CN206919765U - 一种多功能步距规 - Google Patents

Abstract

一种多功能步距规，其特征在于所述步距规包括一基体，基体上排列设置标准球和量块，所述标准球间隔设置分布在量块之间，所述标准球和量块呈一直线分布排列设置。该多功能步距规可适用于各种非接触式三坐标测量设备及机床工作台移动精度校验，其结构设计合理，能有效且显著的降低了步距规因基体自重、温变膨胀等因素导致的形变误差，通过基体与量块安装件的合理组合，并可据此实现基体规格的小型化设计，减少材料使用和步距规重量，提供高稳定性且高精度的校验实物。

Description

一种多功能步距规

技术领域

本实用新型属于机床工作台移动精度和三坐标测量机的校准用步距规，具体的涉及一种可适用于多类型非接触式测量设备的精度校对的多功能步距规。

背景技术

步距规又称节距规，阶梯规。它由精密的量件直线排列，永久固定于一个坚固的框架中，可用于检测机床工作台移动精度和校准三坐标测量机，便于调整机床以补偿误差，提高设备定位精度。步距规通过一系列测量面构成的、稳定的多示值实物标准器。目前常用的步距规分为两种，一种为光学扫描式三坐标测量设备的校验，采用量块直线排列结构。另一种为拍照式三坐标测量设备的校验，采用相对设置的标准球结构。普遍采用精密的量块直线排列结构的步距规作为测量面产生体，对于拍照式测量设备的等非接触式测量设备的校验用步距规难以有效适用。

由于现有步距规其多采用金属材料的坚固框架的基体，为保证量件在该基体上的精度稳定性，基体多采用金属基体并直接在其上固定量件。基体本身的尺寸越大，其沿长度方向外的形变较小，因此为保证精度，现有步距规均较为笨重，体积较大，制作成本高，同时由于基体本身结构限制造成制作过程较为复杂，无法适应非接触式测量技术发展的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可适用于各种非接触式三坐标测量设备及机床工作台移动精度校验的多功能步距规，其结构设计合理，能有效且显著的降低了步距规因基体自重、温变膨胀等因素导致的形变误差，通过基体与量块安装件的合理组合，并可据此实现基体规格的小型化设计，减少材料使用和步距规重量，提供高稳定性且高精度的校验实物。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种多功能步距规，其特征在于所述步距规包括一基体，基体上排列设置标准球和量块，所述标准球间隔设置分布在量块之间，所述标准球和量块呈一直线分布排列设置。

具体实施方式中，所述基体上排列设置多个标准球和量块，间隔至少两个量块设置有一标准球。

一实施方式中，所述基体为一沿某一坐标方向延伸的柱状载体，该柱状载体包括一圆筒形或圆柱体形状的刚性支撑体。

一实施方式中，所述柱状载体为一体成型结构的碳纤维筒状体。

另一实施方式中，所述标准球和量块间接设置在基体上，所述柱状载体上分布装配有量块安装件，所述标准球和量块固定在量块安装件上。

具体的讲，所述位于基体上的最外侧的量块安装件上装配有标准球。

一实施方式中，所述量块安装件包括一环形套装部，该环形套装部套装固定在所述柱状载体上，该环形套装部上形成有量块安装部，所述标准球和量块固定于所述量块安装部上。

一实施方式中，所述环形套装部与柱状载体间装配有环形的橡胶垫圈，二者结合面设置有粘合剂层。

又一实施方式中，所述一量块安装件上设置有两个量块安装部，所述标准球或量块呈一直线分别固定在所述两个量块安装部上。

再一实施方式中，所述基体的两端分别套装固定有基座，基座上装配有与量块呈直线分布的标准球。

该多功能步距规采用标准球和量块组合的方式，既可通过量块组合适用于光学类非接触式三坐标测量设备，又能借助标准球满足拍照式非接触三坐标测量设备的校验，使得该多功能步距规的适用范围扩大，降低资源消耗提高使用效率。通过测标准球大小及表面得到两个球心距，与已知标准球心距比较得到长度测量误差。不论被测对象的放置位置如何，测量标准球球面及大小比测量平面更容易反映坐标测量机的真实精度，更有效反映坐标测量设备包含探测误差在内的综合测量精度。通过采用柱状载体作为基体，量块和标准球通过量块安装件间接的固定在基体上，为步距规提供极低自重形变和温变膨胀等外部因素影响，误差低精度高。具体应用中，可采用一体成型结构的碳纤维筒状体作为基体。碳纤维筒体的抗自重形变能力较佳，形变低于同尺寸高性能钢材的5％，温变膨胀系数几乎为零。另外碳纤维筒体的厚度可根据形变量进行加厚，同时其不需要在本体上增设量块安装部，因此基体的制程和工业化难度较低。具体应用中，量块安装件通过套装方式与基体间实现固定连接。可在碳纤维外的筒体上先套装环形高分子或橡胶垫圈，量块安装件套装在垫圈的外部，并在其间注入粘合剂形成充填粘合剂层。

本实用新型的有益效果在于，该多功能步距规可适用于各种非接触式三坐标测量设备及机床工作台移动精度校验，其结构设计合理，能有效且显著的降低了步距规因基体自重、温变膨胀等因素导致的形变误差，通过基体与量块安装件的合理组合，并可据此实现基体规格的小型化设计，减少材料使用和步距规重量，提供高稳定性且高精度的校验实物。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。

附图说明

图1A是本实用新型一具体实施方式的整体结构示意图；

图1B是图1A的部分剖面结构示意图；

图2A是本实用新型另一具体实施方式的整体结构示意图；

图2B是图2A中多功能步距规的另一结构示意图；

图3A是本实用新型又一具体实施方式的整体结构示意图；

图3B是图3A中多功能步距规的另一结构示意图。

具体实施方式

如图1A和图1B所示，该多功能步距规主要由基体10、量块安装件20、量块22和标准球33，以及基座31、32组成。基体10为一沿某一坐标方向延伸的柱状载体，该柱状载体包括一圆筒形的刚性支撑体，该柱状载体为一体成型结构的碳纤维筒状体，碳纤维筒状体上不需要附带任何特定结构加工，因此其制程工艺较为简单。同时碳纤维筒状体具有优异的极低形变度，形变系数低于同尺寸高性能钢材的5％，受温度变化的膨胀系数几乎为零。基体10上排列设置多个标准球和量块，标准球和量块呈一直线分布排列设置。基体上的最外侧的量块安装件上装配有标准球33，标准球33的数量少于量块22，标准球间隔设置分布在量块之间，每间隔六个量块设置一标准球。进行光学三坐标测量设备校验时，通过测量圆柱形的量块的一系列测量面可标定三坐标测量设备以及机床工作台移动的精度。进行拍照式三坐标测量设备校验时，通过测标准球大小及表面得到两个球心距，与已知标准球心距比较得到长度测量误差。不论被测对象的放置位置如何，测量标准球球面及大小均比测量平面更容易反映坐标测量机的真实精度，更有效反映坐标测量设备包含探测误差在内的综合测量精度。

标准球33和量块22间接设置在基体10上，所述柱状载体上分布装配有量块安装件20，所述标准球和量块固定在量块安装件上。量块安装件20包括一环形套装部，该环形套装部套装固定在所述柱状载体上，该环形套装部上形成有量块安装部21，所述标准球和量块固定于所述量块安装部上。环形套装部与柱状载体间装配有环形的橡胶垫圈，二者结合面设置有粘合剂层。基体的两端分别套装固定有基座，基座对基体起到承载及支撑作用。

如图2A和图2B所示，该多功能步距规主要由基体10、量块安装件20、量块22和标准球33，以及基座31、32组成。基体10为一沿某一坐标方向延伸的柱状载体，该柱状载体包括一圆筒形的刚性支撑体，该柱状载体为一体成型结构的碳纤维筒状体。基体10上排列设置多个量块22，同时基体的两端分别套装固定有基座31和32，基座上分别装配有与量块呈直线分布的标准球33。量块安装件20包括一环形套装部，该环形套装部套装固定在所述柱状载体上，该环形套装部上形成有量块安装部21，所述标准球和量块固定于所述量块安装部上。一量块安装件上设置有两个量块安装部21，两个量块呈一直线分别固定在所述两个量块安装部上。这样可以有效减少量块安装件的使用量，简化制程。

环形套装部与柱状载体间装配有环形的橡胶垫圈，二者结合面设置有粘合剂层。基体的两端分别套装固定的基座对基体起到承载及支撑作用。

如图3A和图3B所示，该多功能步距规主要由基体10、量块安装件20、量块22和标准球33，以及基座31、32组成。基体10为一沿某一坐标方向延伸的柱状载体，该柱状载体包括一圆筒形的刚性支撑体，该柱状载体为一体成型结构的碳纤维筒状体。基体10上排列设置两标准球33和多个量块22，标准球和量块呈一直线分布排列设置。标准球和量块间接设置在基体10上，所述柱状载体上分布装配有量块安装件20，所述标准球和量块固定在量块安装件上。基体上的最外侧的量块安装件上分别装配有标准球。量块安装件20包括一环形套装部，该环形套装部套装固定在所述柱状载体上，该环形套装部上形成有量块安装部21，所述标准球和量块固定于所述量块安装部上。环形套装部与柱状载体间装配有环形的橡胶垫圈，二者结合面设置有粘合剂层。基体10的两端分别套装固定有基座31、32，基座对基体起到承载及支撑作用。

Claims (10)

1.一种多功能步距规，其特征在于所述步距规包括一基体，基体上排列设置标准球和量块，所述标准球间隔设置分布在量块之间，所述标准球和量块呈一直线分布排列设置。

2.根据权利要求1所述的多功能步距规，其特征在于所述基体上排列设置多个标准球和量块，间隔至少两个量块设置有一标准球。

3.根据权利要求1所述的多功能步距规，其特征在于所述基体为一沿某一坐标方向延伸的柱状载体，该柱状载体包括一圆筒形或圆柱体形状的刚性支撑体。

4.根据权利要求3所述的多功能步距规，其特征在于所述柱状载体为一体成型结构的碳纤维筒状体。

5.根据权利要求3所述的多功能步距规，其特征在于所述标准球和量块间接设置在基体上，所述柱状载体上分布装配有量块安装件，所述标准球和量块固定在量块安装件上。

6.根据权利要求5所述的多功能步距规，其特征在于所述位于基体上的最外侧的量块安装件上装配有标准球。

7.根据权利要求5所述的多功能步距规，其特征在于所述量块安装件包括一环形套装部，该环形套装部套装固定在所述柱状载体上，该环形套装部上形成有量块安装部，所述标准球和量块固定于所述量块安装部上。

8.根据权利要求7所述的多功能步距规，其特征在于所述环形套装部与柱状载体间装配有环形的橡胶垫圈，二者结合面设置有粘合剂层。

9.根据权利要求7所述的多功能步距规，其特征在于所述一量块安装件上设置有两个量块安装部，所述标准球或量块呈一直线分别固定在所述两个量块安装部上。

10.根据权利要求1所述的多功能步距规，其特征在于所述基体的两端分别套装固定有基座，基座上装配有与量块呈直线分布的标准球。