TWI650526B - 量測裝置 - Google Patents

Abstract

一種量測裝置，用於測量滑軌之複數待測導軌的表面幾何，包括：複數量測探頭，固定於量測探頭支撐座，量測探頭係根據待測導軌的表面幾何而被裝設於量測探頭支撐座。至少一移動裝置，在待測導軌的截面上平移量測探頭支撐座或待測導軌，使量測探頭相對於待測導軌之間具有相對位移。其中量測探頭之每一者均具有相應座標系，相應座標系彼此不相同，透過標準件將相應座標系校正到相同座標系，再以相同座標系為基準，測量待測導軌的表面幾何。

Description

量測裝置

本發明有關於一種滑軌的導軌幾何拘束面的形貌量測裝置。

滑軌利用其導軌的幾何拘束面，配合滾珠或滾柱，將滑塊的運動方向拘束在固定方向。導軌、滾珠(柱)，以及滑塊的滑溝，三者的幾何尺寸與預壓力及整體平順度有關。習知的方法是準備多種尺寸的滾珠(柱)，在滑軌組裝後進行事後的摩擦力品質檢測。若上述檢測不符合需求，則重新修整尺寸或替換為其他尺寸的滾珠(柱)配合，重複進行摩擦力檢測至符合需求為止。但這樣增加製造複雜度及增加滾珠(柱)的備料尺寸，增加材料、時間和人力成本。

其他可能的檢測方法包括：使用三次元量床(coordinate-measuring machine，CMM)、輪廓儀(profilometer)或光學式量測。但三次元量床的體積太大，不適合線上測量。輪廓儀的探針伸縮方向與掃描方向垂直的時候，探針會因側向力而卡住。光學式的測量精確度受切削油、粉塵的影響而降低。

鑒於上述問題，本發明實施例提供一種量測裝置，用於測量滑軌之複數待測導軌的表面幾何，包括：複數量測探頭，固定量測探頭支撐座，量測探頭係根據待測導軌的表面幾何而被裝設於量測探頭支撐座；至少一移動裝置，在待測導軌的截面上平移探頭支撐座或待測導軌，使探頭相對於待測導軌之間具有相對位移；其中量測探頭之每一者均具有相應座標系，相應座標系彼此不相同，透過標準件將相應座標系校正到相同座標系，再以相同座標系為基準，測量待測導軌的表面幾何。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

參考圖1，本發明實施例揭露一種量測裝置10，用於測量滑軌之複數待測導軌30的表面幾何，包括：複數量測探頭10a，固定於探頭支撐座10b；在本實施例中，量測裝置包括兩個量測探頭10a，但並非以此為限。量測探頭10a係根據導軌表面幾何而被裝設於探頭支撐座10b，例如將探頭轉成與導軌的法線方向平行的方向，藉此減少側向力的影響，但不限定法線方向安裝。

在本實施例，量測裝置10包括：至少一移動裝置10c，在待測導軌30的截面上平移量測探頭支撐座10b或待測導軌30，使量測探頭相對於該待測導軌之間具有相對位移。移動裝置10c可被設置用以讓待測導軌30移動，或被設置用於讓量測探頭10a移動。在一較佳實施例中，因滑軌長且重，不容易移動，故移動裝置10c係設置用於讓量測探頭10a移動，如圖5A所示。

本實施例之測量原理以圖2A與圖2B說明如下。在本實施例中，探頭10a為接觸式線性位移量規。接觸式線性位移量規可為磁柵、光柵、容柵、或線性差動變壓器(Linear Variable Transformer，LVDT)。在其他實施例中，量測探頭10a可為光學、氣壓或電磁原理之位移量測探頭。量測探頭10a接觸待測導軌表面並沿著待測導軌移動，待測導軌表面的幾何形貌使得量測探頭伸縮，根據量測探頭的伸縮位移的程度量測，可以得知滑軌的表面形貌。複數探頭10a之每一者均具有相應座標系，例如座標系CL或CR，該等相應座標系彼此不相同，須透過標準件20將該等相應座標系全部校正到參考一個相同座標系SL，再以相同座標系SL為基準，測量待測導軌30的表面幾何。參考圖2B，量測裝置10所測得滑軌的形貌軌跡可用模擬圓加以擬合，其中左側模擬圓的圓心和座標分別為R=0.0755和(2.529, 3.3514)，右側模擬圓的圓心和座標分別為R=0.0755和(9.1414, 3.261)。藉由模擬圓圓心的距離即可得知滑軌的節圓直徑(pitch circle diameter，PCD)。

圖3A、圖3B、圖3C與圖3D是本實施例的其他態樣。圖3A和圖3B是本實施例用於測量滾珠型滑軌的示意圖。圖3A顯示量測裝置用於測量具有四個滾珠滑軌(四溝型滑軌)，量測裝置包括四個量測探頭，各自垂直待測導軌表面的切面，且移動裝置使得量測探頭能在待側滑軌的截面上作左右或上下相對移動。圖3B顯示量測裝置用於測量具有兩個滾珠滑軌(哥德式軌道滑軌)。量測裝置包括兩個量測探頭；或四個量測探頭，其中兩兩交錯。移動裝置使得量測探頭能在待側滑軌的截面上作左右或上下相對移動。

圖3C和圖3D是本實施例用於測量滾柱型滑軌的示意圖。圖3C顯示量測裝置用於測量具有兩個滾柱導軌的滑軌，量測裝置包括兩個探頭；或四個探頭，其中兩兩交錯，且移動裝置使得探頭能在待側滑軌的截面上作左右或上下相對移動。圖3D顯示量測裝置用於測量具有四個滾柱滑軌，量測裝置包括四個量測探頭，且移動裝置使得探頭能在待側滑軌的截面上作左右或上下相對移動

參考圖4A，利用待測滑軌作為固定治具，可以達到更緊湊的量測結構，本實施例更包括吸附裝置10d，吸附裝置10d為磁力吸附裝置或氣體吸附裝置。參考圖4B，本實施例更包括側邊靠面10e與側邊夾持治具10f。量測裝置以側邊靠面10e靠抵滑軌之一側；側邊夾持治具10f以夾持面10g夾持滑軌之另一側。

圖5A顯示本實施例量測裝置的剖面圖。圖5A中顯示量測探頭10a、探頭支撐座10b、移動裝置10c、側邊夾持治具10f與待側導軌30的位置相對關係。本裝置的使用次序可例為：將量測裝置10由上往下放置在滑軌，啟動吸附裝置10d，啟動側邊夾持治具10f、探頭10a伸出，開始量測。圖5B顯示本實施例量測裝置10與待測導軌30的示意圖。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧量測裝置

10a‧‧‧量測探頭

10b‧‧‧探頭支撐座

10c‧‧‧移動裝置

10d‧‧‧吸附裝置

10e‧‧‧側邊靠面

10f‧‧‧側邊夾持治具

10g‧‧‧夾持面

20‧‧‧標準件

30‧‧‧待測導軌

圖1是本發明實施例揭露之量測裝置的示意圖。 圖2A與圖2B說明本實施例之測量原理。 圖3A與圖3B說明本實施例量測探頭與滾型滑軌之間相對移動的其他態樣。 圖3C與圖3D說明本實施例量測探頭與滾柱型滑軌之間相對移動的其他態樣。 圖4A顯示本實施例的吸附裝置。 圖4B顯示本實施例的側邊靠面、夾持面與側邊夾持治具。 圖5A顯示本實施例量測裝置的剖面圖。 圖5B顯示本實施例量測裝置與滑軌的示意圖。

Claims (5)

1. 一種量測裝置，用於測量一滑軌之複數待測導軌的表面相對幾何，包括： 複數量測探頭，固定於一探頭支撐座，該等量測探頭係根據該等待測導軌的表面幾何而被裝設於該量測探頭支撐座；至少一移動裝置，在該等待測導軌的截面上平移該量測探頭支撐座或該等待測導軌，使該等量測探頭相對於該等待測導軌之間具有相對位移；其中該等量測探頭之每一者均具有一相應座標系，該等相應座標系彼此不相同，透過一標準件將該等相應座標系校正到一相同座標系，再以該相同座標系為基準，測量該等待測導軌的表面幾何。
2. 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中該等量測探頭為接觸式線性位移量規。
3. 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，其中該等探頭為光學、氣壓或電磁原理之位移量測探頭。
4. 如申請專利範圍第1項所述之量測裝置，更包括： 一吸附裝置，吸附並固定於該導軌；一側邊靠面，該量測裝置以該側邊靠面抵靠該導軌之一側；以及一側邊夾持治具，該側邊夾持治具以一夾持面夾持該導軌之另一側。
5. 如申請專利範圍第4項所述之量測裝置，其中該吸附裝置為一磁力吸附裝置或一氣體吸附裝置。