一种用于工件精密测量的调心调平机构制造技术

本发明专利技术属于精密测量技术领域，具体为一种用于工件精密测量的调心调平机构。本发明专利技术的调心调平机构包括底座，精密调节螺纹、精密调节螺纹固定件、连接环和载物台；精密调节螺纹与精密调节螺纹固定件各有八个，精密调节螺纹均固定在连接环上；八颗精密调节螺纹分为两组，每组为四颗，分别用于调心和调平；通过精密调节螺纹可以实现底座、连接环以及载物台的固定。本发明专利技术将调心、调平的精密调节螺纹整合到同一平面，减少了传统调节机构的厚度，避免了柔性铰链方式的刚度不足以及小量程的缺点，在减小系统复杂度的同时，还可提高系统检测精度，对于回转体工件的测量过程提供了很好解决方案。

A kind of aligning and leveling mechanism for precision measurement of workpiece

【技术实现步骤摘要】
一种用于工件精密测量的调心调平机构
本专利技术属于精密测量
，具体涉及一种用于工件精密测量的调心调平机构。
技术介绍
随着机械加工行业的加工，机床的进给精度以及加工精度已经逐步实现了超精密层面，要求超精密检测技术与其配合。开发一套适用于工件精密测量的超精密检测系统满足了先进制造的要求，不仅仅可以满足在超精密检测系统中的回转体工件定位，更加具有重要的社会意义。目前的国内外的调心调平机构主要应用于圆度仪上，同理也可应用于测量回转体的超精密检测系统中。市场上出现的调心调平机构主要有两种方式：电动调节以及手动调节。目前使用电动调节的厂家主要是国外进口产品，例如英国的TaylorHobson公司，虽然说电动调节平台调整过程简单，自动化程度高，但是结构比较复杂，并且安装调试过程极为繁琐，成本很高，不适用与大规模推广。国内的调心调平机构一般采用手动调节的方式，目前国内的手动调节平台也分为两种：一种是将调心与调平设计为两层结构，在重量以及高度上都比较大，在测量工件时对精度的影响较大；另外一种则是采用柔性铰链的方式，虽然柔性铰链可以大幅度减少传统运动副与构件数目，但是受到变形元件强度的限制，导致行程有限，并且刚度较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、但测量精度高的用于工件精密测量的调心调平机构。本专利技术提供的用于工件精密测量的调心调平机构，不仅仅可以大幅度减少传统运动副与构件数目，在具有可观行程以及刚度的同时，还缩短了调心调平机构的高度，从而缩短超精密测量系统与回转体工件的高度，提高测量的精度。本专利技术提供的用于工件精密测量的调心调平机构，主要由底座、连接环、精密调节螺纹、精密调节螺纹固定件以及载物台构成；其中，底座和载物台为圆形，载物台在底座上方，同心，载物台和底座之间在外缘处行成凹槽，连接环为圆环，位于底座外缘的凹槽内。精密调节螺纹与精密调节螺纹固定件各有八个，精密调节螺纹均固定在连接环上；八颗精密调节螺纹分为两组，每组为四颗，分别用于调心和调平；具体地，调心的四颗精密调节螺纹（称为调心模块）和调平的四颗精密调节螺纹（称为调平模块）相间等间距排布，即调心的精密调节螺纹和调平的精密调节螺纹呈45°夹角；连接环上在精密调节螺纹安装位置处设置有安装孔位，固定件与精密调节螺纹配合安装，固定件安装在连接环内壁方向；连接环与底座由调心的四颗精密调节螺纹确保固定，且连接环与底座的中心线保持同轴；精密调节螺纹顶端与底座的斜壁接触；同理，连接环与载物台由调平的四颗精密调节螺钉确保固定，且保持连接环、底座和载物台的中心线均同轴。本专利技术中，调心模块的四颗螺钉可以分为两小组，其中，180°对应位置处的为一小组，用于水平方向的单方向的自由度调节，并且具备单自由度锁定的功能；调平的四颗精密调节螺钉也为两小组，其中，180°对应位置处的为一小组，用于在倾斜方向上的一个自由度的调节，同时也具有单自由度锁定的功能。本专利技术中，精密调节螺纹与机构的接触面均可进行表面硬化处理，从而保证足够的刚度。由于采用了如上述技术方案，本专利技术具有如下优越性：1、本专利技术调心模块与调平模块在同一平面内，实现了单截面内同时进行调心、调平的功能；2、由于调心模块与调平模块在同一平面，调节机构的高度大大缩短，减少了测量过程中回转型工件的整体高度，从而提升了工件测量过程的精度；3、使用精度较高的精密调节螺纹，可以实现调心和调平的微调功能；4、装置整体结构简单，易于装配。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1从中心线剖视的断面图。图3是调心调平机构的功能示意图。图中标号：1-底座；2-连接环；3-精密调节螺纹；4-精密调节螺纹固定件；5-载物台。具体实施方式结合图1和图2，本专利技术的用于工件精密测量的调心调平机构主要由底座1、连接环2、精密调节螺纹3、精密调节螺纹固定件4和载物台5构成。由图3可知，八颗精密调节螺纹3分为两组，每组为四颗精密调节螺纹，分别实现调心和调平的功能，具体地，调心的四颗精密调节螺纹（称为调心模块）和调平的四颗精密调节螺纹（称为调平模块）相间等间距排布，即调心的精密调节螺纹和调平的精密调节螺纹呈45°夹角；其中连接环2在精密调节螺纹3安装位置处设置有安装孔位，将固定件4与精密调节螺纹3配合安装，固定件4安装在连接环2内壁方向。连接环2与底座1固定由调心的四颗精密调节螺纹3保证，精密调节螺纹3顶端与底座1的斜壁接触，这里需要注意的是，工件与螺纹的接触部位需要做局部表面硬化处理，从而保证刚度，调心模块的四颗螺钉可以分为两小组，其中，安装位置为180°的为一小组，每小组可实现水平方向的单方向的调节自由度，并且还具备锁死单自由度的功能，安装过程中，应尽量保证连接环中心线与底座同轴。同理，连接环2与载物台5的固定由调平模块的四颗精密调节螺钉3保证，也为两小组，其中安装呈180°的为一小组，每小组可实现在倾斜方向上的一个自由度的调节，同时也可实现单自由度锁定的功能。本专利技术是一个具有四自由度调节功能的调心调平机构，所述的四自由度调节分别通过一个调心模块和一个调平模块来实现。在调平模块中，底座1与精密调节螺纹3的接触面为活动支点，通过调节调心模块中安装呈180°的两颗精密调节螺纹3，可以实现连接环2与底座1的锁死以及某一个自由度的微调，通过调节另外两颗精密调节螺纹3，便可调节另外一个自由度，从而实现调整机构的调心功能。完成调心后，可以将调心模块与连接环2锁死，通过调节调平模块中安装呈180°的两颗精密调节螺纹3，便可实现连接环2与载物台5的锁死以及某一个角度自由度的微调，通过调节另外两颗精密调节螺纹3便可实现调整机构的调平功能，通过调节以及锁死所有的精密调节螺纹，便可实现整个机构的调心调平功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工件精密测量的调心调平机构，其特征在于，由底座、连接环、精密调节螺纹、精密调节螺纹固定件以及载物台构成；其中，底座和载物台为圆形，载物台在底座上方，同心，载物台和底座之间在外缘处行成凹槽，连接环为圆环，位于底座外缘的凹槽内；精密调节螺纹与精密调节螺纹固定件各有八个，精密调节螺纹均固定在连接环上；八颗精密调节螺纹分为两组，每组为四颗，分别用于调心和调平；其中，调心的四颗精密调节螺纹和调平的四颗精密调节螺纹相间等间距排布，即调心的精密调节螺纹和调平的精密调节螺纹呈45°夹角；连接环上在精密调节螺纹安装位置处设置有安装孔位，固定件与精密调节螺纹配合安装，固定件安装在连接环内壁方向；连接环与底座由调心的四颗精密调节螺纹确保固定，且连接环与底座的中心线保持同轴；精密调节螺纹顶端与底座的斜壁接触；同理，连接环与载物台由调平的四颗精密调节螺钉确保固定，且保持连接环、底座和载物台的中心线均同轴。

【技术特征摘要】
1.一种用于工件精密测量的调心调平机构，其特征在于，由底座、连接环、精密调节螺纹、精密调节螺纹固定件以及载物台构成；其中，底座和载物台为圆形，载物台在底座上方，同心，载物台和底座之间在外缘处行成凹槽，连接环为圆环，位于底座外缘的凹槽内；精密调节螺纹与精密调节螺纹固定件各有八个，精密调节螺纹均固定在连接环上；八颗精密调节螺纹分为两组，每组为四颗，分别用于调心和调平；其中，调心的四颗精密调节螺纹和调平的四颗精密调节螺纹相间等间距排布，即调心的精密调节螺纹和调平的精密调节螺纹呈45°夹角；连接环上在精密调节螺纹安装位置处设置有安装孔位，固定件与精密调节螺纹配合安装，固定件安装在连接环内壁方向；连接环与底座由调心的四颗精密调节螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令豹，周攀宇，徐敏，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31