CN216385492U - 一种光栅尺检测组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光栅尺检测组件，包括：水平位移装置(11)，承载在所述水平位移装置(11)上的竖直位移装置(12)，安装在所述竖直位移装置(12)上的位移传感器(13)，以及设置在所述竖直位移装置(12)上的光栅尺组件(14)；所述水平位移装置(11)用于驱动所述竖直位移装置(12)在水平方向线性往复移动；所述竖直位移装置(12)用于驱动所述位移传感器(13)在竖直方向线性往复移动；所述光栅尺组件(14)用于输出所述竖直位移装置(12)的移动位置。本实用新型的检测组件能够用于大型结构件的精确测量，不仅结构简单，且使用方便且精度高。此外，本实用新型的检测速度快且效率高。

Description

一种光栅尺检测组件

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种光栅尺检测组件。

背景技术

高速悬浮电磁铁装配对尺寸要求较为严格，而箱梁的加工尺寸是保证装配尺寸的重要基础和前提。但是，高速电磁铁箱梁长度均超过3米，大部分公差要求在0.1-0.2mm区间，而且某些关键尺寸是空间距离，无法直接测量，对箱梁来料检验带来了新的难度。

此外，由于高速电磁铁箱梁是铆接了端板和托臂支撑等结构的组合式箱梁，属于一个结构较为复杂的装配体，进而对其各结构、部件等进行测量的难度进一步加大。而且，在现有技术中也不具有一种能够针对上述高速电磁铁箱梁进行测量的检测组件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光栅尺检测组件。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种光栅尺检测组件，包括：水平位移装置，承载在所述水平位移装置上的竖直位移装置，安装在所述竖直位移装置上的位移传感器，以及设置在所述竖直位移装置上的光栅尺组件；

所述水平位移装置用于驱动所述竖直位移装置在水平方向线性往复移动；

所述竖直位移装置用于驱动所述位移传感器在竖直方向线性往复移动；

所述光栅尺组件用于输出所述竖直位移装置的移动位置。

根据本实用新型的一个方面，所述水平位移装置包括：水平导轨单元，设置在所述水平导轨单元上的水平移动块，水平驱动结构；

所述竖直位移装置竖直的支承在所述水平移动块上；

所述水平驱动结构设置在所述水平移动块上，并与所述水平导轨单元传动连接。

根据本实用新型的一个方面，所述竖直位移装置包括：竖直导轨单元，设置在所述竖直导轨单元上的竖直移动块，竖直驱动结构；

所述竖直驱动结构支承在所述竖直导轨单元上，并与所述竖直移动块传动连接，用于驱动所述竖直移动块沿所述竖直导轨单元线性往复移动。

根据本实用新型的一个方面，所述光栅尺组件包括：光栅尺头和光栅尺；

所述光栅尺安装在所述竖直导轨单元的一侧，且所述光栅尺的相对两端分别与所述竖直导轨单元上设置的光栅尺安装座相互固定连接；

所述光栅尺与所述竖直移动块处于所述竖直导轨单元的同一侧；

所述光栅尺的长度方向与所述竖直导轨单元的延伸方向相平行；

所述光栅尺头安装在所述竖直移动块上，且所述光栅尺头与所述光栅尺相对设置，用于读取所述光栅尺上的刻度信息。

根据本实用新型的一个方面，所述位移传感器采用水平连接结构与所述竖直移动块相连接；

所述水平连接结构分别与所述水平位移装置和所述竖直位移装置相垂直的设置；

所述水平连接结构一端与所述竖直移动块固定连接，另一端与所述位移传感器相连接；

所述位移传感器和所述光栅尺组件在所述竖直导轨单元的相对两侧分别布置。

根据本实用新型的一个方面，所述水平连接结构为长条状的板状体；或者，

所述水平连接结构为可驱动所述位移传感器线性往复移动的线性驱动结构。

根据本实用新型的一个方面，所述水平连接结构远离所述竖直移动块的一端可选择的设置用于调整所述位移传感器姿态的旋转电机；

所述旋转电机的旋转轴与所述水平连接结构的长度方向相平行；

所述位移传感器安装在所述旋转轴上；

所述水平驱动结构为齿轮齿条结构；

所述竖直驱动结构为丝杆螺母结构。

根据本实用新型的一个方面，还包括：控制单元；

所述控制单元分别与所述水平位移装置、所述竖直位移装置相连接，用于控制所述水平位移装置、所述竖直位移装置的移动速度和移动位置；以及，所述控制单元分别与所述位移传感器和所述光栅尺组件相连接，用于采集所述位移传感器和所述光栅尺组件输出的电信号。

根据本实用新型的一个方面，所述水平位移装置的行程大于或等于4.5m；

所述竖直位移装置的行程大于或等于0.5m；

所述光栅尺检测组件的测量精度大于或等于0.1mm。

根据本实用新型的一个方面，所述位移传感器为激光位移传感器；

所述光栅尺组件的栅距为0.02mm，分辨率为5μm，最大移动速度为60m/min。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型的检测组件能够用于大型结构件的精确测量，不仅结构简单，且使用方便且精度高。此外，本实用新型的检测速度快且效率高。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型的操作简单，测量过程中无需精密调校工作即可达到较高的测量精度，而且可自定义测量区间，实用性高。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型的拆装方便，能够满足各种基座的安装设置，只需将水平位移装置安装固定即可使用，非常适用于复杂环境下对工件的测量。

根据本实用新型的一种方案，本实用新型可自动运行，可有效减少人为因素带来的系统误差，简化操作过程，提高检测效率。

附图说明

图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的光栅尺检测组件的结构图；

图2是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的竖直位移装置的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的一种光栅尺检测组件，包括：水平位移装置11，承载在水平位移装置11上的竖直位移装置12，安装在竖直位移装置12上的位移传感器13，以及设置在竖直位移装置12上的光栅尺组件14。在本实施方式中，水平位移装置11用于驱动竖直位移装置12在水平方向线性往复移动；竖直位移装置12用于驱动位移传感器13在竖直方向线性往复移动。在本实施方式中，由于光栅尺组件14是安装在竖直位移装置12上的，进而光栅尺组件14可用于输出竖直位移装置12的移动位置。

根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的光栅尺检测组件是用于对工件高度尺寸进行精准测量的，其中，通过水平位移装置11的驱动作用实现竖直位移装置12在长度方向上的移动，以调整竖直位移装置在水平方向上的位置；进一步，通过竖直位移装置12的运行,以通过其上设置的光栅尺组件14和位移传感器13就可对当前位置的工件高度进行准确标记和测量，具体的，通过位移传感器13对工件上所要测量的位置进行标记，然后通过在竖直位移装置12上设置的光栅尺组件14即可获取工件相应的高度尺寸，其测量精度高且速度快，同时可实现无接触测量，非常适用工件内外侧或者复杂结构面的测量。进而，在本实施方式中，位移传感器13安装在竖直位移装置12上，当水平位移装置11驱动竖直位移装置12往复移动的过程中，通过位移传感器13对所测的工件上的位置进行标记即可通过光栅尺组件14的输出读数获取相应的尺寸参数。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，水平位移装置11包括：水平导轨单元111，设置在水平导轨单元111上的水平移动块112，水平驱动结构113。在本实施方式中，水平导轨单元111采用双导轨的设置方式。水平移动块112则分别与双导轨相互滑动的连接，实现了滑块在导轨上的自由滑动。在本实施方式中，竖直位移装置12竖直的支承在水平移动块112上；其中，水平移动块112采用承载式结构的方式安装在导轨上，用于保证对竖直位移装置12的稳定支撑。在本实施方式中，水平驱动结构113设置在水平移动块112上，并与水平导轨单元111传动连接。在本实施方式中，通过水平驱动结构113的驱动作用，实现水平移动块112在水平导轨单元111上的自由滑动。

根据本实用新型的一种实施方式，水平驱动结构113为齿轮齿条结构。在本实施方式中，水平驱动结构113包括齿条部分、齿轮部分和第一驱动电机。在本实施方式中，齿条部分与水平导轨单元111上的导轨相平行的设置在一侧，而齿轮部分与齿条部分相啮合，而第一驱动电机连接在水平移动块112上，其转轴穿过水平移动块112设置，同时，齿轮部分在安装在第一驱动电机的转轴上。在本实施方式中，齿条部分与水平导轨单元111上的导轨相平行的设置。

通过上述设置，即可通过第一驱动电机的转动带动齿轮部分转动，进而使得水平移动块在水平导轨单元上往复移动。

通过上述设置，在本方案中通过采用齿轮齿条结构的水平驱动结构，其可实现相互啮合的齿实现机械传动，不仅能够有效保证移动的精度和速度，而且由于齿轮齿条结构并不会受到滑块上载重的影响，有利于保证在载重状态下的运行稳定和运行精度。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，竖直位移装置12包括：竖直导轨单元121，设置在竖直导轨单元121上的竖直移动块122，竖直驱动结构123；在本实施方式中，竖直驱动结构123支承在竖直导轨单元121上，并与竖直移动块122传动连接，用于驱动竖直移动块122沿竖直导轨单元121线性往复移动。

在本实施方式中，竖直导轨单元121可采用单导轨结构也可采用双导轨结构，其可根据实际需要进行设置。

在本实施方式中，竖直驱动结构123为丝杆螺母结构，其包括：丝杆螺母部分和第二驱动电机。在本实施方式中，第二驱动电机固定在竖直导轨单元的端部，丝杆螺母部分与导轨相平行的支撑在竖直导轨单元上，且丝杆螺母部分需要与竖直导轨单元转动连接。进而，竖直移动块122与竖直导轨单元上导轨滑动连接的同时，还需要与丝杆螺母部分的螺母相连接，这样第二驱动电机在转动输出时，通过丝杆螺母部分即可驱动竖直移动块在竖直方向上往复移动。

通过上述设置，通过采用丝杆螺母结构的竖直驱动结构，其整体质量在竖直导轨单元上，进而不会对滑块产生影响，这样在滑块沿竖直方向移动是其运动精度能够更高。尤其是，通过丝杆螺母结构的驱动方式还能够有效抑制滑块自重所带来的误差，进一步有效保证了本实用新型的控制精度。此外，通过竖直方向上设置丝杆螺母结构的竖直驱动结构同样也有效避免了自重使丝杆螺母部分产生变形的影响，可有效的保证丝杆螺母部分的运行稳定性和灵活性。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，光栅尺组件14包括：光栅尺头141和光栅尺142。在本实施方式中，光栅尺142与竖直导轨单元121相互固定的连接，其中，在竖直导轨单元121的外侧设置有L型的光栅尺安装座1211，进而光栅尺142的相对两端分别与光栅尺安装座1211相互固定连接。在本实施方式中，光栅尺142与竖直导轨单元121上的导轨相平行的设置。

通过上述设置，采用相互独立的两个光栅尺安装座与光栅尺相对两端安装的方式，可有效的利用光栅尺本身的结构刚度实现其位置的准确安装。此外，通过这种方式还可有效抑制使用过多安装连接件使得光栅尺上连接受力点过多产生的结构形变。

在本实施方式中,竖直移动块122和光栅尺组件14处于竖直导轨单元121的同一侧。在本实施方式中，竖直移动块122与光栅尺142并排的设置在竖直导轨单元121的同一侧。通过上述设置，使得竖直移动块122与光栅尺在竖直导轨单元121同侧设置的方式，可实现竖直移动块122与光栅尺的近距离设置，这样可以通过光栅尺更加准确的测量竖直移动块122的移动位置，对减少安装结构所带来的系统误差有益，极大的提高了本实用新型的测量精度。

在本实施方式中，光栅尺头141安装在竖直移动块122上，且光栅尺头141与光栅尺142相对设置，用于读取光栅尺142上的刻度信息。在本实施方式中，为方便光栅尺头141的安装，在竖直移动块122上设置有尺头安装座，该尺头安装座的端部延伸至光栅尺142的位置，进而方便安装光栅尺头141后与光栅尺142相对的设置。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，位移传感器13采用水平连接结构15与竖直移动块122相连接。在本实施方式中，水平连接结构15分别与水平位移装置11和竖直位移装置12相垂直的设置。在本实施方式中，水平连接结构15一端与竖直移动块122固定连接，另一端与位移传感器13相连接。

在本实施方式中，位移传感器13和光栅尺组件14在竖直导轨单元121的相对两侧分别布置。

通过上述设置，给予水平连接结构15可使得位移传感器13悬空设置，进而能够避免水平位移装置11和竖直位移装置12在空间上的干涉或阻挡，进而能够保证所测量的工件与驱动部分分离，即保证了测量过程的便捷性，还有利于工件的安装。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，水平连接结构15为长条状的板状体；在本实施方式中，该板状体可采用金属板制成，不仅结构强度高，且容易安装和加工。此外，该板状体还可设置为多个部分，各部分之间可相互滑动的连接，进而可实现伸缩调节，在调节到设定的长度后，通过各部分设置的锁紧件锁紧即可，使用方便灵活且结构简单。

根据本实用新型的一种实施方式，水平连接结构15为可驱动位移传感器13线性往复移动的线性驱动结构。在本实施方式中，水平连接结构15可采用小型电缸或者手动丝杆螺母结构实现。

通过上述设置，可实现位移传感器13位置的准确的调整，对保证测量精度即可有利。

根据本实用新型的一种实施方式，水平连接结构15远离竖直移动块122的一端可选择的设置用于调整位移传感器13姿态的旋转电机。在本实施方式中，旋转电机的旋转轴与水平连接结构15的长度方向相平行或相垂直，且位移传感器13安装在旋转轴上。

通过上述设置，可实现对位移传感器13姿态的自动控制和精确调整，可进一步适应复杂工件如具有倾斜面、弧面的工件的检测，可有效的提高本实用新型的使用灵活性。此外，若水平连接结构15采用小型电缸结构时，还可实现伸缩长度和位移传感器姿态的多重自动调节效果，进而还可实现对工件内部等结构的进一步灵活测量。

根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的光栅尺检测组件还包括：控制单元。在本实施方式中，控制单元分别与水平位移装置11、竖直位移装置12相连接，用于控制水平位移装置11、竖直位移装置12的移动速度和移动位置；以及，控制单元分别与位移传感器13和光栅尺组件14相连接，用于采集位移传感器13和光栅尺组件14输出的电信号。

结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，水平位移装置11的行程大于或等于4.5m；竖直位移装置12的行程大于或等于0.5m。在本实施方式中，光栅尺检测组件的测量精度大于或等于0.1mm。

通过上述设置，本实用新型的光栅尺检测组件可实现大型工件的精确测量，进一步保证了本实用新型的测量精度和适用性。

根据本实用新型的一种实施方式，位移传感器13为激光位移传感器。

通过上述设置，通过采用激光位移传感器作为位移传感器，保证了本实用新型的标记精度、测量精度和灵敏度。

根据本实用新型的一种实施方式，光栅尺组件14的栅距为0.02mm，分辨率为5μm，最大移动速度为60m/min。

通过上述设置，本实用新型通过采用上述参数的光栅尺组件14有效保证了测量精度的同时，还可适用于高度测量，极大的提高了本实用新型的测量效率，

上述内容仅为本实用新型的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种光栅尺检测组件，其特征在于，包括：水平位移装置(11)，承载在所述水平位移装置(11)上的竖直位移装置(12)，安装在所述竖直位移装置(12)上的位移传感器(13)，以及设置在所述竖直位移装置(12)上的光栅尺组件(14)；

所述水平位移装置(11)用于驱动所述竖直位移装置(12)在水平方向线性往复移动；

所述竖直位移装置(12)用于驱动所述位移传感器(13)在竖直方向线性往复移动；

所述光栅尺组件(14)用于输出所述竖直位移装置(12)的移动位置。

2.根据权利要求1所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述水平位移装置(11)包括：水平导轨单元(111)，设置在所述水平导轨单元(111)上的水平移动块(112)，水平驱动结构(113)；

所述竖直位移装置(12)竖直的支承在所述水平移动块(112)上；

所述水平驱动结构(113)设置在所述水平移动块(112)上，并与所述水平导轨单元(111)传动连接。

3.根据权利要求2所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述竖直位移装置(12)包括：竖直导轨单元(121)，设置在所述竖直导轨单元(121)上的竖直移动块(122)，竖直驱动结构(123)；

所述竖直驱动结构(123)支承在所述竖直导轨单元(121)上，并与所述竖直移动块(122)传动连接，用于驱动所述竖直移动块(122)沿所述竖直导轨单元(121)线性往复移动。

4.根据权利要求3所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述光栅尺组件(14)包括：光栅尺头(141)和光栅尺(142)；

所述光栅尺(142)安装在所述竖直导轨单元(121)的一侧，且所述光栅尺(142)的相对两端分别与所述竖直导轨单元(121)上设置的光栅尺安装座(1211)相互固定连接；

所述光栅尺(142)与所述竖直移动块(122)处于所述竖直导轨单元(121)的同一侧；

所述光栅尺(142)的长度方向与所述竖直导轨单元(121)的延伸方向相平行；

所述光栅尺头(141)安装在所述竖直移动块(122)上，且所述光栅尺头(141)与所述光栅尺(142)相对设置，用于读取所述光栅尺(142)上的刻度信息。

5.根据权利要求4所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述位移传感器(13)采用水平连接结构(15)与所述竖直移动块(122)相连接；

所述水平连接结构(15)分别与所述水平位移装置(11)和所述竖直位移装置(12)相垂直的设置；

所述水平连接结构(15)一端与所述竖直移动块(122)固定连接，另一端与所述位移传感器(13)相连接；

所述位移传感器(13)和所述光栅尺组件(14)在所述竖直导轨单元(121)的相对两侧分别布置。

6.根据权利要求5所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述水平连接结构(15)为长条状的板状体；或者，

所述水平连接结构(15)为可驱动所述位移传感器(13)线性往复移动的线性驱动结构。

7.根据权利要求6所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述水平连接结构(15)远离所述竖直移动块(122)的一端可选择的设置用于调整所述位移传感器(13)姿态的旋转电机；

所述旋转电机的旋转轴与所述水平连接结构(15)的长度方向相平行；

所述位移传感器(13)安装在所述旋转轴上；

所述水平驱动结构(113)为齿轮齿条结构；

所述竖直驱动结构(123)为丝杆螺母结构。

8.根据权利要求1至7任一项所述的光栅尺检测组件，其特征在于，还包括：控制单元；

所述控制单元分别与所述水平位移装置(11)、所述竖直位移装置(12)相连接，用于控制所述水平位移装置(11)、所述竖直位移装置(12)的移动速度和移动位置；以及，所述控制单元分别与所述位移传感器(13)和所述光栅尺组件(14)相连接，用于采集所述位移传感器(13)和所述光栅尺组件(14)输出的电信号。

9.根据权利要求1至7任一项所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述水平位移装置(11)的行程大于或等于4.5m；

所述竖直位移装置(12)的行程大于或等于0.5m；

所述光栅尺检测组件的测量精度大于或等于0.1mm。

10.根据权利要求1至7任一项所述的光栅尺检测组件，其特征在于，所述位移传感器(13)为激光位移传感器；

所述光栅尺组件(14)的栅距为0.02mm，分辨率为5μm，最大移动速度为60m/min。

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