CN111272319B - 接触式测量头的张力测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接触式测量头的张力测量装置，接触式测量头包括有一杆状的测头以及与测头连接的弹性部件或压敏部件，测头推压弹性部件或压敏部件至一筒状的壳体，其包括：张力测定部，包括有与测头远离弹性部件或压敏部件的一端抵接的测定端子，用于测量接触式测量头的张力；固定部固定壳体；丝杆，丝杆与接触式测量头的轴向垂直，并一端固定到固定部；丝杆调节座，丝杆条件座包括有一与丝杆螺旋连接的螺件，螺件可活动的固定到一底板。通过丝杆的滑动调节接触式测量头与张力测定部件的相对位置，即使是在测头磨损或者需要重新校验的各种情况下，都可以方便的测量出接触式测量头的不同张力读数，以获得更为精确的张力数据。

Description

接触式测量头的张力测量装置

技术领域

本发明涉及一种接触式测量头的张力测量装置。

背景技术

目前，机床或测量机中部件的位置或尺寸可以通常使用光学测量(非接触测量)和机械式测量两种方式。

利用激光进行的光学测量，可以采用探测方法对工件的边缘进行定位，当钻头安装到钻床的夹头上或刀具通过夹头式刀夹安装到铣床的主轴上时，激光器的光束照射到工作台上。激光器的光点将显示出主轴中心线相对于工件、夹钳或夹具之间的实际位置。这一可见的基准点可以让操作员在特定的位置点、工件中心点以及孔的圆心或划线中心点上确定主轴的位置。这也可以使他们能够校正台钳、设定铣削加工头的倾角以及中心分度器和旋转工作台。

虽然光学测量的方式减少了一些工件的调试装卡时间，但是其光学配件的价格极为昂贵，需要进行高精度的抛光等处理。更重要的是，光学测量易受环境光线和杂散光的影响，噪声信号的处理很困难。另一方面光学测量对边线凹孔等处理及不连续的形状处理较难。

有鉴于此，在处理非连续或者精度要求更高的测量对象时，现有技术通常使用接触式的探测装置进行测量。

例如，专利文献(公开号CN 103403491B)就公开了一种接触探测器，用于检查机器工具的位置或尺寸或者测量机器，其包括具有保护壳体以及支撑和定位区域的支撑框架、局部地收纳在保护壳体内并且包括携带适于接触将检查的部件的测头的臂的可移动臂组、设置在支撑框架和可移动臂组之间、用于推动可移动臂组抵靠支撑和定位区域的推进设备、位于可移动臂组和处于支撑和定位区域的支撑框架之间的限制和定位***，以及具有连接至支撑框架并且适于响应于施加至测头的力而提供力信号的层状压电传感器，以及处理器件，连接至检测设备并适于处理所述力信号，将所述力信号与阈值相比较，并提供指示在测头和将检查的部件之间的接触的接触信号。

但如上述文献的接触式探测器，在对研磨后的轴承内圈等精细测定对象进行测定时，测量的接触力会对轴承的精度及品质产生较大的影响，张力大对制品有伤痕，张力小影响加工尺寸。

此外，由于使用了圆形的测头，在使用过程中会因接触力产生一定的磨损，进而产生机械误差。因此，使用该种类型的探测器，需要定期的对测量头的张力进行校正。

从上述专利文献可以看出，对测量头的张力测量，实质上是对与测量头内的弹性部件或者压敏部件结合刚性的测头的张力进行测量。现有技术中，对于测头加弹簧轴向的张力测定，一般都是在轴向上设置夹具在轴向上施加压力进行测量。例如，中国专利文献CN206017325U。

但是，正如前文所说，测量头之所以产生张力误差的重要原因，是因为圆形或者原本为规则形状的测头被磨损所致，如果仅仅在轴向上对测头、弹簧施压，由于测头形状的缘故，与测头相抵触的部件会与测头接触形成不确定的夹角、缝隙，测量精度会受到很大影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的测量头张力检测仪器因测头形状等测量精度偏低的缺陷，提供一种精度更高的接触式测量头的张力测量装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种接触式测量头的张力测量装置，所述接触式测量头包括有一杆状的测头以及与所述测头连接的弹性部件或压敏部件，所述测头推压所述弹性部件或压敏部件至一筒状的壳体，其特点在于，其包括：张力测定部，所述张力测定部包括有与所述测头远离所述弹性部件或所述压敏部件的一端抵接的测定端子，用于测量所述接触式测量头的张力；固定部，用于固定所述壳体；丝杆，所述丝杆与所述接触式测量头的轴向垂直，并一端固定到所述固定部；丝杆调节座，所述丝杆条件座包括有一与丝杆螺旋连接的螺件，所述螺件可活动的固定到一底板。

较佳的，所述测定端子固定到垂直于所述底板的垂直杆；所述垂直杆一端固定到所述底板。

较佳的，所述螺件为圆柱形，所述螺件的轴心线上设置有与所述丝杆螺旋连接的螺孔；

所述丝杆调节座还包括有部分固定于所述底板，用于调节所述螺件水平位置的位置调节机构。

较佳的，所述位置调节机构包括有若干挡块和至少一定位螺栓，所述挡块固定到所述底板；

所述定位螺栓螺旋穿过所述挡块，抵接到所述螺件，使得所述螺件在所述接触式测量头的轴向平行的方向上发生位移。

较佳的，所述位置调节机构包括有若干挡块和若干定位螺栓，

所述定位螺栓之一螺旋穿过所述挡块，抵接到所述螺件，使得所述螺件在所述接触式测量头的轴向垂直的方向上发生位移。

较佳的，所述张力测定部包括有一张力计，

所述测头穿过测量端子内的孔隙，与所述张力计上的弹性体抵接。

较佳的，所述垂直杆通过一垂直杆固定座固定到所述底板，

所述垂直杆固定座可以在所述底板上沿所述接触式测量头的轴向平行的方向发生位移。

较佳的，所述垂直杆固定座的形状在与所述接触式测量头的轴向垂直的方向上延申，与所述垂直杆共同形成“L”型构造。

本发明的积极进步效果在于：通过丝杆的滑动调节接触式测量头与张力测定部件的相对位置，即使是在测头磨损或者需要重新校验的各种情况下，都可以方便的测量出接触式测量头的不同张力读数，根据实际需要取其最大值或者次大值，获得更为精确的张力数据。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的接触式测量头的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的接触式测量头的张力测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

图1为本实施例的接触式测量头结构示意图。如图1所示，本实施例的接触式测量头200包括有一杆状的测头201以及与测头201连接的弹性部件或压敏部件，测头201推压弹性部件203至一筒状的壳体202。

在本实施例中，从图1可以看到，测头201的先端是圆形的，圆形的先端在使用过程中容易磨损，导致在轴向上进行张力测量时，测量出来的张力值不一定是最大的张力值。

另一方面，本实施例中，测头201在壳体202内连接到弹性部件203，但有的实施例中，没有弹性部件203，而是液压等方式进行力传导。有的接触式测量头甚至直接将测头接触到压敏部件上。这些均适用于本发明。

图2为本实施例的接触式测量头的张力测量装置的结构示意图。如图2所示，本发明涉及的接触式测量头的张力测量装置100，包括：张力测定部，张力测定部包括有与测头201远离弹性部件或压敏部件的一端抵接的测定端子25，用于测量接触式测量头200的张力；固定部11，固定壳体202；丝杆12，丝杆12与接触式测量头200的轴向垂直，并一端固定到固定部11；丝杆12调节座，丝杆12条件座包括有一与丝杆12螺旋连接的螺件17，螺件17可活动的固定到一底板30。

具体的，固定部11上设有一通孔，刚好可以容纳接触式测量头200的壳体202部分穿过，然后可以用螺栓固定。另外，丝杆12也通过螺栓与固定部11固定。在测量之前就可以将固定部11与接触式测量头200固定好，然后在丝杆12上滑动。

当然，在另外的一些实施例中，固定部不一定是本实施例这样的板金，也可以直接使用夹具将接触式测量头的外壳部分夹持住。

张力测定部包括有张力计22，测头201穿过测量端子25内的孔隙，与张力计22上的弹性体抵接。也就是说，张力的测量由张力计完成。测头201抵接到张力计22上的弹性体时，由于测头201的先端为被磨损的圆形，测量头张力的方向并不一定是在测头201的轴方向上，因此，直接在轴方向上进行测量读数一般会测得过小。

此外，螺件17为圆柱形，螺件17的轴心线上设置有与丝杆12螺旋连接的螺孔；丝杆调节座还包括有部分固定于底板30，用于调节螺件17水平位置的位置调节机构。

也就是说，螺件17为设有螺孔的圆柱体，丝杆12旋转***该螺孔。由于丝杆12与固定部11相固定，在旋转螺件17时，丝杆12会在垂直于水平面的方向上发生细微的位移。这样一来，测头201也会在垂直于水平面的方向上转动细微的角度。

旋转螺件17时，测头201以及接触式测量头200持续发生位移，此时张力计22会不断的读数，在其中选择最大的读数(或者最大读数的临近范围内的读数)作为接触式测量头的张力值，相比现有技术来说，精度会大大提高，不会发生低估张力导致接触式测量头张力过大而磨损被测物体(如具有精加工面的工件等)。

进一步，通过上述位置调节机构来调节螺件17的水平位置还可以加强上述效果。具体到本实施例，位置调节机构包括有挡块14、挡块16和定位螺栓13、定位螺栓15，挡块14、挡块16固定到底板30；

定位螺栓13螺旋穿过挡块14，抵接到螺件17，使得螺件17在接触式测量头200的轴向平行的方向上发生位移。

相应的，定位螺栓15螺旋穿过挡块16，抵接到螺件17，使得螺件17在接触式测量头200的轴向垂直的方向上发生位移。当然，如图2中所示，也可以在挡块14、挡块16对称的位置设置其他的挡块以方便调整。

这样一来，对测头201的角度进行微调的手段更多，使得调整更为方便，进而，使得测量精度又有了进一步提升。

另一方面，测定端子25固定到垂直于底板30的垂直杆23；垂直杆23一端通过垂直杆固定座24固定到底板30。

垂直杆固定座24可以在底板30上沿接触式测量头200的轴向平行的方向发生位移。

垂直杆23的作用是对测定端子25进行支撑，由于垂直杆23离测头201更近，垂直杆的位置调整对测头来说影响很大，可以作为粗调，一般可以适用于将接触式测量头200调整至水平。

垂直杆通过垂直杆固定座24固定到底板30，然后还可以调整其在水平方向上位移。具体的，可以通过螺栓式结构或者偏心轮轴等结构实现，这些实现方式在本领域属于常规的技术手段，因此不再赘述。

此外，垂直杆固定座24的形状在与接触式测量头200的轴向垂直的方向上延申，与垂直杆23共同形成“L”型构造。测定端子25上设置有对张力计22内用于测量张力的弹性体进行调整的张力调整把手21，对张力调整把手21进行选择微调，张力表22产生读数。

上述与垂直杆23“L”型构造的垂直杆固定座24，是为了防止对接触式测量头200进行位置调整时产生围绕接触式测量头200的轴心线产生旋转。因为一旦产生旋转，被磨损的测头的先端部位会产生不利于读数的位移。换句话说，在理想的状况下，本发明、本实施例所期望的接触式测量头的位移，应当限于垂直于水平方向以及接触式测量头的轴心线方向所在的平面上(即，X轴Y轴Z轴，但不包括转角)。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种接触式测量头的张力测量装置，所述接触式测量头包括有一杆状的测头以及与所述测头连接的弹性部件或压敏部件，所述测头推压所述弹性部件或压敏部件至一筒状的壳体，其特征在于，其包括：

张力测定部，所述张力测定部包括有与所述测头远离所述弹性部件或所述压敏部件的一端抵接的测定端子，用于测量所述接触式测量头的张力；

固定部，用于固定所述壳体；

丝杆，所述丝杆与所述接触式测量头的轴向垂直，并一端固定到所述固定部；

丝杆调节座，所述丝杆调节座包括有一与丝杆螺旋连接的螺件，所述螺件可活动的固定到一底板，

所述测定端子固定到垂直于所述底板的垂直杆；

所述垂直杆一端固定到所述底板，

所述张力测定部包括有一张力计，所述测头穿过测量端子内的孔隙，与所述张力计上的弹性体抵接，

所述螺件为圆柱形，所述螺件的轴心线上设置有与所述丝杆螺旋连接的螺孔；

所述丝杆调节座还包括有部分固定于所述底板，用于调节所述螺件水平位置的位置调节机构。

2.如权利要求1所述的接触式测量头的张力测量装置，其特征在于，

所述位置调节机构包括有若干挡块和至少一定位螺栓，所述挡块固定到所述底板；

所述定位螺栓螺旋穿过所述挡块，抵接到所述螺件，使得所述螺件在所述接触式测量头的轴向平行的方向上发生位移。

3.如权利要求2所述的接触式测量头的张力测量装置，其特征在于，

所述位置调节机构包括有若干挡块和若干定位螺栓，

所述定位螺栓之一螺旋穿过所述挡块，抵接到所述螺件，使得所述螺件在所述接触式测量头的轴向垂直的方向上发生位移。

4.如权利要求3所述的接触式测量头的张力测量装置，其特征在于，

所述垂直杆通过一垂直杆固定座固定到所述底板，

所述垂直杆固定座可以在所述底板上沿所述接触式测量头的轴向平行的方向发生位移。

5.如权利要求4所述的接触式测量头的张力测量装置，其特征在于，

所述垂直杆固定座的形状在与所述接触式测量头的轴向垂直的方向上延伸，与所述垂直杆共同形成“L”型构造。

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