一种数控机床在线检测触发式三维线性测头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数控机床在线检测触发式三维线性测头，包括十字形固定杆和测针，所述十字形固定杆四周设有Y向平动机构双轴铰链第一导轨和第二导轨、X向平动机构双轴铰链第一导轨和第二导轨、Z向平动机构双轴铰链第一导轨和第二导轨，X向、Y向、Z向平动机构双轴铰链导轨内部安装有光栅尺位移传感器，所述测针右端安装有测针座，测针座右端固定连接测头外壳。本实用新型专利技术通过挡板回零装置进行复位并在X、Y、Z三个方向构建三个独立的双轴铰链导轨机构，使该数控机床在线检测触发式三维线性测头具有位移分辨率高、导向精度高，机械摩擦小，无间隙，不需要润滑，不存在爬行现象，结构紧凑，体积小，重量轻，易于加工装配等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床在线检测触发式三维线性测头
本技术涉及数控机床配件领域，具体为一种数控机床在线检测触发式三维线性测头。
技术介绍
当前数控机床使用的接触式线性三维测头的导向机构主要有平行簧片嵌套式和簧片铰链嵌套式两种结构，测量设备主要采用光栅尺位移传感器、电感式位移传感器，平行簧片嵌套接触式线性三维测头采用三对在X、Y、Z方向空间平行的簧片紧凑地嵌套在一起的结构设计，结合数字输出式光栅和读数头技术，将三个轴的位移转化为光栅信号输出，对测点坐标进行测量，簧片铰链嵌套接触式线性三维测头采用簧片和铰链嵌套组成的导向导轨，借助电感式位移传感器检测位移信号，对测点坐标进行测量，平行簧片嵌套接触式线性三维测头的三个轴向测量运动结构嵌套一起，采用光栅尺位移传感器前一级测量运动机构误差直接影响后一级运动机构误差，并在后一级运动机构中放大，使综合测量误差较大，簧片铰链嵌套接触式线性三维测头的轴向尺寸偏大，很难保证轴线与待测工件的轴线在同一直线上，随机误差较大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种数控机床在线检测触发式三维线性测头，具有位移分辨率高、导向精度高，机械摩擦小，无间隙，不需要润滑，不存在爬行现象，结构紧凑，体积小，重量轻，易于加工装配等优点，可在数控机床在线检测广泛应用，解决了现有技术中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种数控机床在线检测触发式三维线性测头，包括十字形固定杆和测针，所述十字形固定杆上端设有Y向平动机构双轴铰链第一导轨和X向平动机构双轴铰链第一导轨，所述十字形固定杆下端设有Y向平动机构双轴铰链第二导轨和X向平动机构双轴铰链第二导轨，所述十字形固定杆后端设有Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨，所述十字形固定杆前端设有Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨，所述X向平动机构双轴铰链第一导轨、Y向平动机构双轴铰链第一导轨、Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨内部均安装有光栅尺位移传感器，所述测针右端安装有测针座，所述测针座右端固定连接测头外壳，所述十字形固定杆左侧固定连接悬臂梁，所述悬臂梁上端固定连接Z向测头杆平衡调节第一弹簧，所述悬臂梁下端固定连接Z向测头杆平衡调节第二弹簧，所述Z向测头杆平衡调节第二弹簧下端固定连接Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副，所述Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副底端安装有Z向测头杆平衡调节电机，所述悬臂梁前端固定连接X向测头杆平衡调节第一弹簧，所述X向测头杆平衡调节第一弹簧后端固定连接X向测头杆平衡调节丝杠螺母副，所述X向测头杆平衡调节丝杠螺母副后端安装有X向测头杆平衡调节电机，所述悬臂梁前端固定连接X向测头杆平衡调节第二弹簧。优选的，所述测针下端固定连接顶板，顶板左右两端分别设有挡板，挡板左右内侧分别安装有限位板，并且挡板上下两端固定连接拉簧，顶板长度和挡板之间的距离相等。优选的，所述光栅尺位移传感器内部设有标尺光栅，标尺光栅后端固定连接指示光栅，指示光栅的一侧设有第一透镜，第一透镜的一侧设有光电元件，标尺光栅的一侧设有第二透镜，第二透镜外侧为光源。优选的，所述十字形固定杆为X向平动机构双轴铰链第一导轨和X向平动机构双轴铰链第二导轨、Y向平动机构双轴铰链第一导轨和Y向平动机构双轴铰链第二导轨、Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨和Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨的公共固定板，十字形固定杆与测头外壳固定连接，测针通过螺母副与测针座相连，测针座与测头外壳固定连接。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术的数控机床在线检测触发式三维线性测头，通过双轴铰链导轨来设计数控机床在线检测触发式三维线性测头的导向机构，光栅尺位移传感器来进行位移信息读取，挡板回零装置进行复位，在X、Y、Z三个方向构建三个独立的双轴铰链导轨机构，使测针座沿X、Y和Z轴任意方向的运动为平动，且X、Y和Z轴三个方向的运动相对独立，X、Y和Z轴任意一方向的误差不会影响其他方向误差，因此该数控机床在线检测触发式三维线性测头具有位移分辨率高、导向精度高，机械摩擦小，无间隙，不需要润滑，不存在爬行现象，结构紧凑，体积小，重量轻，易于加工装配等优点，可在数控机床在线检测广泛应用。附图说明图1为本技术的测头组成结构示意图；图2为本技术的测头双轴铰链导向机构结构示意图；图3为本技术的光栅位移传感器结构示意图；图4为本技术的测头的挡板回零装置结构示意图。图中：1、X向平动机构双轴铰链第一导轨；100、光栅尺位移传感器；101、X向平动机构双轴铰链第二导轨；2、Y向平动机构双轴铰链第一导轨；201、Y向平动机构双轴铰链第二导轨；3、Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨；301、Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨；4、测针；5、测针座；6、十字形固定杆；7、悬臂梁；8、Z向测头杆平衡调节第一弹簧；801、Z向测头杆平衡调节第二弹簧；9、X向测头杆平衡调节第一弹簧；901、X向测头杆平衡调节第二弹簧；10、X向测头杆平衡调节电机；11、X向测头杆平衡调节丝杠螺母副；12、Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副；13、Z向测头杆平衡调节电机；14、测头外壳；15、光源；16、第二透镜；17、指示光栅；18、标尺光栅；19、第一透镜；20、光电元件；21、顶板；22、拉簧；23、限位板；24、挡板。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-4，一种数控机床在线检测触发式三维线性测头，包括十字形固定杆6和测针4，十字形固定杆6是X向平动机构双轴铰链第一导轨1和X向平动机构双轴铰链第二导轨101、Y向平动机构双轴铰链第一导轨2和Y向平动机构双轴铰链第二导轨201、Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨3和Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨301的公共固定板，十字形固定杆6与测头外壳14固定连接，测针4通过螺母副与测针座5相连，测针座5与测头外壳14固定连接，十字形固定杆6上端设有Y向平动机构双轴铰链第一导轨2和X向平动机构双轴铰链第一导轨1，十字形固定杆6下端设有Y向平动机构双轴铰链第二导轨201和X向平动机构双轴铰链第二导轨101，十字形固定杆6后端设有Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨3，十字形固定杆6前端设有Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨301，X向平动机构双轴铰链第一导轨1、Y向平动机构双轴铰链第一导轨2、Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨3内部均安装有光栅尺位移传感器100，光栅尺位移传感器100内部设有标尺光栅18，标尺光栅18后端固定连接指示光栅17，指示光栅17的一侧设有第一透镜19，第一透镜19的一侧设有光电元件20，标尺光栅18的一侧设有第二透镜16，第二透镜16外侧为光源15，标尺光栅18相对于指示光栅17移动时，便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹，这些条纹以光栅的相对运动速度移动，并直接照射到光电零部件上，在它们的输出端得到一串电脉冲，通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出，直接显示被测的位移量，测针4右端安装有测针座5，测针4下端固定连接顶板21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控机床在线检测触发式三维线性测头，包括十字形固定杆(6)和测针(4)，其特征在于：所述十字形固定杆(6)上端设有Y向平动机构双轴铰链第一导轨(2)和X向平动机构双轴铰链第一导轨(1)，所述十字形固定杆(6)下端设有Y向平动机构双轴铰链第二导轨(201)和X向平动机构双轴铰链第二导轨(101)，所述十字形固定杆(6)后端设有Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨(3)，所述十字形固定杆(6)前端设有Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨(301)，所述X向平动机构双轴铰链第一导轨(1)、Y向平动机构双轴铰链第一导轨(2)和Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨(3)的内部均安装有光栅尺位移传感器(100)，所述测针(4)右端安装有测针座(5)，所述测针座(5)右端固定连接测头外壳(14)，所述十字形固定杆(6)左侧固定连接悬臂梁(7)，悬臂梁(7)上端固定连接Z向测头杆平衡调节第一弹簧(8)，所述悬臂梁(7)下端固定连接Z向测头杆平衡调节第二弹簧(801)，所述Z向测头杆平衡调节第二弹簧(801)下端固定连接Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副(12)，所述Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副(12)底端安装有Z向测头杆平衡调节电机(13)，所述悬臂梁(7)前端固定连接X向测头杆平衡调节第一弹簧(9)，所述X向测头杆平衡调节第一弹簧(9)后端固定连接X向测头杆平衡调节丝杠螺母副(11)，所述X向测头杆平衡调节丝杠螺母副(11)后端安装有X向测头杆平衡调节电机(10)，所述悬臂梁(7)前端固定连接X向测头杆平衡调节第二弹簧(901)。...

【技术特征摘要】
1.一种数控机床在线检测触发式三维线性测头，包括十字形固定杆(6)和测针(4)，其特征在于：所述十字形固定杆(6)上端设有Y向平动机构双轴铰链第一导轨(2)和X向平动机构双轴铰链第一导轨(1)，所述十字形固定杆(6)下端设有Y向平动机构双轴铰链第二导轨(201)和X向平动机构双轴铰链第二导轨(101)，所述十字形固定杆(6)后端设有Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨(3)，所述十字形固定杆(6)前端设有Z向平动机构双轴铰链杆第二导轨(301)，所述X向平动机构双轴铰链第一导轨(1)、Y向平动机构双轴铰链第一导轨(2)和Z向平动机构双轴铰链杆第一导轨(3)的内部均安装有光栅尺位移传感器(100)，所述测针(4)右端安装有测针座(5)，所述测针座(5)右端固定连接测头外壳(14)，所述十字形固定杆(6)左侧固定连接悬臂梁(7)，悬臂梁(7)上端固定连接Z向测头杆平衡调节第一弹簧(8)，所述悬臂梁(7)下端固定连接Z向测头杆平衡调节第二弹簧(801)，所述Z向测头杆平衡调节第二弹簧(801)下端固定连接Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副(12)，所述Z向测头杆平衡调节丝杠螺母副(12)底端安装有Z向测头杆平衡调节电机(13)，所述悬臂梁(7)前端固定连接X向测头杆平衡调节第一弹簧(9)，所述X向测头杆平衡调节第一弹簧(9)后端固定连接X向测头杆平衡调节丝杠螺母副(11)，所述X向测头杆平衡调节丝杠螺母副(11)后...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛文亮，
申请(专利权)人：甘肃机电职业技术学院甘肃省机械工业学校，甘肃省机械高级技工学校，
类型：新型
国别省市：甘肃,62