CN204686566U - 两点式3d寻边器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种两点式3D寻边器，它包括轴件和固定件，轴件和固定件固定连接，轴件内部设有内置电源，固定件上设有横向贯穿的孔洞，孔洞内设有指示灯，固定件的底部设置有下端伸出固定件外的一号金属触头和二号金属触头，内置电源的一极与二号金属触头电连接，另一极与指示灯的一极电连接，指示灯的另一极与一号金属触头电连接；与现有技术相比，本实用新型产品不仅结构简单，生产成本低，适合推广，而且使用方便，只需要将本产品夹持在机床的主轴上，不用打表调试，能够保证每次都是用本产品的同一部位去接触被加工工件，从而减小误差，还可以通过检测工件的加工尺寸保证精度，从而保证被加工产品的质量，提高工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工领域，尤其涉及一种寻边器。
背景技术
寻边器是在数控加工中，为了精确确定被加工工件的中心位置的一种检测工具。寻边器的工作原理是首先在X轴上选定一边为零，再选另一边得出数值，取其一半为X轴中点，然后按同样方法找出Y轴原点，这样工件在XY平面的加工中心就得到了确定。
现有寻边器主要有机械偏心寻边器、光电寻边器、3D寻边器，但是它们存在如下缺陷：①机械偏心寻边器由于使用过程中必须旋转，在测量坐标时，全凭肉眼判断是否接触到位，极易出现误差，而且在测量过程中寻边器不能保证每次都是用同一部位去接触被加工工件，因此无法消除装夹误差和制造误差，所以精度不高，误差一般为0.005-0.01mm；②光电寻边器由于使用过程中不旋转，在测量过程中寻边器不能保证每次都是用同一部位去接触被加工工件，因此无法消除装夹误差和制造误差，所以精度不高，误差一般为0.005mm左右；③3D寻边器虽然能够通过安装调试直接消除测量误差，但是使用前必须经过打表调试，所以效率较低.而且3D寻边器价格贵，生产成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、误差小、使用方便的两点式3D寻边器。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种两点式3D寻边器，它包括轴件和位于轴件下方的固定件，所述轴件和所述固定件固定连接，所述轴件内部设有内置电源，所述固定件上设有横向贯穿的孔洞，所述孔洞内设有指示灯，所述固定件的底部设置有下端伸出所述固定件外的一号金属触头和二号金属触头，所述一号金属触头的中轴线、所述二号金属触头的中轴线与所述轴件的中轴线均位于同一竖直面内；所述内置电源的一极与所述二号金属触头电连接，所述内置电源的另一极与所述指示灯的一极电连接，所述指示灯的另一极与所述一号金属触头电连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型产品不仅结构简单，生产成本低，适合推广，而且使用方便，只需要将本产品夹持在机床的主轴上，利用两点确定一条直线的原理，在使用过程中不用时刻旋转，不用打表调试，就能够保证每次都是用本产品的同一部位去接触被加工工件，即始终使用金属触头的同一部位确定待加工工件上各个点的坐标位置，这样在确定圆心的过程中，本产品的装夹误差、制造误差、测量误差都能相互抵消掉，除去机床本身误差(机床丝杆和电子原件等)外，本产品使用时的误差低于0.003mm；利用同一原理在加工过程中本产品还可以通过检测工件的加工尺寸(长、宽、深)，保证精度，从而保证被加工产品的质量，提高工作效率。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述一号金属触头、所述二号金属触头的顶部分别设有与其相匹配的一号弹性件和二号弹性件，所述一号金属触头、所述二号金属触头分别通过所述一号弹性件、所述二号弹性件与所述固定件连接。
采用上述优选方案的有益效果是：利用水平方向和竖直方向均能产生弹性形变的弹性件，能够对金属触头起缓冲作用，在确定工件圆心与检测工件长宽过程中，可以避免金属触头与工件接触时因水平方向运动用力过猛而发生折损，在检测工件内部凹槽的深度时，可以避免金属触头与工件接触时因竖直方向运动用力过猛而发生折损，起到保护金属触头的作用，延长金属触头的使用寿命，同时也避免待加工工件发生损伤。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述固定件的底部设有分别与所述一号弹性件、所述二号弹性件相匹配的一号弹性件安装孔、二号弹性件安装孔，所述一号弹性件、所述二号弹性件分别位于所述一号弹性件安装孔、所述二号弹性件安装孔内。
采用上述优选方案的有益效果是：弹性安装孔不仅可以使弹性件在本产品上安装的更加牢固，而且可以避免弹性件在水平方向上产生过多的弹性形变，起到保护弹性件的作用。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述一号金属触头、所述二号金属触头的下端均呈球状。
采用上述优选方案的有益效果是：球状的金属触头在与待加工工件接触时，不仅能够保证点面接触，使测量更加精准，而且能够减小摩擦，从而减小金属触头的磨损，同时避免待加工工件发生磨损。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述固定件的横截面呈椭圆形或长方形。
采用上述优选方案的有益效果是：固定件的横截面呈椭圆形或长方形，在检测时更容易保证每次都是用本产品的同一部位去接触待加工工件。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述轴件与所述固定件之间设有相互匹配的螺纹，所述轴件与所述固定件螺纹连接。
采用上述优选方案的有益效果是：轴件通过螺纹与固定件固定连接，不仅连接紧密，而且可以进行拆卸分离，使用更加方便。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述轴件与所述固定件为不锈钢一体成型，所述内置电源的一极通过所述轴件、所述固定件与所述二号金属触头电连接。
采用上述优选方案的有益效果是：采用不锈钢一体成型，不仅使得生产更加简单，而且内置电源与轴件电连接、固定件与二号金属触头电连接时只需要直接接触即可导电，无需另外使用电线连接。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述轴件的上部设有金属塞，所述金属塞的外壁与所述轴件上部的内侧设有相互匹配的螺纹，所述金属塞螺纹连接在所述轴件的上部，所述内置电源的一极通过所述金属塞与所述轴件电连接。
采用上述优选方案的有益效果是：设置可以进行拆卸分离的金属塞，可以对内置电源进行更换，使得产品使用更加方便。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述孔洞的两洞口处均设有透明窗体。
采用上述优选方案的有益效果是：设置透明窗体可以在不影响观察指示灯亮暗的情况下，保护孔洞内的指示灯等器件。
作为本实用新型的另一种优选实施方式，所述孔洞内还设有报警器，所述报警器与所述指示灯串联或并联。
采用上述优选方案的有益效果是：报警器可以配合指示灯使用，当金属触头与待加工工件接触时不仅灯亮，而且报警器会响，使操作人员更容易注意到，从而能够及时进行下一步操作。
附图说明
图1为本实用新型产品的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、轴件，2、固定件，3、一号金属触头，4、内置电源，5、孔洞，6、指示灯，7、一号弹性件，8、金属塞，9、二号金属触头，10、二号弹性件。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
如图1所示，一种两点式3D寻边器，它包括轴件1和位于轴件1下方的固定件2，所述固定件2的横截面呈椭圆形或长方形，所述轴件1与所述固定件2之间设有相互匹配的螺纹，所述轴件1与所述固定件2螺纹连接，所述轴件1内部设有内置电源4，例如蓄电池、干电池、纽扣电池等等，所述固定件2上设有横向贯穿的孔洞5，所述孔洞5内设有指示灯6，所述孔洞5的两洞口处均设有透明窗体；
所述固定件2的底部设置有下端伸出所述固定件2外的一号金属触头3和二号金属触头9，所述一号金属触头3的中轴线、所述二号金属触头9的中轴线与所述轴件1的中轴线均位于同一竖直面内，所述一号金属触头3、所述二号金属触头9的下端均呈球状，所述一号金属触头3、所述二号金属触头9的顶部分别设有与其相匹配的一号弹性件7和二号弹性件10，所述一号弹性件7和二号弹性件10均为水平方向和竖直方向都能产生弹性形变的弹簧，所述固定件2的底部设有分别与所述一号弹性件7、所述二号弹性件10相匹配的一号弹性件安装孔、二号弹性件安装孔，所述一号弹性件7、所述二号弹性件10分别位于所述一号弹性件安装孔、所述二号弹性件安装孔内，所述一号金属触头3、所述二号金属触头9分别通过所述一号弹性件7、所述二号弹性件10与所述固定件2连接；
所述内置电源4的一极通过内设的电线与所述二号金属触头9电连接，所述内置电源4的另一极通过内设的电线与所述指示灯6的一极电连接，所述指示灯6的另一极通过电线与所述一号金属触头3电连接。
本实用新型中的两点式3D寻边器在使用时需装夹到数控机床的主轴上，保证寻边器轴件1的中轴线与机床主轴的轴线重合，此时待加工工件(一般为金属产品)被固定在数控机床台面上，这样通过控制机床移动主轴就能达到移动本寻边器的目的。当金属触头接触到待加工工件时，测到的机床主轴坐标，其实就是待加工工件上接触点的坐标加上或者减去机床主轴与该点的水平距离这个偏差值，而在计算工件的几何中心或者工件内凹槽的宽度及深度时，根据计算公式这个偏差值能够做到一定的抵消，但是一般的寻边器在测量过程中不能保证每次都是用它的同一部位去接触被加工工件，也不能保证每次测量时的偏差值都一样，因此在计算工件的几何中心或者工件内凹槽的宽度及深度时不能准确的抵消，仍然会存在误差；而待加工工件(一般为金属产品)具有导电性，只有当本寻边器的固定件2上的一号金属触头3、二号金属触头9与该工件同时接触时，电路才接通，指示灯才会亮，由于两点确定一条直线，能够保证本寻边器在测量过程中每次都是用它的同一部位去接触被加工工件，再加上所述一号金属触头3的中轴线、所述二号金属触头9的中轴线与所述轴件1的中轴线均位于同一竖直面内，就能够保证每次测量时的上述偏差值都一样而且能够确定，这样在计算工件的几何中心或者工件内凹槽的宽度及深度时就能做到准确的抵消，完全消除这部分误差。
利用这一原理，当需要寻找长方体形状待加工工件顶面的几何中心(X，Y)时，该工件有前后左右四个侧面，移动本寻边器，使固定件2的同一侧分别缓慢靠近该工件的左右两个侧面，让固定件2上的一号金属触头3、二号金属触头9与该工件刚好接触，通过数控机床分别记下指示灯6两次刚好发光时机床主轴的横坐标X1、X2，即为该工件左右两个侧面的横坐标；再移动本寻边器，使固定件2的同一侧分别缓慢靠近该工件的前后两个侧面，让固定件2上的一号金属触头3、二号金属触头9与该工件刚好接触，通过数控机床分别记下指示灯6两次刚好发光时机床主轴的纵坐标Y1、Y2，即为该工件前后两个侧面的纵坐标；数控机床根据公式X＝(X1+X2)/2、Y＝(Y1+Y2)/2可算出该工件中心坐标(X，Y)，进而找到该工件的几何中心。
当需要寻找圆柱形待加工工件顶面的几何中心(X，Y)时，移动本寻边器，使固定件2的同一侧依次靠近该工件侧面的三个部位，让固定件2上的一号金属触头3、二号金属触头9与该工件的侧面刚好接触，通过数控机床分别记下指示灯三次刚好发光时机床主轴的坐标(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)，由于这三点到工件中心的平面距离相等，因此数控机床可以根据公式(X1-X)2+(Y1-Y)2＝(X2-X)2+(Y2-Y)2＝(X3-X)2+(Y3-Y)2计算出工件中心的坐标(X，Y)，进而找到该工件的几何中心。
当需要检测工件内的槽宽尺寸时，移动本寻边器，伸入该工件的凹槽内，使固定件2的同一侧依次缓慢靠近该凹槽的两个对面，让固定件2上的一号金属触头3、二号金属触头9与该工件刚好接触，已知金属触头球状部分的直径为D，通过数控机床分别记下指示灯6两次刚好发光时机床主轴的横坐标X1，X2，数控机床可以根据公式X＝(X1-X2+D)得出该工件的槽宽X。
当需要检测工件内的槽深尺寸时，移动本寻边器，使寻边器的下端分别缓慢靠近工件的顶面和凹槽底面，让一号金属触头3、二号金属触头9的底部与该工件刚好接触，分别记下指示灯刚好发光时机床主轴的坐标Z1、Z2，数控机床可以根据公式Z＝(Z1-Z2)得出工件的槽深Z。
实施例2
如图1所示，一种两点式3D寻边器，其结构、使用方法与实施例1类似，不同之处在于，所述轴件1与所述固定件2为不锈钢一体成型，所述轴件1的上部设有金属塞8，所述金属塞8的外壁与所述轴件1上部的内侧设有相互匹配的螺纹，所述金属塞8螺纹连接在所述轴件1的上部，所述内置电源4的一极通过所述金属塞8与所述轴件1电连接，所述轴件1通过所述固定件2与所述二号金属触头9电连接，而所述一号金属触头3与所述固定件2之间经过绝缘处理，并不导电，所述金属塞8可以拆卸下来，以便于对内置电源4进行更换，所述孔洞5内还设有报警器，所述报警器与所述指示灯6串联或并联；
本实用新型产品在使用时报警器可以配合指示灯使用，当金属触头与待加工工件接触时不仅灯亮，而且报警器会响，使操作人员更容易注意到，从而能够及时进行下一步操作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种两点式3D寻边器，其特征在于，它包括轴件(1)和位于轴件(1)下方的固定件(2)，所述轴件(1)和所述固定件(2)固定连接，所述轴件(1)内部设有内置电源(4)，所述固定件(2)上设有横向贯穿的孔洞(5)，所述孔洞(5)内设有指示灯(6)，所述固定件(2)的底部设置有下端伸出所述固定件(2)外的一号金属触头(3)和二号金属触头(9)，所述一号金属触头(3)的中轴线、所述二号金属触头(9)的中轴线与所述轴件(1)的中轴线均位于同一竖直面内；
所述内置电源(4)的一极与所述二号金属触头(9)电连接，所述内置电源(4)的另一极与所述指示灯(6)的一极电连接，所述指示灯(6)的另一极与所述一号金属触头(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述一号金属触头(3)、所述二号金属触头(9)的顶部分别设有与其相匹配的一号弹性件(7)和二号弹性件(10)，所述一号金属触头(3)、所述二号金属触头(9)分别通过所述一号弹性件(7)、所述二号弹性件(10)与所述固定件(2)连接。
3.根据权利要求2所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述固定件(2)的底部设有分别与所述一号弹性件(7)、所述二号弹性件(10)相匹配的一号弹性件安装孔、二号弹性件安装孔，所述一号弹性件(7)、所述二号弹性件(10)分别位于所述一号弹性件安装孔、所述二号弹性件安装孔内。
4.根据权利要求1所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述一号金属触头(3)、所述二号金属触头(9)的下端均呈球状。
5.根据权利要求1所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述固定件(2)的横截面呈椭圆形或长方形。
6.根据权利要求1所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述轴件(1)与所述固定件(2)之间设有相互匹配的螺纹，所述轴件(1)和所述固定件(2)螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述轴件(1)与所述固定件(2)为不锈钢一体成型，所述内置电源(4)的一极通过所述轴件(1)、所述固定件(2)与所述二号金属触头(9)电连接。
8.根据权利要求7所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述轴件(1)的上部设有金属塞(8)，所述金属塞(8)的外壁与所述轴件(1)上部的内侧设有相互匹配的螺纹，所述金属塞(8)螺纹连接在所述轴件(1)的上部，所述内置电源(4)的一极通过所述金属塞(8)与所述轴件(1)电连接。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述孔洞(5)的两洞口处均设有透明窗体。
10.根据权利要求9所述的两点式3D寻边器，其特征在于，所述孔洞(5)内还设有报警器，所述报警器与所述指示灯(6)串联或并联。
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Cited By (1)
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2015
- 2015-06-19 CN CN201520429476.7U patent/CN204686566U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20151007 Effective date of abandoning: 20170811 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |