一種三維觸發(fā)式測量頭的制作方法
【專利摘要】一種三維觸發(fā)式測量頭結(jié)構(gòu)，為克服現(xiàn)有技術(shù)測量頭在機床主軸上的安裝誤差調(diào)整困難和調(diào)整精度差的技術(shù)不足，采用的技術(shù)方案是，測量頭的殼體采用端面磁性連接，120°分別的兩個定位球和一個可調(diào)螺栓支撐定位的上殼體、中間連接體和下殼體，通過調(diào)整支撐螺栓的支撐位置改變上殼體、中間連接體和下殼體之間的端面接觸角度，實現(xiàn)球形測量觸頭的球心與機床主軸同軸線的目的，有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，通過平面中X和Y軸方向?qū)嵤η蛐螠y量觸頭5的球心位置的調(diào)整，消除測量頭在機床主軸上的安裝誤差。調(diào)整精度可達到0.001mm。
【專利說明】一種三維觸發(fā)式測量頭
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械制造使用的測量工具，特別是一種在數(shù)控機床或測量機上使用的三維觸發(fā)式測量頭。

【背景技術(shù)】
[0002]三維觸發(fā)式測量頭，也由稱為，測量分中棒。即為一種接觸式測量工具，三維觸發(fā)式測量頭具有極高的測量和重復(fù)精度，重復(fù)精度可達0.0003麗，自50年代被英國人發(fā)明后，被廣泛應(yīng)用于機械制造領(lǐng)域用于對工件的接觸測量。
[0003]特別是70年代，美國軍工采用計算機控制系統(tǒng)在數(shù)控機床獲得測量分中棒的測量觸頭與工件基準點瞬間接觸時的坐標，獲取的高精度的測量值。
[0004]參看附圖1，三維觸發(fā)式測量頭應(yīng)用時，安裝在數(shù)控機床的主軸上，當(dāng)數(shù)控機床的主軸上的測量分中棒的球形測量觸頭與工件基準點接觸時，測量分中棒發(fā)出電信號(如指示燈亮或向系統(tǒng)中發(fā)出接觸信號)。
[0005]三維觸發(fā)式測量頭的測量誤差是由測量頭本身精度誤差、測量頭在機床主軸上的安裝誤差、機床進給誤差累積構(gòu)成，測量頭在機床主軸上的安裝誤差即球形測量觸頭5的球心與機床主軸軸線之間的安裝誤差，現(xiàn)有技術(shù)是將三維觸發(fā)式測量頭安裝在機床主軸上后，通過調(diào)整測量頭安裝柄3繞調(diào)整鋼珠8相對擺動的角度實現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的缺點是，調(diào)整困難，調(diào)整精度差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)測量頭在機床主軸上的安裝誤差調(diào)整困難和調(diào)整精度差的技術(shù)不足，本發(fā)明公開一種三維觸發(fā)式測量頭結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中通過平面中X和Y軸方向?qū)嵤η蛐螠y量觸頭5的球心位置的調(diào)整，消除測量頭在機床主軸上的安裝誤差。
[0007]本發(fā)明實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是:殼體由上殼體和下殼體構(gòu)成，上殼體上端與測量頭安裝柄連接，上殼體下端底面上，在同一圓周上120°之間設(shè)置有一對上殼體定位凹坑，中心鑲嵌設(shè)置有上殼體連接磁鐵。
[0008]下殼體上端面上,在同一圓周上120°之間設(shè)置有一對下殼體定位凹坑，中心鑲嵌設(shè)置有下殼體連接磁鐵，下殼體同軸線圓周上呈90°之間設(shè)置有與下殼體螺紋連接的上殼體調(diào)整螺桿和下殼體調(diào)整螺桿，下殼體調(diào)整螺桿的軸線與一對下殼體定位凹坑在同一圓周上呈120°均布設(shè)置。
[0009]上殼體和下殼體之間設(shè)置有中間連接體，中間連接體上端面固定鑲嵌設(shè)置有與上殼體連接磁鐵對應(yīng)的中間連接體上磁鐵，與上殼體定位凹坑對應(yīng)的一對上定位鋼球，中間連接體下端面固定鑲嵌設(shè)置有與下殼體連接磁鐵對應(yīng)的中間連接體下磁鐵，與下殼體定位凹坑對應(yīng)的一對下定位鋼球，中間連接體上還設(shè)置有與上殼體調(diào)整螺桿對應(yīng)的上殼體調(diào)整螺桿過孔，中間連接體上端面上的一對上定位鋼球與下端面上的一對下定位鋼球之間沿中間連接體的軸線呈旋轉(zhuǎn)90°設(shè)置。
[0010]上殼體下端底面上殼體定位凹坑與中間連接體一對上定位鋼球接觸定位，上殼體連接磁鐵與中間連接體上磁鐵磁力結(jié)合構(gòu)成上殼體與中間連接體的端面定位連接結(jié)構(gòu)，下殼體上端面的下殼體定位凹坑與中間連接體的一對下定位鋼珠接觸定位，下殼體連接磁鐵與中間連接體下磁鐵磁力結(jié)合構(gòu)成下殼體與中間連接體的端面定位連接結(jié)構(gòu)，上殼體調(diào)整螺桿經(jīng)中間連接體的上殼體調(diào)整螺桿過孔與上殼體下端底面接觸，下殼體調(diào)整螺桿與中間連接體下端面接觸。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，通過平面中X和Y軸方向?qū)嵤η蛐螠y量觸頭5的球心位置的調(diào)整，消除測量頭在機床主軸上的安裝誤差。調(diào)整精度可達到
0.00匪。
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖3為附圖2 C向示意圖。
[0016]附圖4為附圖2 A-A向剖面示意圖。
[0017]附圖5為附圖2 B-B向剖面示意圖。
[0018]附圖6為附圖2 D-D向剖面示意圖。
[0019]附圖7為附圖2 E-E向首I]面不意圖。
[0020]附圖中，I上殼體，1-1上殼體定位凹坑，1-2上殼體調(diào)整螺桿凹坑，1-3上殼體連接磁鐵，1-4上殼體調(diào)整螺桿，2下殼體，2-1下殼體定位凹坑，2-2下殼體連接磁鐵，2-3下殼體調(diào)整螺桿，3測量頭安裝柄，4中間連接體，4-1上定位鋼球，4-2上殼體調(diào)整螺桿過孔，4-3中間連接體上磁鐵，4-4下定位鋼球，4-5中間連接體下磁鐵，4-6下殼體調(diào)整螺桿凹坑，5球形測量觸頭，6觸頭支撐連桿，7調(diào)整鋼珠。

【具體實施方式】
[0021]參看附圖，一種三維觸發(fā)式測量頭結(jié)構(gòu)，包括:殼體、球形測量觸頭5、觸頭支撐連桿6、安裝在殼體內(nèi)的測量頭安裝座和測量頭安裝柄3，球形測量觸頭5經(jīng)觸頭支撐連桿6安裝在殼體上，測量頭安裝柄6與殼體螺栓連接。
[0022]所述的殼體由上殼體I和下殼體2構(gòu)成，上殼體I上端與測量頭安裝柄3連接，上殼體I下端底面上，在同一圓周上120°之間設(shè)置有一對上殼體定位凹坑1-1，中心鑲嵌設(shè)置有上殼體連接磁鐵1-3。
[0023]所述的下殼體2上端面上，在同一圓周上120°之間設(shè)置有一對下殼體定位凹坑2-1，中心鑲嵌設(shè)置有下殼體連接磁鐵2-2，下殼體2同軸線圓周上呈90°之間設(shè)置有與下殼體2螺紋連接的上殼體調(diào)整螺桿1-4和下殼體調(diào)整螺桿2-3，下殼體調(diào)整螺桿2-3的軸線與一對下殼體定位凹坑2-1在同一圓周上呈120°均布設(shè)置。
[0024]所述的上殼體I和下殼體2之間設(shè)置有中間連接體4，中間連接體4上端面固定鑲嵌設(shè)置有與上殼體連接磁鐵1-3對應(yīng)的中間連接體上磁鐵4-3，與上殼體定位凹坑1-1對應(yīng)的一對上定位鋼球4-1，中間連接體4下端面固定鑲嵌設(shè)置有與下殼體連接磁鐵2-2對應(yīng)的中間連接體下磁鐵4-5，與下殼體定位凹坑2-1對應(yīng)的一對下定位鋼球4-4，中間連接體4上還設(shè)置有與上殼體調(diào)整螺桿1-4對應(yīng)的上殼體調(diào)整螺桿過孔4-2，中間連接體4上端面上的一對上定位鋼球4-1與下端面上的一對下定位鋼球4-4之間沿中間連接體4的軸線呈旋轉(zhuǎn)90°設(shè)置。
[0025]所述的上殼體I下端底面上殼體定位凹坑1-1與中間連接體4 一對上定位鋼球
4-1接觸定位，上殼體連接磁鐵1-3與中間連接體上磁鐵4-3磁力結(jié)合構(gòu)成上殼體(I)與中間連接體4的端面定位連接結(jié)構(gòu)，下殼體2上端面的下殼體定位凹坑2-1與中間連接體4的一對下定位鋼珠4-4接觸定位，下殼體連接磁鐵2-2與中間連接體下磁鐵4-5磁力結(jié)合構(gòu)成下殼體2與中間連接體4的端面定位連接結(jié)構(gòu)，上殼體調(diào)整螺桿1-4經(jīng)中間連接體4的上殼體調(diào)整螺桿過孔4-2與上殼體I下端底面接觸，下殼體調(diào)整螺桿2-3與中間連接體4下端面接觸。
[0026]使用時，三維觸發(fā)式測量頭由測量頭安裝柄3安裝在機床主軸上，上殼體I下端底面與中間連接體4的上端面由中間連接體4 一對上定位鋼球4-1和上殼體調(diào)整螺桿1-4三個支撐點定位，下殼體2上端面中間連接體4的下端面由中間連接體4 一對下定位鋼球4-4和下殼體調(diào)整螺桿2-3三個支撐點定位。
[0027]需要調(diào)整時，旋轉(zhuǎn)上殼體調(diào)整螺桿1-4，上殼體調(diào)整螺桿1-4克服上殼體連接磁鐵1-3與中間連接體上磁鐵4-3磁力后，改變上殼體調(diào)整螺桿1-4支撐點位置，使上殼體I下端底面繞兩個上定位鋼球4-1的中心連線為軸發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0028]旋轉(zhuǎn)下殼體調(diào)整螺桿2-3，下殼體調(diào)整螺桿2-3克服下殼體連接磁鐵2_2與中間連接體下磁鐵4-5磁力后，改變下殼體調(diào)整螺桿2-3支撐點位置，使下殼體2上端面繞下定位鋼球4-4的中心連線為軸發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0029]由于上定位鋼球4-1的中心連線與下定位鋼球4-4的中心連線呈90°設(shè)置，上殼體I下端底面繞兩個上定位鋼球4-1的中心連線為軸發(fā)生轉(zhuǎn)動和下殼體2上端面繞下定位鋼球4-4的中心連線為軸發(fā)生轉(zhuǎn)動即可完成球形測量觸頭5球心點的空間位置的調(diào)整。上述在平面中X和Y軸方向?qū)嵤η蛐螠y量觸頭5的球心位置的調(diào)整極大的方便了球形測量觸頭5球心點的調(diào)整，大大縮短調(diào)整時間、調(diào)整難度和提高調(diào)整精度。
[0030]本發(fā)明實施例中，為增加上殼體調(diào)整螺桿1-4和下殼體調(diào)整螺桿2-3的支撐穩(wěn)定性和減少磨損，所述的上殼體調(diào)整螺桿1-4和下殼體調(diào)整螺桿2-3的頭部為球形，所述的上殼體I下端底面與上殼體調(diào)整螺桿1-4對應(yīng)位置設(shè)置有上殼體調(diào)整螺桿凹坑1-2，所述的中間連接體4下端面與下殼體調(diào)整螺桿2-3對應(yīng)的下殼體調(diào)整螺桿凹坑4-6。上殼體調(diào)整螺桿1-4和下殼體調(diào)整螺桿2-3的球形頭部分別與上殼體調(diào)整螺桿凹坑1-2和下殼體調(diào)整螺桿凹坑4-6接觸。
[0031]本發(fā)明實施例中，為便于實施球形測量觸頭5球心點在三維觸發(fā)式測量頭裝配或使用時的粗調(diào)，所述的測量頭安裝柄3經(jīng)調(diào)整鋼珠7與上殼體I螺栓連接。松開螺栓調(diào)整測量頭安裝柄3軸線與上殼體I軸線的相對位置后鎖緊螺栓。
【權(quán)利要求】
1.一種三維觸發(fā)式測量頭結(jié)構(gòu)，包括:殼體、球形測量觸頭、觸頭支撐連桿、殼體內(nèi)的測量頭安裝座和測量頭安裝柄，球形測量觸頭經(jīng)觸頭支撐連桿安裝在殼體上，測量頭安裝柄與殼體螺栓連接，其特征在于: 所述的殼體由上殼體(I)和下殼體(2)構(gòu)成，上殼體(I)上端與測量頭安裝柄(3)連接，上殼體(I)下端底面上，在同一圓周上120°之間設(shè)置有一對上殼體定位凹坑(1-1)，中心鑲嵌設(shè)置有上殼體連接磁鐵(1-3): 所述的下殼體(2)上端面上，在同一圓周上120°之間設(shè)置有一對下殼體定位凹坑(2-1)，中心鑲嵌設(shè)置有下殼體連接磁鐵(2-2)，下殼體(2)同軸線圓周上呈90°之間設(shè)置有與下殼體(2)螺紋連接的上殼體調(diào)整螺桿(1-4)和下殼體調(diào)整螺桿(2-3)，下殼體調(diào)整螺桿(2-3)的軸線與一對下殼體定位凹坑(2-1)在同一圓周上呈120°均布設(shè)置: 所述的上殼體(I)和下殼體(2)之間設(shè)置有中間連接體(4)，中間連接體(4)上端面固定鑲嵌設(shè)置有與上殼體連接磁鐵(1-3)對應(yīng)的中間連接體上磁鐵(4-3)，與上殼體定位凹坑(1-1)對應(yīng)的一對上定位鋼球(4-1)，中間連接體(4)下端面固定鑲嵌設(shè)置有與下殼體連接磁鐵(2-2)對應(yīng)的中間連接體下磁鐵(4-5)，與下殼體定位凹坑(2-1)對應(yīng)的一對下定位鋼球(4-4)，中間連接體(4)上還設(shè)置有與上殼體調(diào)整螺桿(1-4)對應(yīng)的上殼體調(diào)整螺桿過孔(4-2)，中間連接體(4)上端面上的一對上定位鋼球(4-1)與下端面上的一對下定位鋼球(4-4)之間沿中間連接體(4)的軸線呈旋轉(zhuǎn)90°設(shè)置: 所述的上殼體(I)下端底面上殼體定位凹坑(1-1)與中間連接體(4) 一對上定位鋼球(4-1)接觸定位,上殼體連接磁鐵(1-3)與中間連接體上磁鐵(4-3)磁力結(jié)合構(gòu)成上殼體(I)與中間連接體(4)的端面定位連接結(jié)構(gòu),下殼體(2)上端面的下殼體定位凹坑(2-1)與中間連接體(4)的一對下定位鋼珠(4-4)接觸定位，下殼體連接磁鐵(2-2)與中間連接體下磁鐵(4-5)磁力結(jié)合構(gòu)成下殼體(2)與中間連接體(4)的端面定位連接結(jié)構(gòu)，上殼體調(diào)整螺桿(1-4)經(jīng)中間連接體(4)的上殼體調(diào)整螺桿過孔(4-2)與上殼體(I)下端底面接觸，下殼體調(diào)整螺桿(2-3)與中間連接體(4)下端面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維觸發(fā)式測量頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的上殼體調(diào)整螺桿(1-4)和下殼體調(diào)整螺桿(2-3)的頭部為球形，所述的上殼體(I)下端底面與上殼體調(diào)整螺桿(1-4)對應(yīng)位置設(shè)置有上殼體調(diào)整螺桿凹坑(1-2)，所述的中間連接體(4)下端面與下殼體調(diào)整螺桿(2-3)對應(yīng)的下殼體調(diào)整螺桿凹坑(4-6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三維觸發(fā)式測量頭結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的測量頭安裝柄(3)經(jīng)調(diào)整鋼珠(7)與上殼體(I)螺栓連接。
【文檔編號】G01B7/00GK104165571SQ201310183735
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】孟憲章 申請人:深圳市壹興佰測量設(shè)備有限公司