CN112504120A

CN112504120A - 一种螺杆测量机

Info

Publication number: CN112504120A
Application number: CN202011398341.0A
Authority: CN
Inventors: 逯海卿; 张鹏; 王长旭
Original assignee: Weifang University
Current assignee: Weifang University
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明公开了一种螺杆测量机，包括铸铁工作台，所述铸铁工作台的上端固定安装有主轴箱，所述主轴箱的一侧转动安装有夹持组件，所述铸铁工作台的上端固定安装有顶尖尾座，所述顶尖尾座上设置有顶尖，所述夹持组件与顶尖的中轴线重合，所述铸铁工作台上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与夹持组件传动连接，所述主轴箱的另一侧固定安装有编码器，所述编码器的转动轴与夹持组件同轴固定连接。本发明整个测量过程无需人工手动测量，实现了自动化，提高了测量效率和测量的准确性，激光测头的径向位置与高度可以微调，使本装置测量范围更广，使用更加方便。

Description

一种螺杆测量机

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体为一种螺杆测量机。

背景技术

螺杆是外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥，螺杆是机械领域较为重要的零部件，可以用于机械连接、机械传动等各种不同的应用场合。螺杆多用于塑料成型设备，如塑料型材挤出机，注塑机等，螺杆和机筒是塑料成型设备的核心部件，是加热挤出塑化的部分，是塑料机械的核心。螺杆广泛应用于加工中心、CNC机器、数控车床、注塑机、线切割、磨床、铣床、慢走丝、快走丝、PCB钻孔机、精雕机、雕铣机、火花放电机、咬齿机、刨床以及大型立车龙门铣等等。

大多螺杆是机械领域较为重要的零部件，可以用于机械连接、机械传动等各种不同的应用场合。螺杆在制作完成后需要对螺纹的完整性和螺杆的精度进行检验，符合国标螺杆才能正常出售并使用螺杆的几何参数对螺杆至关重要，需要对其进行检测测量，以确保其几何参数处于可接受的范围之内，目前，对螺杆的检测测量大都采用手工测量的方式，测量的一致性相对较差，而且对螺杆的测量准确性有限，自动化程度不高而导致效率较低。现有螺杆检测装置对螺杆精度的检测效率较低，这已经不能满足当前业界对螺杆的检测测量的实际需求。因此我们需要提出一种螺杆测量机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺杆测量机，测量准确性和自动化程度相对较高，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺杆测量机，包括铸铁工作台，所述铸铁工作台的上端固定安装有主轴箱，所述主轴箱的一侧转动安装有夹持组件，所述铸铁工作台的上端固定安装有顶尖尾座，所述顶尖尾座上设置有顶尖，所述夹持组件与顶尖的中轴线重合，所述铸铁工作台上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与夹持组件传动连接，所述主轴箱的另一侧固定安装有编码器，所述编码器的转动轴与夹持组件同轴固定连接；

所述铸铁工作台的上端固定安装有丝杆电机，所述丝杆电机输出轴的一端固定连接有滚珠丝杆，所述滚珠丝杆上套接有传动块，所述传动块上端固定安装有安装板，所述铸铁工作台上固定安装有滑轨，所述滑轨与夹持组件和顶尖的中轴线平行，且滑轨与滚珠丝杆平行，所述滑轨上滑动安装有滑块，所述安装板与滑块滑动连接，所述安装板上活动安装有激光测头。

优选的，所述铸铁工作台的上端固定安装有竖板，所述竖板上嵌装有轴承，所述滚珠丝杆的一端插接于轴承内。

优选的，所述铸铁工作台的上端开设有两组卡接槽，所述顶尖尾座下端固定安装有固定块，所述固定块的两端分别插接于卡接槽内。

优选的，所述铸铁工作台上开设有定位孔，所述固定块的下端固定安装有定位螺杆，所述定位螺杆的一端贯穿定位孔位于铸铁工作台的下方，所述定位螺杆上螺纹安装有锁固拧块，所述锁固拧块的上端设置为锥形，所述锁固拧块的上端插接于定位孔内，且锁固拧块的上端于定位孔过盈配合。

优选的，所述主轴箱上开设有空腔，所述空腔内通过轴承转动安装有连接轴，所述连接轴的两端均贯穿主轴箱位于主轴箱外侧，所述连接轴的一端与编码器的转动轴固定连接，所述连接轴的另一端与夹持组件固定连接。

优选的，所述伺服电机的输出轴上套接有第一同步轮，所述连接轴上套接有第二同步轮，所述第一同步轮与第二同步轮通过同步带传动连接。

优选的，所述夹持组件包括盘体和四组卡爪，所述盘体与连接轴的另一端固定连接，四组所述卡爪环形阵列设置于盘体上，且四组所述卡爪均与盘体滑动连接。

优选的，所述安装板上端固定安装有径向手调滑台，所述径向手调滑台的滑动方向与滚珠丝杆垂直，所述径向手调滑台的滑动平台上固定安装有高度微调滑台,所述高度微调滑台的滑动方向与铸铁工作台的上表面垂直，所述高度微调滑台的滑动平台上固定安装有侧装板，所述激光测头固定安装于侧装板的一侧。

优选的，所述铸铁工作台的上端固定安装有连轴盒，所述丝杆电机固定安装于连轴盒的一侧，且丝杆电机的输出轴位于连轴盒内，所述连轴盒内卡接固定有丝杆支撑座，所述滚珠丝杆贯穿丝杆支撑座位于连轴盒内，所述丝杆电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杆固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过主轴箱动力采用带传动的方式进行传递，使用伺服电机通过同步轮与同步带配合带动试件螺杆旋转，并通过丝杆电机与滚珠丝杆的配合带动激光测头沿试件螺杆方向滑动进行测量，整个测量过程无需人工手动测量，实现了自动化，提高了测量效率和测量的准确性；

2、本发明通过安装板、滑块和滑轨的配合，并通过丝杆电机与滚珠丝杆的配合，使得激光测头可以沿试件轴向移动，传动精准无间隙，承载能力高，并且通过安装板上设置有径向手调滑台，径向手调滑台上固定安装有高度微调滑台，使得激光测头的径向位置与高度可以微调，使本装置测量范围更广，使用更加方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明夹持组件的示意图；

图3为本发明安装板的示意图；

图4为本发明连轴盒的示意图；

图5为本发明定位螺杆的示意图。

图中：1、铸铁工作台；2、主轴箱；3、夹持组件；4、顶尖尾座；5、伺服电机；6、编码器；7、丝杆电机；8、滚珠丝杆；9、传动块；10、安装板；11、滑轨；12、激光测头；13、竖板；14、固定块；15、顶尖；16、连接轴；17、第二同步轮；18、径向手调滑台；19、连轴盒；20、丝杆支撑座；21、联轴器；22、第一同步轮；23、卡爪；24、盘体；25、定位螺杆；26、锁固拧块；27、高度微调滑台；28、侧装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种螺杆测量机，包括铸铁工作台1，铸铁工作台1的上端固定安装有主轴箱2，主轴箱2的一侧转动安装有夹持组件3；

铸铁工作台具有的良好的平面度，刚性硬度较高，因此我们选用铸铁工作台作为整个机器的搭建平台。平台上开有螺丝孔，通孔，直线槽，用于安装定位各机构。

具体的，夹持组件包括盘体24和四组卡爪23，盘体24与连接轴16的另一端固定连接，四组卡爪23环形阵列设置于盘体24上，且四组卡爪23均与盘体24滑动连接；

卡盘是机床用手动四爪单动卡盘，是由一个盘体4，四个卡爪23组成的。工作时是用四个丝杠分别带动四组卡爪23，因此虽然常见的四爪单动卡盘没有自动定心的作用，但是四爪卡盘与应用在测量机上可以方便调整工件中心。

铸铁工作台1的上端固定安装有顶尖尾座4，顶尖尾座4上设置有顶尖15，夹持组件3与顶尖15的中轴线重合；

顶尖尾座4是在夹持轴类零件时，使用其顶尖15顶紧工件，保证夹持的稳定性。顶尖尾座4的运动包括尾座体的移动和顶尖15的移动，具体的，铸铁工作台1的上端开设有两组卡接槽，顶尖尾座4下端固定安装有固定块14，固定块14的两端分别插接于卡接槽内。

进一步的，铸铁工作台1上开设有定位孔，固定块14的下端固定安装有定位螺杆25，定位螺杆25的一端贯穿定位孔位于铸铁工作台1的下方，定位螺杆25上螺纹安装有锁固拧块26，锁固拧块26的上端设置为锥形，锁固拧块26的上端插接于定位孔内，且锁固拧块26的上端于定位孔过盈配合；

通过锁固拧块26、定位螺杆25和定位孔的配合，便于调整顶尖尾座4的位置，使本装置可以测量不同长度的试件，使本装置测量范围更广，使用更加方便。

铸铁工作台1上固定安装有伺服电机5，伺服电机5的输出轴与夹持组件3传动连接；伺服电机5的输出轴上套接有第一同步轮22，连接轴16上套接有第二同步轮17，第一同步轮22与第二同步轮17通过同步带传动连接；

主轴箱2动力采用带传动的方式进行传递。使用伺服步进电机通过同步轮与同步带配合带动主轴旋转，带传动具有同步带工作时无滑动，有准确的传动比，传动平稳，具有缓冲、减振、低噪音的优点，同时维护方便，无需润滑，维护成本低。伺服步进电机，通过闭环控制***，可以准确控制转动角度，转动速度，传递大扭力转矩。

主轴箱2的另一侧固定安装有编码器6，编码器6的转动轴与夹持组件3同轴固定连接；

使用联轴器21将编码器6同试件螺杆相连，获得试件螺杆旋转的角位移、角速度等机械量数据进行反馈，与主轴箱2的动力的伺服电机5形成完整的闭环控制***，在高速和高扭矩工作环境下，保证试件螺杆旋转的角度的准确性；

具体的，主轴箱2上开设有空腔，空腔内通过轴承转动安装有连接轴16，连接轴16的两端均贯穿主轴箱2位于主轴箱2外侧，连接轴16的一端与编码器6的转动轴固定连接，连接轴16的另一端与夹持组件3固定连接。

铸铁工作台1的上端固定安装有丝杆电机7，丝杆电机7输出轴的一端固定连接有滚珠丝杆8，铸铁工作台1的上端固定安装有竖板13，竖板13上嵌装有轴承，滚珠丝杆8的一端插接于轴承内；

铸铁工作台1的上端固定安装有连轴盒19，丝杆电机7固定安装于连轴盒19的一侧，且丝杆电机7的输出轴位于连轴盒19内，连轴盒19内卡接固定有丝杆支撑座20，滚珠丝杆8贯穿丝杆支撑座20位于连轴盒19内，丝杆电机7的输出轴通过联轴器21与滚珠丝杆8固定连接；

滚珠丝杆8上套接有传动块9，传动块9上端固定安装有安装板10，铸铁工作台1上固定安装有滑轨11，滑轨11与夹持组件3和顶尖15的中轴线平行，且滑轨11与滚珠丝杆8平行，滑轨11上滑动安装有滑块，安装板10与滑块滑动连接，安装板10上活动安装有激光测头12。

安装板10上端固定安装有径向手调滑台18，径向手调滑台18的滑动方向与滚珠丝杆8垂直，径向手调滑台18的滑动平台上固定安装有高度微调滑台27,高度微调滑台27的滑动方向与铸铁工作台1的上表面垂直，高度微调滑台27的滑动平台上固定安装有侧装板28，激光测头12固定安装于侧装板28的一侧；

试件轴向移动部分由滚珠丝杆与重型直线导轨组成，传动精准无间隙，承载能力高；

径向手调滑台18对测量试件的径向变化调整，示例性的，径向手调滑台18采用型号为LWX40-L100的滑台，行程60mm，最小刻度0.1mm，台面大小40×40mm，负载30N。

高度微调滑台27对测量试件的轴心高度变化调整，示例性的，高度微调滑台27采用型号为LZ40的滑台，行程10mm，最小刻度0.01mm，精度0.02mm，台面大小40×40mm，负载20N，平行度0.05mm。

示例性的，激光测头12采用型号为基恩士IL-065的激光测头，基准距离65mm，测量范围55-105mm，显示分辨率2um，重复精度2um。

工作原理：通过主轴箱2动力采用带传动的方式进行传递，使用伺服电机通过同步轮与同步带配合带动试件螺杆旋转，并通过丝杆电机7与滚珠丝杆8的配合带动激光测头12沿试件螺杆方向滑动进行测量，整个测量过程无需人工手动测量，实现了自动化，提高了测量效率和测量的准确性；通过安装板10、滑块和滑轨11的配合，并通过丝杆电机7与滚珠丝杆8的配合，使得激光测头12可以沿试件轴向移动，传动精准无间隙，承载能力高，并且通过安装板10上设置有径向手调滑台18，径向手调滑台18上固定安装有高度微调滑台27,使得激光测头12的径向位置与高度可以微调，使本装置测量范围更广，使用更加方便。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种螺杆测量机，包括铸铁工作台（1），其特征在于：所述铸铁工作台（1）的上端固定安装有主轴箱（2），所述主轴箱（2）的一侧转动安装有夹持组件（3），所述铸铁工作台（1）的上端固定安装有顶尖尾座（4），所述顶尖尾座（4）上设置有顶尖（15），所述夹持组件（3）与顶尖（15）的中轴线重合，所述铸铁工作台（1）上固定安装有伺服电机（5），所述伺服电机（5）的输出轴与夹持组件（3）传动连接，所述主轴箱（2）的另一侧固定安装有编码器（6），所述编码器（6）的转动轴与夹持组件（3）同轴固定连接；

所述铸铁工作台（1）的上端固定安装有丝杆电机（7），所述丝杆电机（7）输出轴的一端固定连接有滚珠丝杆（8），所述滚珠丝杆（8）上套接有传动块（9），所述传动块（9）上端固定安装有安装板（10），所述铸铁工作台（1）上固定安装有滑轨（11），所述滑轨（11）与夹持组件（3）和顶尖（15）的中轴线平行，且滑轨（11）与滚珠丝杆（8）平行，所述滑轨（11）上滑动安装有滑块，所述安装板（10）与滑块滑动连接，所述安装板（10）上活动安装有激光测头（12）。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述铸铁工作台（1）的上端固定安装有竖板（13），所述竖板（13）上嵌装有轴承，所述滚珠丝杆（8）的一端插接于轴承内。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述铸铁工作台（1）的上端开设有两组卡接槽，所述顶尖尾座（4）下端固定安装有固定块（14），所述固定块（14）的两端分别插接于卡接槽内。

4.根据权利要求3所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述铸铁工作台（1）上开设有定位孔，所述固定块（14）的下端固定安装有定位螺杆（25），所述定位螺杆（25）的一端贯穿定位孔位于铸铁工作台（1）的下方，所述定位螺杆（25）上螺纹安装有锁固拧块（26），所述锁固拧块（26）的上端设置为锥形，所述锁固拧块（26）的上端插接于定位孔内，且锁固拧块（26）的上端于定位孔过盈配合。

5.根据权利要求1所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述主轴箱（2）上开设有空腔，所述空腔内通过轴承转动安装有连接轴（16），所述连接轴（16）的两端均贯穿主轴箱（2）位于主轴箱（2）外侧，所述连接轴（16）的一端与编码器（6）的转动轴固定连接，所述连接轴（16）的另一端与夹持组件（3）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述伺服电机（5）的输出轴上套接有第一同步轮（22），所述连接轴（16）上套接有第二同步轮（17），所述第一同步轮（22）与第二同步轮（17）通过同步带传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述夹持组件包括盘体（24）和四组卡爪（23），所述盘体（24）与连接轴（16）的另一端固定连接，四组所述卡爪（23）环形阵列设置于盘体（24）上，且四组所述卡爪（23）均与盘体（24）滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述安装板（10）上端固定安装有径向手调滑台（18），所述径向手调滑台（18）的滑动方向与滚珠丝杆（8）垂直，所述径向手调滑台（18）的滑动平台上固定安装有高度微调滑台（27）,所述高度微调滑台（27）的滑动方向与铸铁工作台（1）的上表面垂直，所述高度微调滑台（27）的滑动平台上固定安装有侧装板（28），所述激光测头（12）固定安装于侧装板（28）的一侧。

9.根据权利要求1所述的一种螺杆测量机，其特征在于：所述铸铁工作台（1）的上端固定安装有连轴盒（19），所述丝杆电机（7）固定安装于连轴盒（19）的一侧，且丝杆电机（7）的输出轴位于连轴盒（19）内，所述连轴盒（19）内卡接固定有丝杆支撑座（20），所述滚珠丝杆（8）贯穿丝杆支撑座（20）位于连轴盒（19）内，所述丝杆电机（7）的输出轴通过联轴器（21）与滚珠丝杆（8）固定连接。