6.根据权利要求5所述的一种数控车床主轴偏移量检测机构，其特征在于：所述活动块（5）的一端均固定安装有位于活动槽（4）内部的限位弹簧（7），所述限位弹簧（7）的另一端与活动槽（4）的另一侧固定连接。