一種三維觸發式測量頭的制作方法
【專利摘要】一種三維觸發式測量頭結構，為克服現有技術測量頭在機床主軸上的安裝誤差調整困難和調整精度差的技術不足，采用的技術方案是，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螺栓支撐定位的上殼體、中間連接體和下殼體，通過調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，結構簡單，調整方便，通過平面中X和Y軸方向實施對球形測量觸頭5的球心位置的調整，消除測量頭在機床主軸上的安裝誤差。調整精度可達到0.001MM。
【專利說明】一種三維觸發式測量頭
所屬【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機械制造使用的測量工具，特別是一種在數控機床或測量機上使用的三維觸發式測量頭。
【背景技術】
[0002]三維觸發式測量頭，也由稱為，測量分中棒。即為一種接觸式測量工具，三維觸發式測量頭具有極高的測量和重復精度，重復精度可達0.0003麗，自50年代被英國人發明后，被廣泛應用于機械制造領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在數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1，三維觸發式測量頭應用時，安裝在數控機床的主軸上，當數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，測量分中棒發出電信號(如指示燈亮或向系統中發出接觸信號)。
[0005]三維觸發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，現有技術是將三維觸發式測量頭安裝在機床主軸上后，通過調整測量頭安裝柄3繞調整鋼珠8相對擺動的角度實現，現有技術的缺點是，調整困難，調整精度差。
【發明內容】
[0006]為實用新型現有技術測量頭在機床主軸上的安裝誤差調整困難和調整精度差的技術不足，本實用新型公開一種三維觸發式測量頭結構，結構中通過平面中X和Y軸方向實施對球形測量觸頭5的球心位置的調整，消除測量頭在機床主軸上的安裝誤差。
[0007]本實用新型實現發明目的采用的技術方案是:殼體由上殼體和下殼體構成，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°之間設置有一對上殼體定位凹坑，中心鑲嵌設置有上殼體連接磁鐵。
[0008]下殼體上端面上,在同一圓周上120°之間設置有一對下殼體定位凹坑，中心鑲嵌設置有下殼體連接磁鐵，下殼體同軸線圓周上呈90°之間設置有與下殼體螺紋連接的上殼體調整螺桿和下殼體調整螺桿，下殼體調整螺桿的軸線與一對下殼體定位凹坑在同一圓周上呈120°均布設置。
[0009]上殼體和下殼體之間設置有中間連接體，中間連接體上端面固定鑲嵌設置有與上殼體連接磁鐵對應的中間連接體上磁鐵，與上殼體定位凹坑對應的一對上定位鋼球，中間連接體下端面固定鑲嵌設置有與下殼體連接磁鐵對應的中間連接體下磁鐵，與下殼體定位凹坑對應的一對下定位鋼球，中間連接體上還設置有與上殼體調整螺桿對應的上殼體調整螺桿過孔，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90°設置。[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合構成上殼體與中間連接體的端面定位連接結構，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合構成下殼體與中間連接體的端面定位連接結構，上殼體調整螺桿經中間連接體的上殼體調整螺桿過孔與上殼體下端底面接觸，下殼體調整螺桿與中間連接體下端面接觸。
[0011]本實用新型的有益效果是，結構簡單，調整方便，通過平面中X和Y軸方向實施對球形測量觸頭5的球心位置的調整，消除測量頭在機床主軸上的安裝誤差。調整精度可達到 0.001MM。
[0012]下面結合附圖對本發明進行詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]附圖1為現有技術結構示意圖。
[0014]附圖2為本實用新型結構示意圖。
[0015]附圖3為附圖2C向示意圖。
[0016]附圖4為附圖3A-A向剖面示意圖。
[0017]附圖5為附圖3B-B向剖面示意圖。
[0018]附圖6為附圖4D-D向剖面示意圖。
[0019]附圖7為附圖4E-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上殼體調整螺桿凹坑，1-3上殼體連接磁鐵，1-4上殼體調整螺桿，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下殼體調整螺桿凹坑，5球形測量觸頭，6觸頭支撐連桿，7調整鋼珠。
【具體實施方式】
[0021]參看附圖，一種三維觸發式測量頭結構，包括:殼體、球形測量觸頭5、觸頭支撐連桿6、安裝在殼體內的測量頭安裝座和測量頭安裝柄3，球形測量觸頭5經觸頭支撐連桿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°之間設置有一對上殼體定位凹坑1-1，中心鑲嵌設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°之間設置有一對下殼體定位凹坑2-1，中心鑲嵌設置有下殼體連接磁鐵2-2，下殼體2同軸線圓周上呈90°之間設置有與下殼體2螺紋連接的上殼體調整螺桿1-4和下殼體調整螺桿2-3，下殼體調整螺桿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°均布設置。
[0024]所述的上殼體I和下殼體2之間設置有中間連接體4，中間連接體4上端面固定鑲嵌設置有與上殼體連接磁鐵1-3對應的中間連接體上磁鐵4-3，與上殼體定位凹坑1-1對應的一對上定位鋼球4-1，中間連接體4下端面固定鑲嵌設置有與下殼體連接磁鐵2-2對應的中間連接體下磁鐵4-5，與下殼體定位凹坑2-1對應的一對下定位鋼球4-4，中間連接體4上還設置有與上殼體調整螺桿1-4對應的上殼體調整螺桿過孔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90°設置。
[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磁力結合構成上殼體(I)與中間連接體4的端面定位連接結構，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磁力結合構成下殼體2與中間連接體4的端面定位連接結構，上殼體調整螺桿1-4經中間連接體4的上殼體調整螺桿過孔4-2與上殼體I下端底面接觸，下殼體調整螺桿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和下殼體調整螺桿2-3三個支撐點定位。
[0027]需要調整時，旋轉上殼體調整螺桿1-4，上殼體調整螺桿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的中心連線為軸發生轉動。
[0028]旋轉下殼體調整螺桿2-3，下殼體調整螺桿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的中心連線為軸發生轉動。
[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的中心連線為軸發生轉動和下殼體2上端面繞下定位鋼球4-4的中心連線為軸發生轉動即可完成球形測量觸頭5球心點的空間位置的調整。上述在平面中X和Y軸方向實施對球形測量觸頭5的球心位置的調整極大的方便了球形測量觸頭5球心點的調整，大大縮短調整時間、調整難度和提高調整精度。
[0030]本實用新型實施例中，為增加上殼體調整螺桿1-4和下殼體調整螺桿2-3的支撐穩定性和減少磨損，所述的上殼體調整螺桿1-4和下殼體調整螺桿2-3的頭部為球形，所述的上殼體I下端底面與上殼體調整螺桿1-4對應位置設置有上殼體調整螺桿凹坑1-2，所述的中間連接體4下端面與下殼體調整螺桿2-3對應位置設置有下殼體調整螺桿凹坑4-6。上殼體調整螺桿1-4和下殼體調整螺桿2-3的球形頭部分別與上殼體調整螺桿凹坑1-2和下殼體調整螺桿凹坑4-6接觸。
[0031]本實用新型實施例中，為便于實施球形測量觸頭5球心點在三維觸發式測量頭裝配或使用時的粗調，所述的測量頭安裝柄3經調整鋼珠7與上殼體I螺栓連接。松開螺栓調整測量頭安裝柄3軸線與上殼體I軸線的相對位置后鎖緊螺栓。
【權利要求】
1.一種三維觸發式測量頭結構，包括:殼體、球形測量觸頭、觸頭支撐連桿、殼體內的測量頭安裝座和測量頭安裝柄，球形測量觸頭經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°之間設置有一對上殼體定位凹坑(1-1)，中心鑲嵌設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°之間設置有一對下殼體定位凹坑(2-1)，中心鑲嵌設置有下殼體連接磁鐵(2-2)，下殼體(2)同軸線圓周上呈90°之間設置有與下殼體(2)螺紋連接的上殼體調整螺桿(1-4)和下殼體調整螺桿(2-3)，下殼體調整螺桿(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°均布設置: 所述的上殼體(I)和下殼體(2)之間設置有中間連接體(4)，中間連接體(4)上端面固定鑲嵌設置有與上殼體連接磁鐵(1-3)對應的中間連接體上磁鐵(4-3)，與上殼體定位凹坑(1-1)對應的一對上定位鋼球(4-1)，中間連接體(4)下端面固定鑲嵌設置有與下殼體連接磁鐵(2-2)對應的中間連接體下磁鐵(4-5)，與下殼體定位凹坑(2-1)對應的一對下定位鋼球(4-4)，中間連接體(4)上還設置有與上殼體調整螺桿(1-4)對應的上殼體調整螺桿過孔(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90°設置: 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)磁力結合構成上殼體(I)與中間連接體(4)的端面定位連接結構,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)磁力結合構成下殼體(2)與中間連接體(4)的端面定位連接結構，上殼體調整螺桿(1-4)經中間連接體(4)的上殼體調整螺桿過孔(4-2)與上殼體(I)下端底面接觸，下殼體調整螺桿(2-3)與中間連接體(4)下端面接觸。
2.根據權利要求1所述的一種三維觸發式測量頭結構，其特征在于:所述的上殼體調整螺桿(1-4)和下殼體調整螺桿(2-3)的頭部為球形，所述的上殼體(I)下端底面與上殼體調整螺桿(1-4)對應位置設置有上殼體調整螺桿凹坑(1-2)，所述的中間連接體(4)下端面與下殼體調整螺桿(2-3)對應位置設置有下殼體調整螺桿凹坑(4-6)。
3.根據權利要求1或2所述的一種三維觸發式測量頭結構，其特征在于:所述的測量頭安裝柄(3)經調整鋼珠(7)與上殼體(I)螺栓連接。
【文檔編號】G01B7/00GK203534505SQ201320269303
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年5月17日 優先權日:2013年5月17日
【發明者】孟憲章 申請人:深圳市壹興佰測量設備有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
