TWI654407B - Ball slider measuring device and measuring method - Google Patents

Abstract

一種滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，用於量測滾珠滑塊的滑動件二側的負荷軌道之間的尺寸，並可量測滑動件側面與頂面的尺寸；其包含一底座及一固定在底座上的量測塊規，並可在量測塊規一側及上方設置量錶；量測塊規的二側面分別形成有對應負荷軌道的凸圓條，量測塊規與凸圓條由第一端朝向第二端延伸成一錐度，錐度使凸圓條形成二段不合格區段以及一段合格區段，合格區段位於二段不合格區段之間；藉此，用於將滑動件套入量測塊規上滑動，利用其卡止在合格區段或不合格區段的方式，快速測知二側的負荷軌道之間的尺寸是否合格，而其他量錶能夠量測其他部位的尺寸是否合格。

Description

滾珠滑塊之量測裝置及量測方法

本發明係有關於一種滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，尤指一種應用於量測滾珠滑塊的金屬滑動件研磨完成後的尺寸公差與幾何公差的量測裝置及量測方法。

參閱圖1所示，現今的滾珠滑塊係與滑軌配合應用的一種直線滑動裝置，其主要係由一滑動件10、兩循環器20及多數滾珠30組成，亦可實施一包覆該滑動件10的塑料包覆體40；該滑動件10為鋼材製成的塊體，滑動件10的底部凹設一軌槽101，軌槽101的兩側分別設有負荷軌道102及無負荷軌道103；該兩循環器20結合在滑動件的二端，各循環器20內形成有連通上述負荷軌道102與無負荷軌道103的循環通道(未圖示)；而該滾珠30填充於滑動件10的負荷軌道102、無負荷軌道103及循環器20的循環通道中，並且能在負荷軌道102、無負荷軌道103及循環通道中無限循環滾動；藉此在應用時，可將滾珠滑塊的軌槽滑套於一滑軌上，使滾動到負荷軌道102中的滾珠30支撐在負荷軌道102與滑軌之間，因此滾珠滑塊能夠在滑軌上直線移動。

上述滾珠滑塊的滑動件10係為精密加工的金屬件，特別是其軌槽101兩側的用於支撐在滾珠30的負荷軌道102，以及用於支承其他物體(例如滑動平台)的頂面104與側面105，都必須在加工成型之後，再實施更精密的研磨作業。其研磨作業主要是採用砂輪對滑動件10的負荷軌道102、頂面104及側面105進行研磨，研磨到所要求的尺寸公差與幾何公差的範圍內，才能算是尺寸與形狀正確的良品。尤其是，上述該軌槽101兩側的負荷軌道102中心點之間的間距L1，其尺寸的正確與否，將影響到滾珠30能否順利通過負荷軌道102，假設其間距L1過小，滾珠30將卡在負荷軌道102與滑軌之間，造成滾珠滑塊滑動不順；反之，若其間距L1過大，則造成滾珠30與負荷軌道102及滑軌之間游隙過大，滾珠滑塊的滑動達不到精密的要求。再者，上述滑動件10的側面105到達軌槽101中心線的間距L2，也是精密的尺寸，因為其側面105常作為一定位基準面，用於抵靠在其他物體(例如滑動平台)，因此其尺寸上的誤差，會直接影響到物體的精準度。又上述滑動件10的頂面104係用於承載其他物體，因此其與負荷軌道102之間的間距L3及對稱度與傾斜度也很重要。

然而，上述的滑動件10在研磨加工程序中，都會因為砂輪更換、砂輪面修砂及砂輪面磨耗等因素，造成上述間距L1、L2與L3發生誤差而超過公差範圍，例如砂輪面磨耗時，上述二負荷軌道的間距L1會縮小，而間距L2與L3則回增大；為此，當研磨加工一段時間，都要定時抽查量測上述滑動件10的尺寸，以便即時對機器進行補償校正。但是，例如上述二負荷軌道102中心點的間距L1需要精密的量錶或光學儀器才能量測，因此習知的方式係由品管人員帶到獨立的測量室進行，磨床操作人員難以在加工現場實施，如此容易造成現場操作人員錯過補償校正的時機，很可能研磨出許多瑕疵品。

因此，如何改善上述習知滑動件10現場量測作業不便的問題，提出一種能夠讓磨床操作人員在加工現場快速實施量測的裝置及操作方法，進而量測出上述滑動件10的間距L1、L2與L3的尺寸，以及滑動件10的頂面104的對稱度與傾斜度等幾何公差，係為本發明所要積極克服的課題。

本發明之主要目的在提供一種滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，其通過一特殊的量測塊規設計，使研磨後的滑動件能滑動地套入量測塊規，直到滑動件滑移到劃定的區段，進而測出滑動件二側負荷軌道中心點之間的間距L1，是否達到尺寸公差所要求範圍。

本發明之次要目的在提供一種滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，上述量測塊規的選定位置並設置有多個量錶，能夠在滑動件滑移通過劃定的區段時，同步對其頂面及測面進行量測，測出間距L2、L3及頂面的對稱度與傾斜度的幾何公差，是否達到要求的範圍。

為了達到上述目的，本發明滾珠滑塊之量測裝置，用於量測一滾珠滑塊的滑動件的軌槽二側的負荷軌道之間的間距，其較佳技術方案包含：一底座及一量測塊規，該量測塊規水平或垂直地固定在該底座上，該量測塊規具有一用於提供該滑動件的軌槽滑動地套入的長條塊，該長條塊相對的二側面分別形成有一道以上的凸圓條，該凸圓條與該長條塊相平行並延伸到該長條塊的二端，該凸圓條的斷面形狀及位置對應該滑動件的軌槽二側的負荷軌道；且該長條塊與該凸圓條分別由其第一端朝向其第二端延伸成一錐度，該錐度使該長條塊與該凸圓條形成一窄端與一寬端；以及該錐度使該長條塊與該凸圓條形成二段不合格區段以及一段合格區段，該二段不合格區段位於該長條塊與該凸圓條的近二端，該合格區段位於該二段不合格區段之間。

上述滾珠滑塊之量測裝置中，該凸圓條的橫斷面呈半圓形或哥德弧形。

上述滾珠滑塊之量測裝置中，該長條塊的頂面設有區隔出該二段不合格區段及該合格區段的二道界線或刻痕線。

上述滾珠滑塊之量測裝置中，該長條塊的頂面設有沿著該長條塊延伸排列的刻度。

上述滾珠滑塊之量測裝置中，更包含一第一量錶，該第一量錶位於該量測塊規的一側，該第一量錶的量測端朝向該量測塊規的一側面，用於抵觸到該滑動件的側面。

上述滾珠滑塊之量測裝置中，更包含二個第二量錶，該二個第二量錶位於該量測塊規的上方，該二個第二量錶的量測端朝向該量測塊規的一頂面，用於抵觸到該滑動件的頂面。

為了達到上述目的，本發明滾珠滑塊之量測裝置之量測方法，其較佳技術步驟包含：一滾珠滑塊的滑動件，該滑動件的軌槽二側的負荷軌道研磨過後，將該滑動件的軌槽從該量測塊規的長條塊的窄端套入，並使該軌槽二側的負荷軌道套入該凸圓條，再移動該滑動件直到該負荷軌道一端的軌道口卡止在該凸圓條，以測定該滑動件的一端位於該不合格區段或該合格區段。

本發明滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，可應用該量測塊規的長條塊、二側的凸圓條及其錐狀構造，提供一研磨完成的滑動件的軌槽從長條塊與凸圓條的窄端套入，再移動該滑動件直到該負荷軌道一端的軌道口卡止在該凸圓條，如此測定該滑動件的一端位於該不合格區段或該合格區段，量測出滑動件二側的負荷軌道中心點之間的間距L1是否在公差範圍內，及各該負荷軌道的斷面幾何尺寸是否公差範圍內，進而達到快速且精準量測的功效。再者，通過該第一量錶及該第二量錶的設置，使該滑動件在該量測塊規滑動時，使其頂面及側面通過該第一量錶及該第二量錶的量測端，進而測出該滑動件的側面與該軌槽中心線之間的間距L2，並測出該滑動件的頂面與該負荷軌道之間的間距L3是否落在公差範圍內。

[習知部分]

10‧‧‧滑動件

101‧‧‧軌槽

102‧‧‧負荷軌道

1021‧‧‧軌道口

103‧‧‧無負荷軌道

104‧‧‧頂面

105‧‧‧側面

20‧‧‧循環器

30‧‧‧滾珠

40‧‧‧包覆體

L1‧‧‧間距

L2‧‧‧間距

L3‧‧‧間距

[本發明部分]

1‧‧‧底座

2‧‧‧量測塊規

21‧‧‧長條塊

22‧‧‧凸圓條

23‧‧‧第一端

24‧‧‧第二端

25、25’‧‧‧不合格區段

26‧‧‧合格區段

27、27’‧‧‧刻痕線

28‧‧‧刻度

3‧‧‧第一量錶

31‧‧‧量測端

4‧‧‧第二量錶

41‧‧‧量測端

圖1為習知滾珠滑塊各構件之分解立體示意圖。

圖2為習知滾珠滑塊之滑動件前視示意圖。

圖3為本發明滾珠滑塊之量測裝置之立體示意圖。

圖4為本發明滾珠滑塊之量測裝置之側視示意圖。

圖5為本發明滾珠滑塊之量測裝置之前視示意圖。

圖6為本發明滾珠滑塊之量測方法之合格區段示意圖。

圖7為本發明滾珠滑塊之量測方法之第一不合格區段示意圖。

圖8為本發明滾珠滑塊之量測方法之第一不合格區段示意圖。

圖9為本發明負荷軌道幾何形狀之量測過程示意圖。

茲依附圖實施例將本發明之結構特徵及其他之作用、目的詳細說明如下：參閱圖3、圖4及圖5所示，本發明滾珠滑塊之量測裝置，係用於量測一滾珠滑塊的滑動件10的軌槽101二側的負荷軌道102中心點之間的間距L1，其較佳的具體實施例包含：一底座1及一量測塊規2；其中，該底座1為一金屬板塊；該量測塊規2水平或垂直地固定在該底座1上，該量測塊規2具有一用於提供該滑動件10的軌槽101滑動地套入的長條塊21，該長條塊21相對的二側面之間的間距不可活動調整，該長條塊21相對的二側面分別形成有一道以上的凸圓條22， 如圖所示每一側具有二道凸圓條22；該凸圓條22的橫斷面呈半圓形或哥德弧形，該凸圓條22與該長條塊21相平行並延伸到該長條塊21的二端，該凸圓條22的斷面形狀及位置對應該滑動件10的軌槽101二側的負荷軌道102；且該長條塊21與該凸圓條22分別由其第一端23朝向其第二端24延伸成一錐度，該錐度使該長條塊21與該凸圓條22形成一窄端與一寬端。

藉此，一併參閱圖6所示(圖6之量測塊規2係將其錐度誇張顯示，以明確揭示本發明之原理，並非以圖示為準)，根據二側的負荷軌道102中心點之間的間距L1的公差範圍，在該長條塊21與該凸圓條22畫分形成二段不合格區段25、25’以及一段合格區段26，該二段不合格區段25、25’位於該長條塊21與該凸圓條22的近二端23、24，而該合格區段26則位於該二段不合格區段25、25’之間，並且在該長條塊21的頂面設有區隔出該二段不合格區段25、25’及該合格區段26的二道界線或刻痕線27、27’，該界線或刻痕線27、27’係根據上述間距L1的公差範圍所畫出，例如間距L1尺寸為32mm±0.05mm，該刻痕線27位置的凸圓條22的尺寸即為31.95mm，而該刻痕線27’位置的凸圓條22的尺寸即為32.05mm，在該二刻痕線27、27’之間的範圍即為該合格區段26。再者，上述該長條塊21的頂面可設有沿著該長條塊21延伸排列的刻度28，該刻度28能夠輔助使用者了解具體的尺寸為何，例如根據其錐度，每一刻度可代表0.005mm。

再閱圖3至圖5所示，本發明滾珠滑塊之量測裝置，較佳的實施例更包含一第一量錶3及二個第二量錶4，該第一量錶3設置於該量測塊規2的一側，使該第一量錶3的量測端31朝向該量測塊規2的一側面105，用於抵觸到該滑動件10的側面105；而該二個第二量錶4 位於該量測塊規2的上方，該二個第二量錶4的量測端41朝向該量測塊規2的一頂面，用於抵觸到該滑動件10的頂面104。

參閱圖6、圖7及圖8所示，根據上述滾珠滑塊之量測裝置的技術特徵，本發明實施滾珠滑塊之量測方法的步驟，係將滾珠滑塊的滑動件10的軌槽101二側的負荷軌道102及頂面104與側面105經過研磨加工之後，由現場操作人員將該滑動件10的軌槽101從該量測塊規2的長條塊21的窄端(即第一端23)套入，並使該軌槽101二側的負荷軌道102套入該凸圓條22，然後再移動該滑動件10往長條塊21的寬端(即第二端24)，直到該負荷軌道102一端的軌道口1021卡止在該凸圓條22，如此測定該滑動件10的一端位於該不合格區段25、25’或該合格區段26。

本發明具體的量測原理，如圖6所示，假設二負荷軌道102中心點之間的間距L1在上述32mm±0.05mm的公差範圍內，該負荷軌道102一端的軌道口1021會卡止在該合格區段26內的凸圓條22，表示其研磨的尺寸為合格良品。如圖7所示，假設二負荷軌道102的間距L1小於上述32mm±0.05mm的公差範圍的下限，該負荷軌道102一端的軌道口1021會卡止在該不合格區段25內的凸圓條22，表示其研磨的尺寸不合格，需要進行補償校正。又如圖8所示，假設二負荷軌道102的間距L1大於上述32mm±0.05mm的公差範圍的上限，該負荷軌道102一端的軌道口1021會卡止在該不合格區段25’內的凸圓條22，同樣表示其研磨的尺寸不合格，需要進行校正。再者，參閱圖9所示，當負荷軌道102在錐狀的凸圓條22滑動，直到軌道口1021卡止在該合格區段26內的凸圓條22時，可同時量測負荷軌道102的幾何形狀是否合格。

再參閱圖5所示，當使用者在該量測塊規2上移動該滑動件10時，會經過上述該第一量錶3及二個第二量錶4，因此使該第一量錶3的量測端31抵觸到該滑動件10的側面105，進而量測上述該間距L2是否在公差範圍內；而二個第二量錶4的量測端41抵觸到該滑動件10的頂面104，進而量測上述該間距L3是否在公差範圍內，並能夠量測該滑動件10的頂面104二側的對稱度與傾斜度等幾何公差。由此可見，本發明滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，只要將研磨加工完成的該滑動件10套入該量測塊規2實施一次滑動，就能快速測量出上述L1、L2及L3至少三種重要的尺寸，作為操作人員操作磨床的依據。

綜上所述，本發明滾珠滑塊之量測裝置及量測方法，已確具實用性與創作性，其技術手段之運用亦出於新穎無疑，且功效與設計目的誠然符合，已稱合理進步至明。為此，依法提出發明專利申請，惟懇請 鈞局惠予詳審，並賜准專利為禱，至感德便。

Claims (7)

1. 一種滾珠滑塊之量測裝置，用於量測一滾珠滑塊的滑動件的軌槽二側的負荷軌道之間的間距，其包含：一底座及一量測塊規，該量測塊規水平或垂直地固定在該底座上，該量測塊規具有一用於提供該滑動件的軌槽滑動地套入的長條塊，該長條塊相對的二側面之間的間距不可活動調整，該長條塊相對的二側面分別形成有一道以上的凸圓條，該凸圓條與該長條塊相平行並延伸到該長條塊的二端，該凸圓條的斷面形狀及位置對應該滑動件的軌槽二側的負荷軌道；且該長條塊與該凸圓條分別由其第一端朝向其第二端延伸成一錐度，該錐度使該長條塊與該凸圓條形成一窄端與一寬端；以及該錐度使該長條塊與該凸圓條形成二段不合格區段以及一段合格區段，該二段不合格區段位於該長條塊與該凸圓條的近二端，該合格區段位於該二段不合格區段之間；其中該軌槽二側的負荷軌道套入該長條塊二側的凸圓條，移動該滑動件直到該負荷軌道一端的軌道口卡止在該凸圓條，測定該軌道口位於該不合格區段或該合格區段。
2. 如請求項1所述滾珠滑塊之量測裝置，其中該凸圓條的橫斷面呈半圓形或哥德弧形。
3. 如請求項1所述滾珠滑塊之量測裝置，其中該長條塊的頂面設有區隔出該二段不合格區段及該合格區段的二道界線或刻痕線。
4. 如請求項1或3所述滾珠滑塊之量測裝置，其中該長條塊的 頂面設有沿著該長條塊延伸排列的刻度。
5. 如請求項1所述滾珠滑塊之量測裝置，更包含一第一量錶，該第一量錶位於該量測塊規的一側，該第一量錶的量測端朝向該量測塊規的一側面，用於抵觸到該滑動件的側面。
6. 如請求項5所述滾珠滑塊之量測裝置，更包含二個第二量錶，該二個第二量錶位於該量測塊規的上方，該二個第二量錶的量測端朝向該量測塊規的一頂面，用於抵觸到該滑動件的頂面。
7. 一種請求項1至6中任一項所述滾珠滑塊之量測裝置之量測方法，其包含：一滾珠滑塊的滑動件，該滑動件的軌槽二側的負荷軌道研磨過後，將該滑動件的軌槽從該量測塊規的長條塊的窄端套入，並使該軌槽二側的負荷軌道套入該凸圓條，再移動該滑動件直到該負荷軌道一端的軌道口卡止在該凸圓條，以測定該滑動件的一端位於該不合格區段或該合格區段。