CN218329624U - 一种机外毛坯测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机外毛坯测量装置，包括十字滑动机构、测量块、数显尺、基准卡盘、底板和托盘；数显尺安装在十字滑动机构上，十字滑动机构包括X轴导轨、Y轴导轨、第一滑块、第二滑块和滑板，X轴导轨通过导轨座安装在底板上，Y轴导轨通过滑板安装在X轴导轨的第二滑块上，测量块通过支架上固定在Y轴导轨的第一滑块上；基准卡盘安装在底板上。将装有毛坯的托盘安装在基准卡盘上，使测量块内侧的三个测量面依次接触毛坯，根据数显尺上示数获取毛坯相对于基准卡盘的位置，从而确定毛坯在加工中心上的位置，可以省去毛坯在加工中心上的测量过程。

Description

一种机外毛坯测量装置

技术领域

本实用新型属于测量装置领域，具体为一种机外毛坯测量装置。

背景技术

在数控加工中，开始加工前需要测量毛坯的在机床中的实际位置。目前的测量方法有两种：

第一种是“在机测量”法，即通常所讲的“对刀”。其方法是先将毛坯安装在机床上，采用刀具或专用测头依次接触毛坯的4个侧面和顶部，从而确定毛坯在机床上的位置。这种方法的缺点是需要占用机床的运行时间，降低了机床的利用率，同时增加机床操作人员的工作量。

第二种方法是在柔性制造生产线上进行的“在线测量”法。其方法是利用生产线上的三坐标测量设备，测量毛坯相对于零点快换夹具的位置，通过系统换算，确定毛坯在加工中心上的位置。这种方法省去了毛坯在加工中心上的定位环节，提高了机床的利用率，缺点是产线投入费用较高，而且会占用宝贵的精密测量设备，不利于在小型企业推广。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种机外毛坯测量装置，使得工件毛坯脱离加工中心也能被确定位置。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种机外毛坯测量装置，包括十字滑动机构、测量块、位置检测部件、基准卡盘、底板和托盘；所述十字滑动机构包括X轴导轨、Y轴导轨、第一滑块、第二滑块和滑板，其中X轴导轨为两根，X轴导轨通过导轨座安装在底板上，第二滑块设置在X轴导轨上，滑板安装在第二滑块上，Y轴导轨安装在滑板上，Y轴导轨上设有第一滑块，X轴导轨和Y轴导轨在水平面内相互垂直；所述第一滑块上安装有支架，测量块固定在支架上，测量块为中空结构，其内部设有左测量面、右测量面和后测量面；所述位置检测部件包括X轴数显动尺、X轴数显定尺、Y轴数显定尺和Y轴数显动尺，所述X轴数显定尺安装在其中一个X轴导轨上，X轴数显动尺套装在X轴数显定尺上并安装在第二滑块上，Y轴数显定尺安装在Y轴导轨上，Y轴数显动尺套装在Y轴数显定尺上并安装在第一滑块上；所述基准卡盘安装在底板上，并位于十字滑动机构的X方向一侧，基准卡盘位于测量块下方，基准卡盘上安装有托盘，用于放置毛坯进行机外测量。

所述基准卡盘上设有若干等高的限位柱，基准卡盘上设有四个定位凸台，其中两个定位凸台位于基准卡盘的X轴中线上，另外两个定位凸台位于基准卡盘的Y轴中线上，基准卡盘的X轴平行于X轴导轨，限位柱的上表面构成基准卡盘的XY平面，X轴共线的两个定位凸台的中心且垂直于XY平面的平面构成基准卡盘的XZ平面，Y轴共线的两个定位凸台的中心且垂直于XY平面的平面构成基准卡盘的YZ平面，XY平面、ZX平面和ZY平面的交点为基准卡盘的基准中心。

所述定位凸台的高度高于限位柱，托盘底部设有与定位凸台匹配的卡槽，托盘的落在基准卡盘的限位柱上，定位凸台的顶部卡在托盘的卡槽中。

所述底板的底部安装有具有调平和锁紧功能的底脚螺栓。

所述左测量面和右测量面与后测量面之间设有缺口。

所述X轴数显定尺通过连接板安装在X轴导轨上，Y轴数显定尺通过连接板安装在Y轴导轨上。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的机外毛坯测量装置，工作时测量块在水平面内作XY二向运动，内侧的三个测量面依次接触毛坯的侧面，根据X轴数显动尺和Y轴数显动尺的示数可以获取毛坯相对于基准卡盘的位置，这个位置可用于确定毛坯在加工中心上的位置。本实用新型提供的机外毛坯测量装置可以使毛坯的测量工作在加工中心之外完成，省去了毛坯在加工中心上的测量过程，大大简化机床操作人员的工作步骤，同时提高了机床的利用率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型的整体结构示意图（横向角度）；

图2为本实用新型的整体结构示意图（纵向角度）；

图3为本实用新型安装托盘和毛坯后的示意图；

图4为毛坯顶部的位置示意图；

图5为托盘的侧面位置示意图；

图6为托盘各个面的位置示意图；

图中：1-X轴数显动尺；2-X轴数显定尺；3-底脚螺栓；4-基准卡盘；5-限位柱；6-定位凸台；7-后测量面；8-左测量面；9-测量块；10-Y轴导轨；11-第一滑块；12-支架；13-Y轴数显定尺；14-Y轴数显动尺，15-第二滑块；16-X轴导轨；17-导轨座；18-底板；19-右测量面；20-连接板；21-滑板；22-托盘；23-毛坯。

具体实施方式

下面参考附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-4所示，本实用新型提供的机外毛坯测量装置包括一套十字滑动机构（包括X轴导轨16、Y轴导轨10、第一滑块11、第二滑块15和滑板21）、测量块9、位置检测部件（包括X轴数显动尺1、X轴数显定尺2、Y轴数显定尺13和Y轴数显动尺14）、快速定位装置（基准卡盘4）和支撑连接部件（包括导轨座17、底板18、连接板20、支架12和底脚螺栓3）。使用这个装置需要有与之配套的托盘22，加工中心上也要安装同样型号的基准卡盘4。

所述十字滑动机构安装在底板18上，十字滑动机构在两个方向的运动保证互相垂直，分别形成机构的X轴和Y轴，X轴和Y轴的方向定义了水平面的方向。所述十字滑动机构包括X轴导轨16、Y轴导轨10、第一滑块11、第二滑块15和滑板21；其中X轴导轨16为两根，分别通过导轨座17安装在底板18上，保证平行且等高，它们形成了十字滑动机构的X轴。每个X轴导轨16上均设有一个第二滑块15，滑板21安装在第二滑块15上，Y轴导轨10安装在滑板21上，Y轴导轨10上设有第一滑块11。Y轴导轨10通过滑板21安装在X轴导轨16的第二滑块15上，保证与X轴的垂直度，它形成了机构的Y轴。X轴和Y轴共同定义了机构的水平面。

所述X轴数显定尺2通过连接板20安装在其中一个X轴导轨16上，并保证与X轴导轨16的平行度，X轴数显动尺1套装在X轴数显定尺2上并安装在第二滑块15上；Y轴数显定尺13通过连接板20安装在Y轴导轨10上，并保证与Y轴导轨10的平行度，Y轴数显动尺14套装在Y轴数显定尺13上并安装在第一滑块11上；它们构成了位置检测部件。

所述基准卡盘4安装在底板18上，并位于十字滑动机构的X方向一侧。基准卡盘4的四个角上设有等高的限位柱5，基准卡盘4上设有四个定位凸台6，其中两个定位凸台6位于基准卡盘4的X轴中线上，另外两个定位凸台6位于基准卡盘4的Y轴中线上，基准卡盘4的X轴和Y轴分别平行于机构的X轴和Y轴。基准卡盘4上所有的限位柱5的上表面构成了基准卡盘4的XY平面；通过一对X轴共线的定位凸台6的中心且垂直于XY面的平面构成了基准卡盘4的XZ平面；通过另一对Y轴共线的定位凸台6的中心且垂直于XY面的平面构成了基准卡盘4的YZ平面。安装时，保证基准卡盘4的XY面平行于机构的水平面；同时保证基准卡盘4的XZ面平行于机构的X轴，或者保证基准卡盘4的YZ面平行于机构的Y轴。XY、ZX和ZY三个平面的交点定义了基准卡盘4的基准中心。

所述定位凸台6的高度略高于限位柱5，托盘22底部设有与定位凸台6匹配的卡槽，将托盘22安装在基准卡盘4上时，托盘22的四个角落在基准卡盘4的四个限位柱5上，定位凸台6的顶部卡在托盘22四个底边的卡槽中，从而对托盘22进行限位和定位。

所述底脚螺栓3安装在底板18的底部，通过底脚螺栓3上的螺母调整底板18的高度和水平度并进行锁紧。

所述测量块9通过支架12与十字滑动机构连接，可跟十字随滑动机构在水平面内运动。支架12固定在第一滑块11上。测量块9为中空结构，内部有左、后、右三个测量面。其中左测量面8与右测量面19互相平行，且都垂直于后测量面7。三个测量面之间有缺口，便于制造和清洁。安装时，保证左测量面8（或右测量面19）垂直于机构的水平面，同时保证后测量面7垂直于机构的水平面。当测量块9在水平面内运动时，将带动X轴数显动尺1和Y轴数显动尺14一起运动。X轴数显动尺1和Y轴数显动尺14上的数显表可以显示X轴和Y轴位置的变化。工作时，先将装有毛坯23的托盘22安装在基准卡盘4上。操作人员推动支架12带动测量块9靠近毛坯。使测量块9的左、后、右三个测量面依次接触毛坯23的侧面，记录每个接触点的示数。通过测量块9位置与数显尺示数的对应关系计算出毛坯23各个侧面相对于基准卡盘4的位置，从而确定毛坯23在加工中心上的位置，可以省去毛坯23在加工中心上的测量过程。

下面给出本实用新型的机外毛坯测量装置的具体测量过程。

首先在数字模型上取一个特定点M作为编程原点。记下这个点相对于基准卡盘4上基准中心的距离（ΔXM、ΔYM、ΔZM）。然后在加工中心上用专用工具T0（如光电测头或分中棒）确定一个加工原点N。使加工原点N相对于基准卡盘4上基准中心的距离（ΔXN、ΔYN、ΔZN）与数字模型中的（ΔXM、ΔYM、ΔZM）一致。特定点M和加工原点N的位置确定以后将不再改变，作为之后所有案例的编程原点和加工原点。

工作时，先把装有毛坯23的托盘22安装在基准卡盘4上（见图3）。推动测量块9使左测量面8、后测量面7和右测量面19依次接触毛坯23的左、后、右三个侧面。记录每个测量面接触毛坯23时数显动尺的示数。根据测量面的位置与数显动尺的示数的对应关系算出毛坯23上左、后、右三个侧面相对于基准卡盘4的基准中心的位置。

下面列举毛坯左侧面位置的计算方法：

X=XS－X0

式中，X-毛坯左侧面相对于基准卡盘YZ面的距离；XS-左测量面接触毛坯时测量尺的示数；X0-左测量面位于基准卡盘YZ面时测量尺的示数。

由于托盘22的侧面到基准卡盘XZ面的距离（图5中的距离s）是确定的，毛坯的前侧面在基准卡盘上的位置也是确定的。毛坯的顶部高度可通过其它测量工具测量，具体方法是测量毛坯顶部相对于托盘底部的高度（见图4中的h）。这样，毛坯的左、后、右、前、顶五个面的位置就确定了（见图6）。

按照上述测量结果，在CAD软件上建立毛坯的数字模型（图6）。并以数字模型中的特定点M作为编程原点进行编程。

编制的程序输入机床之后，只要在机床的刀具列表中设置好长度补偿（即刀具相对于专用工具T0的长度差）即可开始加工。

以上是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机外毛坯测量装置，其特征在于：包括十字滑动机构、测量块（9）、位置检测部件、基准卡盘（4）、底板（18）和托盘（22）；所述十字滑动机构包括X轴导轨（16）、Y轴导轨（10）、第一滑块（11）、第二滑块（15）和滑板（21），其中X轴导轨（16）为两根，X轴导轨（16）通过导轨座（17）安装在底板（18）上，第二滑块（15）设置在X轴导轨（16）上，滑板（21）安装在第二滑块（15）上，Y轴导轨（10）安装在滑板（21）上，Y轴导轨（10）上设有第一滑块（11），X轴导轨（16）和Y轴导轨（10）在水平面内相互垂直；所述第一滑块（11）上安装有支架（12），测量块（9）固定在支架（12）上，测量块（9）为中空结构，其内部设有左测量面（8）、右测量面（19）和后测量面（7）；所述位置检测部件包括X轴数显动尺（1）、X轴数显定尺（2）、Y轴数显定尺（13）和Y轴数显动尺（14），所述X轴数显定尺（2）安装在其中一个X轴导轨（16）上，X轴数显动尺（1）套装在X轴数显定尺（2）上并安装在第二滑块（15）上，Y轴数显定尺（13）安装在Y轴导轨（10）上，Y轴数显动尺（14）套装在Y轴数显定尺（13）上并安装在第一滑块（11）上；所述基准卡盘（4）安装在底板（18）上，并位于十字滑动机构的X方向一侧，基准卡盘（4）位于测量块（9）下方，基准卡盘（4）上安装有托盘（22），用于放置毛坯（23）进行机外测量。

2.根据权利要求1所述的机外毛坯测量装置，其特征在于：所述基准卡盘（4）上设有若干等高的限位柱（5），基准卡盘（4）上设有四个定位凸台（6），其中两个定位凸台（6）位于基准卡盘（4）的X轴中线上，另外两个定位凸台（6）位于基准卡盘（4）的Y轴中线上，基准卡盘（4）的X轴平行于X轴导轨（16），限位柱（5）的上表面构成基准卡盘（4）的XY平面，X轴共线的两个定位凸台（6）的中心且垂直于XY平面的平面构成基准卡盘（4）的XZ平面，Y轴共线的两个定位凸台（6）的中心且垂直于XY平面的平面构成基准卡盘（4）的YZ平面，XY平面、ZX平面和ZY平面的交点为基准卡盘（4）的基准中心。

3.根据权利要求2所述的机外毛坯测量装置，其特征在于：所述定位凸台（6）的高度高于限位柱（5），托盘（22）底部设有与定位凸台（6）匹配的卡槽，托盘（22）的落在基准卡盘（4）的限位柱（5）上，定位凸台（6）的顶部卡在托盘（22）的卡槽中。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的机外毛坯测量装置，其特征在于：所述底板（18）的底部安装有具有调平和锁紧功能的底脚螺栓（3）。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的机外毛坯测量装置，其特征在于：所述左测量面（8）和右测量面（19）与后测量面（7）之间设有缺口。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的机外毛坯测量装置，其特征在于：所述X轴数显定尺（2）通过连接板（20）安装在X轴导轨（16）上，Y轴数显定尺（13）通过连接板（20）安装在Y轴导轨（10）上。

Images