專利名稱：數(shù)顯機(jī)床用三維定位測(cè)量頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量X，Y、Z三維座標(biāo)，特別是用于數(shù)顯機(jī)床上的定位測(cè)量頭。
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械制造工業(yè)提出了更高的新要求。而三座標(biāo)測(cè)量機(jī)的誕生和三維測(cè)量技術(shù)水平的提高，也為機(jī)械制造工業(yè)向現(xiàn)代化與高精度的方向發(fā)展提供了可能，創(chuàng)造了條件。從八十年代初起，西方發(fā)達(dá)的工業(yè)國家相繼推出了測(cè)量精度高、技術(shù)難度大的全自動(dòng)三座標(biāo)測(cè)量機(jī)等高技術(shù)產(chǎn)品。我國也引進(jìn)了一些先進(jìn)的三座標(biāo)測(cè)量機(jī)以及測(cè)量技術(shù)，其所具有的優(yōu)越性已被人們所確認(rèn)，但由于其制作難度大，工藝要求高，關(guān)鍵技術(shù)較難掌握，國內(nèi)尚未形成批量生產(chǎn)，而進(jìn)口的三座標(biāo)測(cè)量機(jī)價(jià)格昂貴，一般企業(yè)也較難問津。從技術(shù)結(jié)構(gòu)來看，國外產(chǎn)品以西德OPTON公司的產(chǎn)品為例，X、Y、Z三維測(cè)量分別由四組彈簧、游絲組合的復(fù)位機(jī)構(gòu)來完成，由壓電晶體觸發(fā)信號(hào)。國內(nèi)以新天光學(xué)儀器公司的產(chǎn)品為例，X、Y、Z三維測(cè)量分別由三組片簧構(gòu)成的平行四邊行機(jī)構(gòu)，用電感測(cè)量原理來完成，可見其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，測(cè)量精度隨三座標(biāo)測(cè)量機(jī)精度指標(biāo)面定，大多在1μm之內(nèi)，就普通加工而言，工作現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)并不完全需要如此高、精、尖的測(cè)量工具。
本實(shí)用新型的任務(wù)是要提供一種可測(cè)量X、Y、Z三維座標(biāo)，特別是可安裝于精密數(shù)顯機(jī)床上的定位測(cè)量頭，它能使數(shù)顯機(jī)床在完成切削加工的工序后，亦具備三座標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量功能。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，將與機(jī)殼零部件機(jī)械聯(lián)接的頂蓋設(shè)計(jì)成可安裝于數(shù)顯機(jī)床上的結(jié)構(gòu)，帶有紅寶石觸頭的測(cè)量桿與機(jī)殼內(nèi)的園柱軸等零部件機(jī)械聯(lián)接，其軸向移動(dòng)與園柱軸頂部的鋼球接觸，觸發(fā)壓電晶體，發(fā)送垂直方向的測(cè)量信號(hào)，完成垂直方向的測(cè)量。水平方向測(cè)量是用軸承作為其回轉(zhuǎn)擺動(dòng)中心。其可以是關(guān)節(jié)軸承、向心球面球軸承或推力向心球軸承；用安置于測(cè)量桿與上、下軸系機(jī)械聯(lián)接的整體頂端的小鋼球與頂蓋的內(nèi)側(cè)面上某點(diǎn)接觸，觸發(fā)壓電晶體，發(fā)送水平方向的測(cè)量信號(hào)，完成水平方向的測(cè)量，頂蓋的內(nèi)側(cè)面可以是凹球面、凸球面、錐面或園環(huán)面，用一只彈性元件作為水平方向測(cè)量時(shí)的復(fù)位元件；為補(bǔ)償不同精度的測(cè)量要求，選用了平衡拉簧，將上軸系固定于機(jī)殼內(nèi)；在發(fā)送出垂直及水平方向的測(cè)量觸發(fā)信號(hào)后，有緩沖機(jī)構(gòu)防止機(jī)床運(yùn)動(dòng)過沖。
本實(shí)用新型由于將數(shù)顯機(jī)床作為三座標(biāo)測(cè)量機(jī)的本體，從而擴(kuò)展了機(jī)床設(shè)備的功能，為新制造的數(shù)顯機(jī)床提供了一種特殊的測(cè)量功能組件。特別是對(duì)于我國機(jī)械行業(yè)中大量經(jīng)數(shù)顯技術(shù)改造升級(jí)后的老機(jī)床，更是一種高效、實(shí)用的測(cè)量功能配件。其可使具有數(shù)顯功能的機(jī)床在完成加工工序后，方便地?fù)Q上，并對(duì)加工工件進(jìn)行三維檢測(cè)，其測(cè)量準(zhǔn)確度主要取決于機(jī)床導(dǎo)軌原有的精確度及數(shù)顯系統(tǒng)的精確度。顯然，其簡(jiǎn)便，易行，性能價(jià)格比較高，具有很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是本實(shí)用新型一種具體結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。
參照
圖1，與機(jī)殼部件機(jī)械聯(lián)接的頂蓋(13)可安裝于機(jī)床上，帶有紅寶石觸頭(1)的測(cè)量桿(2)與園柱軸(5)機(jī)械聯(lián)接，并可軸向移動(dòng)與鋼球(7)接觸，觸發(fā)壓電晶體，發(fā)送垂直方向的測(cè)量信號(hào)；測(cè)量桿(2)聯(lián)接園柱軸(5)外套有軸承(3)和與之聯(lián)接的下軸系(6)，軸承(3)用關(guān)節(jié)軸承，其作為水平方向的回轉(zhuǎn)擺動(dòng)中心；上軸系(9)內(nèi)的園柱軸(10)的頂端的小鋼球(11)與頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面上某點(diǎn)接觸，觸發(fā)壓電晶體。發(fā)送水平方向的測(cè)量信號(hào)；頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面加工成頂部的凹球面與側(cè)部的錐面光滑連接；上軸系(9)套接下軸系(6)，其間有緩沖機(jī)構(gòu)(8)，用以防止觸發(fā)壓電晶體，發(fā)送出垂直及水平方向的測(cè)量信號(hào)后，機(jī)床運(yùn)動(dòng)過沖，上、下軸系(9)和(6)外套有一只金屬波紋管作為水平方向測(cè)量時(shí)的復(fù)位元件(4)，考慮到機(jī)床導(dǎo)軌原有的精確度及數(shù)顯系統(tǒng)的精確度，為補(bǔ)償不同精度的測(cè)量要求，用四根平衡拉簧(12)，將上軸系(9)固定于機(jī)殼內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測(cè)量X、Y、Z三維座標(biāo)，特別是用于數(shù)顯機(jī)床上的定位測(cè)量頭，該裝置帶有紅寶石觸頭(1)的測(cè)量桿(2)園柱軸(5)機(jī)械聯(lián)接，并軸向與鋼球(7)接觸，其特征在于a.測(cè)量桿(2)聯(lián)接園柱軸(5)外套有軸承(3)和與之聯(lián)接的下軸系(6)，b.上軸系(9)內(nèi)的園柱軸(10)頂端的小鋼球(11)與頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面點(diǎn)接觸，c.上軸系(9)套接下軸系(6)，其間有緩沖機(jī)構(gòu)(8)。d.上、下軸系(9)和(6)外套有復(fù)位元件(4)。e.用四根平衡拉簧(12)，將上軸系(9)固定于機(jī)殼內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的軸承(3)可以是關(guān)節(jié)軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的軸承(3)可以是向心球面球軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭。其特征是所述的軸承(3)可以是推力向心球軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面可以是凹球面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面可以是凸球面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面可以是錐面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的頂蓋(13)的內(nèi)側(cè)面可以是園環(huán)面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位測(cè)量頭，其特征是所述的復(fù)位元件(4)為金屬波紋管。
專利摘要一種可測(cè)量X、Y、Z三維坐標(biāo)，特別是可安裝于精密數(shù)顯機(jī)床上的定位測(cè)量頭。其垂直方向的測(cè)量，由帶有紅寶石觸頭的測(cè)量桿與機(jī)殼內(nèi)機(jī)械聯(lián)接的圓柱軸、軸向移動(dòng)與圓柱軸頂部的鋼球接觸，發(fā)送測(cè)量觸發(fā)信號(hào)完成；水平方向的測(cè)量，通過軸承作為回轉(zhuǎn)擺動(dòng)中心，安置于測(cè)量桿與上下軸系機(jī)械聯(lián)接的整體頂端上的小鋼球與頂蓋的內(nèi)側(cè)面上某點(diǎn)接觸，發(fā)送測(cè)量觸發(fā)信號(hào)完成。并用一只彈性元件作為水平方向測(cè)量時(shí)的復(fù)位元件；而為補(bǔ)償不同精度的測(cè)量要求，選用了平衡拉簧。
文檔編號(hào)B23Q17/22GK2070223SQ89221438
公開日1991年1月30日 申請(qǐng)日期1989年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月16日
發(fā)明者祝逸慶, 張儀如 申請(qǐng)人:上海市計(jì)量技術(shù)研究所