CN106926058A - 三分量接触式传感器 - Google Patents

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宇金龙
林建顺
林少渊
刘丽
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Suzhou Mackay Swee Sensor Technology Co Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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Abstract

本发明公开一种三分量接触式传感器，其包括：主壳体，其包括沿轴向交替排列的三个绝缘O型圈和两个导电环；两个导电环对应连接到导电输入端和公共端；外壳，其固定到主壳体外侧；外壳内设有固定有若干个滚珠的水平的绝缘固定板，滚珠弹性导电连接到两个导电环中的一个；绝缘支架，其上端弹性连接到主壳体内侧、下端固定连接有贯穿外壳的探针；绝缘支架设有沿径向伸出可导电的至少三个销钉；水平的每个销钉的两侧分别点接触一个滚珠；若干个滚珠、至少三个销钉以及两个导电环之间形成串联在导电输入端与公共端之间的通路；销钉倾斜，销钉两侧与至少一个滚珠分离，通路断开。本发明提供的三分量接触式传感器，可以实现刀具与工件平面之间的高精度对准。

Description

三分量接触式传感器
技术领域
本发明涉及数控机床对刀具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种三分量接触式传感器。
背景技术
在数控机床的加工过程中，例如铣床，铣刀在工件上加工多种表面，需要刀具旋转、移动等多方向运动，以进行平面、沟槽、曲面、齿轮等加工过程，整个加工过程对刀具与工件表面的对准精度要求特别高。现有技术中，刀具通过传感器的自动化识别已实现与工件之间的自动化对准。但是，刀具对准工件的识别过程中，传感器的探针对准到工件表面时，传感器不能立即断电，导致与刀具固定一体的传感器探针继续滑行，造成刀具与工件对准误差，对准精确度不高。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种三分量接触式传感器，刀具与工件平面之间的对准精度高。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供一种三分量接触式传感器，其包括：
主壳体，其包括沿轴向交替排列的三个绝缘O型圈和两个导电环；所述两个导电环对应连接到导电输入端和公共端；所述主壳体上端固定连接有刀柄；
外壳，其固定到所述主壳体外侧；所述外壳内设有水平的绝缘固定板，所述绝缘固定板上固定有若干个滚珠；所述滚珠弹性导电连接到所述两个导电环中的一个；
绝缘支架，其上端弹性连接到所述主壳体内侧、下端固定连接有贯穿所述外壳的探针；所述绝缘支架设有沿径向伸出可导电的至少三个销钉；
其中，水平的每个所述销钉的两侧分别点接触一个所述滚珠；
若干个滚珠、至少三个所述销钉以及两个所述导电环之间形成串联在所述导电输入端与所述公共端之间的通路；
所述销钉倾斜，所述销钉两侧与至少一个所述滚珠分离，所述通路断开。
优选的是，还包括串联在所述通路中的LED灯，所述LED灯固定到所述主壳体内侧；所述外壳与所述LED灯对应的位置沿径向设有通孔，所述LED灯灯光从所述通孔射出。
优选的是，所述LED灯和所述通孔分别包括与所述销钉一一匹配的至少三个；每个所述通孔位于所述外壳上对应两个相邻所述销钉之间的位置。
优选的是，还包括弹性导电针，所述滚珠通过所述弹性导电针连接到所述两个导电环中的一个。
优选的是，还包括弹簧，所述绝缘支架的上端通过所述弹簧连接到所述主壳体内侧。
优选的是，所述绝缘固定板上设有与所述滚珠一一匹配粘贴的凹槽，所述滚珠的直径大于所述凹槽的直径。
本发明至少包括以下有益效果：
1)本发明提供的三分量接触式传感器，若干个滚珠、至少三个销钉以及两个导电环之间形成串联在导电输入端与公共端之间的通路，探针对准到工件的任意方向、导致该方向的销钉倾斜时，销钉两侧与至少一个滚珠分离，通路断开，探针停止进一步运动，实现对准的精确性；
2)串联在通路中的LED灯灯光从通孔射出，用于指示通路的通断状态以及探针的运动和停止状态。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1(a)-图1(e)为本发明所述的三分量接触式传感器的不同角度结构示意图；
图2为本发明所述的通路的电气原理示意图；
图中：
10-主壳体；
11-绝缘O型圈；12-导电环；13-刀柄；14-LED灯；
20-外壳；
21-绝缘固定板；211-凹槽；22-滚珠；23-通孔：
30-绝缘支架；31-探针；32-销钉；33-弹簧；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明提供一种三分量接触式传感器，图1(a)-图1(c)给出了三个方向的拆分示意图，图1(d)为图1(c)的安装示意图；图1(e)为图1(d)的A-A方向剖面图，图2为三分量接触式传感器通路的电气原理图。结合上述附图可知，三分量接触式传感器包括主壳体10、外壳20以及绝缘支架30。主壳体10包括沿轴向交替排列的三个绝缘O型圈11和两个导电环12(如图1(c)-图1(d)所示)；两个导电环12对应连接到导电输入端(Input)和公共端(0V)(如图2所示)；三个绝缘O型圈将两个导电环12分开，避免短路。外壳20固定到主壳体10外侧；外壳20内设有水平的绝缘固定板21，绝缘固定板21上设有若干个滚珠22；滚珠22弹性导电连接到两个导电环12中的一个(如图2所示)。绝缘支架30上端弹性连接到主壳体10内侧、下端固定连接有贯穿外壳20的探针31；绝缘支架31设有沿径向伸出可导电的至少三个销钉32；水平的每个销钉32的两侧分别点接触一个滚珠22。
上述实施方式中，主壳体10上端固定连接有刀柄13，刀柄13的移动带动主壳体10以及探针31的移动，因此，刀具与工件的对准可以通过探针31与工件的对准来实现。绝缘O型圈11、绝缘支架30是绝缘的，导电环12、滚珠22、销钉32是可导电的。滚珠22弹性导电连接到两个导电环12中的一个，水平的每个销钉32的两侧分别点接触一个滚珠22，因此，若干个滚珠22、至少三个销钉31以及两个导电环12之间形成串联在导电输入端与公共端之间的通路；两个导电环12为外界的导电输入端与公共端接入主壳体10与外壳20内的通路提供介质。绝缘支架30上端弹性连接到主壳体10内侧，作为优选，三分量接触式传感器还包括弹簧33，绝缘支架30的上端通过弹簧33连接到主壳体内侧。主壳体10与绝缘支架30之间弹簧33的弹性作用将销钉31压紧在滚珠22上，销钉31两侧与两个滚珠22之间都是点接触，通路导通；绝缘支架30下端固定连接有贯穿外壳20的探针31，探针31沿任意方向移动碰触到工件时，导致碰触方向的至少一个销钉31倾斜，且倾斜的销钉31两侧与至少一个滚珠22分离，即探针31的任意方向微小活动，总有一个滚珠22与销钉31脱离，则通路断开，探针停止进一步运动，从而实现对准的实时性和精确性。为了进一步保证探针31多方向碰触致使通路断开的灵敏性，销钉32包括沿绝缘支架31径向伸出可导电的至少三个，图1-图2中均给出了三个销钉32的示例。三个销钉32、每个销钉32两侧点接触的滚珠22以及弹簧33的配合下，保证销钉32与滚珠22之间良好的点接触导电平衡性，同时也促使探针31的任意方向碰触到工件都会导致至少一个销钉31倾斜、通路断开，灵敏度高。
作为本发明的优选，三分量接触式传感器还包括串联在通路中的LED灯14，LED灯14固定到主壳体10内侧；外壳20与LED灯14对应的位置沿径向设有通孔23，LED灯14灯光从通孔23射出，为通路通断进行指示。作为进一步优选，LED灯14和通孔23分别包括与销钉32一一匹配的至少三个；每个通孔23位于外壳上对应两个相邻销钉之间的位置。至少三个LED灯14以及与其匹配的通孔23，促成三分量接触式传感器周围的多个角度均可迅速查看LED灯14的亮灭，以方便工作人员及时了解通路的通断状态。
作为本发明的优选实施方式，三分量接触式传感器还包括弹性导电针，滚珠22通过弹性导电针连接到两个导电环12中的一个。具体地，有的两个滚珠22之间通过弹性导电针分别连接到导电环12中的导电输入端(Input)，实现通电互连，有的滚珠通过弹性导电针连接到导电环12中的公共端(0V)，即弹性导电针将滚珠22连接到两个导电环12中的一个，促进通路的形成。
作为本发明的优选实施方式，绝缘固定板21上设有与滚珠22一一匹配粘贴的凹槽211(如图1(b)、图1(d)-图1(e)所示)，滚珠22的直径大于凹槽211的直径。通过UV胶水粘贴的方式，将滚珠22粘贴在凹槽211上，实现滚珠22固定到水平的绝缘固定板21上。滚珠22的直径大于凹槽211的直径，促使滚珠22露出绝缘固定板21的表面，以配合与每个销钉31的两侧点接触。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种三分量接触式传感器，其特征在于，其包括：
主壳体，其包括沿轴向交替排列的三个绝缘O型圈和两个导电环；所述两个导电环对应连接到导电输入端和公共端；所述主壳体上端固定连接有刀柄；
外壳，其固定到所述主壳体外侧；所述外壳内设有水平的绝缘固定板，所述绝缘固定板上固定有若干个滚珠；所述滚珠弹性导电连接到所述两个导电环中的一个；
绝缘支架，其上端弹性连接到所述主壳体内侧、下端固定连接有贯穿所述外壳的探针；所述绝缘支架设有沿径向伸出可导电的至少三个销钉；
其中，水平的每个所述销钉的两侧分别点接触一个所述滚珠；
若干个滚珠、至少三个所述销钉以及两个所述导电环之间形成串联在所述导电输入端与所述公共端之间的通路；
所述销钉倾斜，所述销钉两侧与至少一个所述滚珠分离，所述通路断开。
2.如权利要求1所述的三分量接触式传感器，其特征在于，还包括串联在所述通路中的LED灯，所述LED灯固定到所述主壳体内侧；所述外壳与所述LED灯对应的位置沿径向设有通孔，所述LED灯灯光从所述通孔射出。
3.如权利要求2所述的三分量接触式传感器，其特征在于，所述LED灯和所述通孔分别包括与所述销钉一一匹配的至少三个；每个所述通孔位于所述外壳上对应两个相邻所述销钉之间的位置。
4.如权利要求1所述的三分量接触式传感器，其特征在于，还包括弹性导电针，所述滚珠通过所述弹性导电针连接到所述两个导电环中的一个。
5.如权利要求1所述的三分量接触式传感器，其特征在于，还包括弹簧，所述绝缘支架的上端通过所述弹簧连接到所述主壳体内侧。
6.如权利要求1所述的三分量接触式传感器，其特征在于，所述绝缘固定板上设有与所述滚珠一一匹配粘贴的凹槽，所述滚珠的直径大于所述凹槽的直径。
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