CN2236119Y - 单坐标测量机 - Google Patents

Abstract

单坐标测量机适用于机械零件直线尺寸的测量，属于机械长度测量技术领域。本实用新型机头中的粗、微调传动机构，采用差动轮系；机头和机身滑动连接的导轨系统，采用多段、矩形的淬火钢导轨条和内表面粘接塑料垫的滑座配合；附带的温度传感器可粘贴于被测工件上，通过单片机电脑装置，对不同温度、按材质进行测量结果补偿。它具有微调传动比大，测量精度高，在生产现场测量，可取得或接近恒温测量结果。

Description

单坐标测量机

本发明涉及一种单坐标测量机，它适用于机械零件的尺寸测量，特别适用于测量直线长度，孔轴直径，平均值和形位精度，属于机械长度测量技术领域。

现有的单坐标测量机主要由机身(1)，底座(2)和可在立柱式机身(1)上运动的机头(3)组成。一种单坐标测量机的机头处横截面如图1所示，其机身(1)呈中空的正方形，固定安装有光栅定尺(9)，机头呈框架形，上装光栅动尺(5)及测头(4)，机头和机身通过轴承滚轮(7)上下相对运动，通过钢丝绳加配重(8)达到平衡。这种测量机结构简单，制造工艺要求高，但由于结构方面的原因，体积较大，另外，由于数显装置不在机体上，移动测量时，读数不方便，而且占用平台面积较大。

另一种单坐标测量机机头(3)相对于机身(1)运动的驱动机构如图2所示，由齿轮(12)，蜗轮(13)，离合器(14)，手轮(16)等组成，可实现测量时机头(3)的快动与微调。但由于结构限制，传动比较小，换档也不方便，该机采用拨码轮置原点，测量功能较少。

本实用新型的目的在于设计一种使机头运动平稳，微调传动比大，换档方便，使用灵巧的的单坐标测量机；

改进的导轨机构，结构钢性好，精度高，耐磨，容易加工，成本低廉；

配重机构把配重与防护罩熔为一体，装调方便；

数显装置安装于机头之上，操作及读数方便，采用单片机电脑装置可进行多功能测量，实现数字显示及打印输出，温度补偿及常温测试。

本实用新型的测量机能实现以上目的。它主要由机身(1)，底座(2)，机头(3)组成，机身(1)上有光栅定尺(9)和齿条(11)，机头(3)中有光栅动尺(5)，齿轮(12)和伸出外部的测头(4)，使测头上下运动的粗、微调机构由可控制齿轮(12)，齿条(11)相对运动的差动轮系和离合机构组成，轮系由模数、外径相同，而齿数不同的两个同轴心并列安装的大齿轮(23)、(24)和与其同时啮合的小齿轮(22)组成，离合机构可使大齿轮(24)和小齿轮(22)离合，当齿轮(24)和齿轮(22)分离时，摇动手把(31)，通过轴(36)直接带动齿轮(12)一起转动，由于齿轮(12)与齿条(11)相啮合，产生相对运动，从而使测头(4)和机头(3)沿机身(1)上下快速移动，实现快速粗调，当齿轮(24)和小齿轮(22)啮合时，转动手轮(32)，通过轴(25)装于手轮内的小齿轮(22)将产生两个运动：一是小齿轮轴心绕大齿轮轴心的转动，二是小齿轮与大齿轮的啮合转动，由于两个大齿轮齿数相差很小(比如相差1时)，将使两大齿轮产生很小的转速差，又因大齿轮(23)与机头通过紧固螺钉固联，不可能转动，因此大齿轮(24)将以极小的转速通过轴(36)带动齿轮(12)转动，实现测头的微调，手轮直径足够大，大齿轮齿数足够多，加工装配精度较高时得到相当高的微调精度，另外，由于齿数多，换挡容易，误差小。

机头(3)和机身(1)滑动连接的导轨系统，由机身(1)上的导轨机构和机头(3)上的滑座机构组成。导轨机构主要由机身(1)上伸出的″∏″形导轨安装基准(61)、和压装在其上的两条多段精密矩形高硬度淬火钢导轨条(39)、压条(21)构成。滑座机构主要由和机头一体的滑板(41)、固联于滑板(41)上的四块″Γ″形压板(38)构成，滑板和压板的工作部位构成和机身两条导轨(39)相配合的，有一定长度的两个凹形滑座，滑座内表面粘接着耐磨的有自润滑特性的塑料垫(40)。

使机头(3)平稳上下移动的配重系统由一端和机头(3)相连、一端和铅配重(8)相连接的、具有防护作用的钢带(51)、(54)、支撑于机身(1)上的导轮系(55)、装置于具有矩形空腔的机身(1)中的铅配重(8)及使钢带(51、54)保持一定预紧的弹簧(56)组成。机身(1)的上端后部设置有便于安装、连接、调试配重的口盖(53)

本测量机的机头(3)内装有处理由光栅动尺传来的测量信号、键盘的命令信号及温度传感器的测试信号，并在显示器上输出的单片机系统组成的电脑装置，它由装有许多集成模块(47)、(49)及按键(50)、显示屏(60)的印刷线路板件(45)、插座、电缆(37)、安装座及贴有面膜的面板罩等组成。

测量机温度补偿系统由安装于光栅定尺(9)上的温度传感器及粘接于被测工件(64)上的温度传感器(63)、传输电缆、单片机等组成，电脑将传感器测出的信息按被测材料的性质进行补偿计算，在显示屏上显示出经转换成标准室温下的测试数据结果。

与现有技术相比，本实用新型的突出特点和优越性是：

采用差动轮系结构，从手动粗调到微调换档自如灵活，由于传动比大，微调精度和分辨率高，提高了测试的准确性。

采用分段、矩形、淬火钢导轨条可提高导轨的整体精度，短的矩形导轨条机械加工容易达到高的形位、尺寸精度及表面粗糙度，整条导轨的精度只需由人工处理安装基准达到，因此可达到非常高的整体精度，精磨淬火钢导轨与机头上的塑料滑座配合，刚性、稳定性较好，寿命长，摩擦系数小。

采用矩形机身外加″∏″形导轨安装基准，提高了导轨刚性，并提供了配重、光栅尺、齿条的安装位置，使结构紧凑、体积减小。

配重悬挂在钢带上，导轮钢带机构有弹簧预紧，提高了配重的平稳性，钢带对光栅、齿条及电缆起防护作用。

单片机电脑装置可实现多功能测试，不仅能实现数字显示，而且能求圆心，求直径、求平均值，转换公英制，有设定、清除、记忆、修改、存储、打印、公英制测量等功能。温度补偿是该机特有的功能，它能使机器在生产现场服务，取得恒温条件下的测试结果，克服了温度变化对测试的影响。

附图3--5表示出了本实用新型的一个具体实施例。

图1.一种单坐标测量机的主要结构示意图，

图2.一种单坐标测量机的粗微调机构示意图，

图3.单坐标测量机的立体图，

图4.机头内结构图，

图5.配重机构示意图。

如图3--5所示的测量机，主体由立柱式机身(1)、底座(2)、带有测头(4)可随意在机身(1)前部上下移动的机头(3)组成。

机身(1)内部呈矩形空腔，前部是″∏ ″字形的两条导轨安装基准(61)，其上的两条精密矩形导轨由多段导轨条(39)对接而成，并由螺钉(42)、压条(21)、销钉等牢固安装在基准(61)之上，光栅定尺(9)及齿条(11)分别装在两条导轨之间空档部位，机身(1)的上、下部分别安装着钢带导轮(55)的支撑架，机身后部有一安装口盖(53)。

底座(2)由底座体及垫块组成，底座体垂直安装座上有两排螺钉孔，可安装机体(1)，底座体的下部空腔内安装有电气部件，底座体通过安装在下部的三个垫块与平台接触，垫块上粘贴有耐磨塑料垫。

机头(3)由滑座机构、测头安装机构、粗微调传动机构、电脑插件板安装机构、面板罩等组成。滑座机构由滑板(41)、对称安装的四条″Γ″形压板(38)及安装螺钉(43)组成，在滑板(41)及压板(38)与机身(1)两条导轨接触部位粘贴有耐磨塑料垫，测头安装机构由测头(4)、测头座、夹紧套、锁紧螺丝等组成，粗微调传动机构由齿轮(12)齿条(11)传动副、差动轮系、离合机构、手轮等组成，差动轮系由齿轮(22)，(23)，(24)、小轴(25)、挡圈(35)、轴(36)、顶丝(34)、微调手轮(32)组成，齿轮(23)的长套部分由顶丝(34)固定在机头滑板(41)上，齿轮(22)套在装于微调手轮(32)的小轴(25)上，并与齿轮(23)(24)同时啮合，当微调手轮(32)转动时，小轴(25)绕手轮轴心转动，齿轮(22)绕小轴(25)转动，因此，小齿轮(22)在齿轮(23)(24)上作纯滚动，带动齿轮(24)做微小转动，当齿轮(24)与齿轮(22)脱开时，微调不再起作用。离合机构由手柄(28)、轮盘(30)、螺钉(29)、可在轴(36)上滑动的离合体(20)、使轴(36)和离合体(20)一起转动的销钉(27)、控制离合体(20)在轴(36)上滑动行程的弹性定位装置(26)[由弹簧，钢球，顶丝构成]等组成，螺钉(29)把带手把(31)的轮盘(30)、离合体(20)、齿轮(24)固联于一体，当用手柄(28)向外拉轮盘(30)时，离合体(20)沿轴(36)向外滑动，弹性定位装置(26)使其滑到的位置正好使齿轮(24)与齿轮(22)脱开，当通过手把(31)转动手轮时，由于销钉(27)在离合体键槽中的缘故，因而能带动轴(36)和齿轮(12)沿齿条(11)快速移动，同理，当齿轮(24)与齿轮(22)啮合时，齿轮(24)得到的微小转动，也由离合体(20)经轴(36)传给齿轮齿条，实现低速微调移动，电脑插件板安装机构由安装显示屏(60)、指示灯及键盘的面板、带各种芯片(47)(49)的CPU板(45)、带传输电缆(37)的插座板、安装座及面板罩组成，两个相互垂直的显示屏(60)、规则排列的键盘(50)、合理放置的粗微调手轮及设计美观的面板，构成了测量机的机头(3)的外观总成。

机头的配重系统由上、下钢带(51)、(54)、压板(57)、导轮(55)、导轮轴、轴承、预紧弹簧(56)、上、下配重(8)及配重安装螺钉(52)组成，上、下(51)，(54)钢带一头分别与机头上、下端相连，另一头则通过压板(57)由预紧弹簧(56)拉紧，配重悬挂在弹簧(56)上端的压板(57)之上，机身上部的口盖(53)用于配重(8)及弹簧(56)的安装、调试。

另外，测量机附带有可粘贴于被测工件上的温度传感器(63)，机头内部也有一个测量尺温的温度传感器，它们分别与电脑相连，将各自的温度信息送入电脑，经计算后修正原测试结果，在显示屏上显示出来。

测量机具有存储功能，测量中可边测边存，底座下部设有打印机接口，可插接打印机(62)，并把测量结果打印出来。

Claims (5)

1、一种适用于测量机械零件尺寸的单坐标测量机，由包含机头、机身、机头和机身之间滑动连接的导轨系统、使机头平稳上下移动的配重机构、光栅定尺、光栅动尺、测头和测量结果显示装置等组成，其特征在于：实现测头上下运动的粗、微调机构由装置于机头中、可控制使机头机身相对运动的齿轮齿条副相对运动的差动轮系和其离合机构等组成，差动轮系由模数、外径相同，而齿数不同的两个同轴心并列安装的大齿轮(23)、(24)和与其同时啮合的小齿轮(22)组成，离合机构可使大齿轮(24)和小齿轮(22)离合。

2、根据权利要求1的测量机，其特征是：机头和机身之间滑动连接的导轨系统，由机身上的导轨机构和机头上的滑座机构组成，导轨机构由机身(1)上伸出的″∏″形导轨安装基准(61)、压装在其上的两条矩形导轨条(39)、四块″Γ″形压条(21)等构成，滑座机构由和机头(3)一体的滑板(41)、压板(38)等构成，其中，导轨条可以是高硬度淬火钢的或由多段组成，滑板和压板构成的凹形滑座内表面可以粘接耐磨的有自润滑特性的塑料垫(40)。

3、根据权利要求1或2的测量机，其特征是：使机头(3)平稳上下移动的配重机构，由一端和机头(3)相连、一端和铅配重(8)相接的、具有防护作用的钢带(51)、(54)、导轮系(55)、位于机身(1)矩形空腔中的铅配合(8)、预紧弹簧(56)等组成。

4、根据权利要求1或2的测量机，其特征是：测量结果显示装置是由设在机头内的单片机电脑装置实现，它由包括可实现各种功能的多块集成线路板(45)、电缆(37)、多个按键(50)和两个显示屏(60)等组成。

5、根据权利要求4的测量机，其特征是：测量结果温度补偿系统由安装于光栅定尺(9)上的温度传感器及可粘接于被测量工件(64)上的温度传感器(63)、传输电缆、单片机等组成。

Images