TWI274846B - Centering device, in particular for a tracer-type measuring instrument - Google Patents

Description

1274846 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於追蹤器型測量儀器之定心裝 置。 【先前技術】 在德國先行公開公告第 DE_A-4l 00 3 2 3, DE-A-195 〇2 84〇及DE-A-100 14 630號案中揭示多座標追縱器型的 測量儀器，其追蹤臂是可以在外殻導引所界定之一主座標 軸的方向上移動，且可以藉由一萬向接頭而橫向地轉向至 此主座標軸上。外殻是被固定在一攜帶柄上，其柄軸在使 用狀態下是與該主座標軸呈同軸的，致使外殼的主座標軸 可相對於該柄軸而定心。該外殼正對著攜帶柄的位置設有 一軸向垂直之攜帶軸用的導引表面，且可與一銷卡合，並 卡入攜帶柄的一空隙中。該空隙可允許在攜帶柄與銷之間 的徑向移動。因此，外殼可以平行於該攜帶柄而產生軸向 移動，且可以朝該銷前進。爲了固定之用，設有一軸向張 力螺絲，可將該攜帶柄螺旋入外殼內。然而，由外殼的攜 帶柄所形成之此種定心裝置就製造來說需要相當高的花 費’特別是因爲所使用的導引表面與閉鎖機構。 【發明內容】 本發明的目的是要提供一種用於追蹤器型測量儀器之 疋心裝置’在製造上相當簡單。 -4 - (2) 1274846 本發明之用於追蹤器型測量儀器之定心裝置，包含： 一儀器支架，用以界定一儀器軸；一攜帶柄，用以界定一 柄軸；一定心固定器，用以固定該儀器支架，使儀器軸平 行於該柄軸，可相對於後者產生徑向移動，以便能固定至 該攜帶柄上，其特徵在於該定心固定器被設計成爲一平行 四邊形導引，具有一平行四邊形的連接區域，圍繞著柄軸 與儀器軸附近分布，且沿著這些軸延伸。 這樣的定心固定器使用起來不需要軸向垂直的導引表 · 面，且因此製造起來更加簡單，因此比習知的定心裝置更 加能節省成本。即使本發明的定心裝置最好是用於一追蹤 器型的測量儀器，例如在德國先行公開公告第DE-A-41 00 3 23，DE-A- 1 9 5 02 8 40 及 DE-A- 1 00 1 4 63 0 號案中揭示 的一樣，但是本發明的定心裝置可以有利地運用至其他領 域上。例如，此定心裝置可以是一固定旋轉工具用的工具 固定器（如鑽頭或銑刀）之整體部分，將這些工具定心於加 工工具的軸心之旋轉軸上。這一點特別能應用於使固定旋 € 轉工具的這些工具固定器’使旋轉工具能縮入一套筒部 內，此套筒部可以藉由感應加熱法而產生熱膨脹。爲了連 接至加工工具的軸心，此種工具固定器具有一標準的偶合 器，呈現尖銳角的錐狀。在此情形中，本發明的定心裝置 是被設置在工具固定器與套筒部之間的力量傳遞路徑之 間。在此情形中，本發明的定心裝置之攜帶柄被設計成一 標準偶合器且儀器支架設計成套筒部。 平行四邊形的連接區域可以是多重連桿，以棒的形式 -5 - (3) 1274846 出現，相互隔開且繞著攜帶軸或儀器軸配置，而可以轉向 所有側邊’尤其當這些平行四邊形的連接區域是以一分段 軸向平行的圓形圓柱狀套筒部方式配置。然而，其中套筒 部可以設計成在圓周方向上具有一封閉壁之實施例，此種 實施例可以更加精確調整且亦可以更容易製造。 在一較佳實施例中，定心固定器具有一連接凸緣，可 圍繞著柄軸與儀器軸，且連接此攜帶軸至儀器支架，又在 其側邊上具有彼此軸向遠離的圓形溝紋，這些溝紋互相呈 春 同心且軸向重疊，以便將套筒部限定於其中。這樣的溝紋 可以輕易地加工至連接凸緣中，藉由其軸向深度與彼此之 間的徑向距離，可以決定套筒部的徑向轉向特性。徑向朝 內與朝外突出超過溝紋的連接凸緣之環狀區域也能使定心 固定器更加強硬，致使平行四邊形的移動主要僅根據套筒 部的變形。在平行四邊形連接區域是由個別棒所形成的實 施例，以及平行四邊形連接區域被設計成一封閉套筒部的 兩種實施例中，最好設置至少一平行四邊形連接區域，使 € 其一軸端被連接至定心固定器的第一環形部，而另一環形 端連接到定心固定器的第二環形部，其中一環形部是用以 攜帶至少一（但最好至少三）個設定螺絲’迨些設定螺絲是 分布在圓周方向且在另一環狀部的區域中徑向支撐。共同 的部位使平行四邊形連接區域彼此之間的軸端變堅硬。這 些設定螺絲係支撐在兩個環狀部之間’可確保連接區域的 一均勻的轉向。爲求方便，兩個環狀部可以同軸配置’就 是一個在另一個內部，外面的環狀部以可以徑向螺旋的方 -6- (4) 1274846 式攜帶設定螺絲，如此能輕易調整設定螺絲。 定心固定器可以是與攜帶柄及外殼分離的一零件。在 一較佳實施例中，爲了簡化製造程序，可以製造平行四邊 形連接區域，使其軸端整體地在一物件內，而同時形成一 攜帶柄及/或儀器支架。 【實施方式】 圖1中的追蹤器型測量儀器是以參數1標示，包含： 一外殻3，上頭設有一追蹤槓桿5，可以在外殼3所界定 出來的一測量軸7上導引移動。而且，此追蹤槓桿5是被 導引在外殼3上，可以繞著位於測量軸7上的一樞轉點 1 1而在所有側邊上樞轉，此樞轉方式乃藉由一萬向接 頭，在此以球接頭9的形式，且藉由一恢復彈簧1 3而預 先施加彈性應力至圖形所示的靜止位置上，其方式稍後會 詳細說明。追蹤槓桿5具有一追蹤臂1 5，可突出於外 殼，且藉由一球所形成的自由追蹤端1 7可以界定出一追 蹤參考點1 9，此點是位於追蹤槓桿5靜止位置中的測量 軸7上。相對於樞轉點1 1，追蹤槓桿5的一連接臂2 1， 係致對著追蹤臂1 5而突出到外殼3的一圓形導引孔2 3 內，該導引孔是與測量軸7同心。一套筒狀的偶合器2 5 是藉由一導引套筒27而在測量軸7的方向上於導引孔23 中可移動式地導引，例如德國先行公開公告第DE-A-100 1 4 63 0號案中所揭示的球狀導引套管。固定於外殼3上的 一數位路徑測量裝置2 9可以藉由一數位式路徑感測器3 1 - 7- (5) 1274846 而偵測出偶合器2 5相對於外殼3的位置，且將相對於追 蹤槓桿5的靜止位置之轉向値顯示在一顯示器3 3上，如 圖1所示。也可以設置一機械式長度測量刻度量規來取代 數位式路徑測量裝置2 9。 在軸向遠離樞轉點1 1的區域中，偶合器2 5具有一內 控制表面 3 5，係以截頭圓錐表面的形式出現，且具有一 矩形母面，緊靠著一凸狀外控制表面3 7，係形成於追蹤 槓桿5的偶合臂2 1之自由端上。內控制表面3 5是旋轉對鲁 稱於該測量軸7，同時外控制表面3 7則是旋轉對稱於一 條通過追蹤參考點1 9與樞轉點1 1的直線，該直線是與追 蹤槓桿5在靜止位置中的測量軸一致。外控制表面3 7具 有一母面，是以一段圓形的形式出現。恢復彈簧1 3在追 蹤端1 7的方向上預先施加應力於連接件2 5上，且同時確 保控制表面3 5 5 3 7彼此之間緊靠的接觸壓力。 在操作期間，追蹤器型測量儀器1是藉由一標準偶合 器而固定在一加工工具或測量儀器內，例如尖銳角錐狀柄 4 3 9，且與測量軸7同軸配置。在測量操作期間，追蹤端 1 7於測量軸7的方向中之調整移動期間，偶合臂2 1可驅 動偶合器2 5，進而調整路徑測量裝置2 9。在追蹤端1 7於 測量軸7的橫向調整移動期間，偶合臂2 1能繞著球接頭 9所界定的樞轉點而產生樞轉。在偶合臂2 1的樞轉移動 期間，沿著其母面相互滑動於其上的控制表面3 5，3 7能 夠將追蹤槓桿5的樞轉移動轉變成套筒形偶合器2 5的軸 向移動，致使路徑測量裝置29可以測量出追蹤參考點]9 - 8- (6) 1274846 與測量軸7之間的徑向距離。關於此種追蹤器型的測量儀 器’可以參考德國先行公開公告第DE-A- 1 00 1 4 6 3 0號 案。 追蹤器型的測量儀器1設有一攜帶柄4 1，藉由此攜 帶柄’測量儀器可以被夾鉗到標準偶合器3 9中或其他加 工工具的工具固定器內。爲了正確測量，必須將外殼3或 追蹤槓桿5所界定之測量軸7與攜帶柄4 1所界定的一同 心柄軸4 3，兩者產生同軸式地運轉，如此可補償對齊時 鲁 的徑向誤差。外殼3是經由一定心固定器4 5而被固定在 攜帶柄4 1上。定心固定器4 5能夠允許測量軸7相對於柄 軸4 3的軸向平行調整。因此，定心固定器4 5包含一徑向 突出的連接凸緣4 7，係整體成形於攜帶柄4 1上，且藉由 多數軸向螺絲5 1之助而螺旋入一軸向垂直裝配表面4 9。 連接凸緣47朝向追蹤端1 7形成一定心延伸部5 3，藉此 該連接凸緣可以在導引孔23內以一緊密的徑向裝配方式 受到導引。 _ 在彼此軸向正對的兩側上，連接凸緣47設有環狀溝 紋5 5，5 7，係與柄軸4 3同心且在軸向上互相重疊，且兩 者之間可界定出一圓柱形軸向平行的筆直套筒部59。藉 由徑向內環狀溝紋5 5的底部所形成之環狀部，可以將遠 離追蹤端1 7的套筒部軸端，予以連接至攜帶柄4 1上，同 時套筒部5 9的軸向另一端可以藉由外環狀溝紋5 7的底部 6 3所形成之環狀部而連接至連接凸緣4 7的圓周區域6 5。 該圓周區域是被螺旋到外殼3內。 冬 (7) 1274846 在至少三個（在此是四個）於圓周方向配置的徑向螺旋 孔6 7中，安裝有設定螺絲6 9，可以從外界徑向進入，且 靠近軸向遠離追蹤端17的尾端’藉由其內端支撐著在套 筒部5 9上。因此，可以被支撐在套筒部的環狀部6 1上。 套筒部5 9形成一平行四邊形導引，可以在柄軸4 3橫 向上的所有側邊上轉向，且受到彈性應力的套筒部5 9可 以形成一平行四邊形連接，也可以在所有側邊上轉向。藉 由調整設定螺絲6 9，攜帶柄4 1可以平行於測量軸7移 動，同時設定螺絲6 9可呈現有操作固定的功能。由於設 置有彼此之間相差90度的四個設定螺絲69，所以設定螺 絲可以成對地閉鎖起來。 在顯示的實施例中，可以藉由一環狀封閉套筒延伸部 來實施平行四邊形導引。除了環狀封閉套筒延伸部之外， 也可以設置一套筒延伸部，在圓周方向上呈現分段，或考 藉由內含多數軸向移動棒的一構件而形成套筒延伸部。在 另一實施例中，連接凸緣47不僅可以與攜帶柄連接成％ 件，而且也可連接到外殼3。特別是，上述實施例能適用 於定心固定器4 5的其他應用，例如對應於外殼3的零件 可形成一套筒部，用以收縮式地裝配固定一旋轉工具的車由 柄’就如習知的工具固定器一樣，可以產生熱感應膨脹。 攜帶柄可以直接設計成一類似於標準偶合器3 9的標準偶 合器。 【圖式簡單說明】 -10- (8) 1274846 圖1是一軸向縱向剖面圖，顯示本發明具有定心固定 器的一追蹤器型測量儀器；及 圖2是定心固定器的一軸向圖。 主要元件對 昭 表 1 追 蹤 器 型 測 量 儀 器 3 外 殼 5 追 蹤 槓 桿 7 測 量 軸 9 球 接 頭 11 樞 轉 點 13 恢 復 彈 簧 15 追 蹤 臂 17 追 蹤 丄山 m 19 追 蹤 參 考 點 2 1 偶 合 臂 23 導 引 孔 25 偶 合 器 27 導 引 套 筒 29 數 位 路 徑 測 量 裝 置 3 1 數 位 路 徑 感 測 器 3 3 顯 示 器 35 內 控 制 表 面 3 7 外 控 制 表 面

-11 - 柄 . 攜帶柄 柄軸 定心固定器 連接凸緣 裝配表面 螺絲 定心延伸部 φ 5 7 環狀溝紋 套筒部 底面 圓周區域

-12 -

Claims (1)

1. (1) 1274846 拾、申請專利範圍 1 · 一種追蹤器型測量儀器之定心裝置，包含： 一儀器支架（3)，用以界定一儀器軸（7) ·， 一攜帶柄（41)，用以界定一柄軸（43); 一定心固定器（45)，用以固定該儀器支架（3)，使儀器 軸（7)平行於該柄軸，可相對於後者產生徑向移動，以便 能固定至該攜帶柄（4 1 )上，其特徵在於 該定心固定器（45)被設計成爲一平行四邊形導引，具 有一平彳了四邊形的連接區域（5 9 )，圍繞著柄軸（4 3 )與儀器 軸（7)附近分布，且沿著這些軸（7，43)延伸。 2 .如申請專利範圍第1項之追蹤器型測量儀器之定 心裝置，其中該平行四邊形的連接區域是藉由一圓柱形套 筒部（5 9)而形成的，該套筒部係軸向平行於該柄軸（43)及 該儀器軸（7)。 3 ·如申請專利範圍第2項之追蹤器型測量儀器之定 心裝置，其中該套筒部（59)可以在圓周方向上設計有一封 閉壁。 4 .如申請專利範圍第2項之追蹤器型測量儀器之定 心裝置，其中該定心固定器（45)包含一連接凸緣（47) ’係 圍繞著柄軸（43)及該儀器軸（7)，且連接該攜帶柄（41)至該 儀器支架（3)上，且在其軸向互相遠離的側邊上’具有環 狀溝紋（55，57)，該等溝紋彼此同心且互相軸向重疊’又 能在兩者之間徑向界定出套筒部（59) ° 5.如申請專利範圍第1項之追蹤器型測量儀器之定 -13- (2) 1274846 心裝置，其中該平行四邊形連接區域使其一軸端被連接至 定心固定器（45)的第一環形部（61)，而另一環形端連接到 定心固定器（45)的第二環形部（63，65)，其中一環形部（63, 65)是用以攜帶至少一設定螺絲（69)，這些設定螺絲是被 徑向支撐在另一環形部（6 1 )的區域中。 6.如申請專利範圍第5項之追蹤器型測量儀器之定 心裝置，其中一環形部（63，6 5)攜帶有至少三個分布在圓 周方向上的設定螺絲（69)。 7 ·如申請專利範圍第5項之追蹤器型測量儀器之定 心裝置，其中該兩個環狀部（6 1，6 3，6 5 )可以同軸配置，就 是一個在另一個內部，外面的環狀部（6 3，6 5 )以可以徑向 螺旋的方式攜帶至少一設定螺絲（6 9)。 8 .如申請專利範圍第1項之追蹤器型測量儀器之定 心裝置’其中該平行四邊形連接區域（5 9 )的製造方式’乃 使其軸端與該攜帶柄（4 !)及/或儀器支架（3)一體成形。