一种高精度外径尺寸测量传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种高精度外径尺寸测量传感器，是根据游标卡尺的工作原理，利用步进电机驱动指尺相对运动，指尺尾部安装接触传感器副，指尺运动过程中接触工件表面时产生的接触压力使传感器给出位置信号，该信号输入微计算机，与步进电机的步距信号一起计算出外径尺寸。本发明专利技术可用于自动生产线的在线自动测量，也可作为专用测量工具配备于车床，指尺的运动可分时，也可同时，测量精度可达±０. ０１毫米，测量范围由传感器尺寸决定。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种传感器，特别是采用机电结合的方法自动测量圆类工件外径尺寸的传感器。在现有的高级机械加工系统中，主要包括铣削中心和车削中心，为了保证产品的加工质量，系统中都配有专用的检测仪器和装置，如一些高档的铣削中心中都配有高精度测量头，测头通常装备在刀库中，可以用于在线检测零件加工尺寸，找中心等，在加工后按程序可将其装在主轴上进行测量，信号通过无线方式传送到接收系统中，其综合测量精度可达5um以内，而在车削中心上，由于其内部空间狭小，工作环境恶劣，一般在内部不易放置检测装置，因此，目前车削圆类工件外径尺寸测量还多用游标卡尺，千分尺等测量工具，激光测量由于其测量装置体积较大在实际生产中也很难应用。车削加工中心圆类工件外径尺寸自动测量问题一直没有得到很好地解决。本专利技术的目的是提出一种外径尺寸测量传感器，利用该传感器可以自动完成圆类工件外径尺寸的自动测量，测量精度高，可用于自动生产线的在线自动测量和机器人辅助测量系统。本专利技术高精度外径尺寸测量传感器，包括一对可在滑轨上滑动的千分指尺25，该千分指尺25是由微型步进电机22驱动，千分指尺25的尾部各自安装一个由一对电极4和5构成的精密开关传感器付，以该传感器付给出的开关信号来判断千分指尺中的一个或两个是否与被测工件相接触并将此开关信号作为指尺的位置数据送入微电脑，利用指尺的位置数据与步进电机的步距计算出被测工件的外径尺寸。本专利技术高精度外径尺寸测量传感器，其综合测量精度可达±0.01mm，传感器测量范围，在外廓尺寸为100×92×150m3时，其测量范围为0-60mm。本专利技术可用于生产线圆类工件外径尺寸的自动在线测量，在自动生产线上可用于机器人进行自动操作测量，即由机器人握持传感器并将传感器移送至测量位置后，机器人各关节锁定，由传感器自动完成测量过程，在计算机参与控制时，可赋予传感器一定的智能，例如进行姿态的调整，对机器人定位精度无严格要求。本专利技术外径尺寸传感器测量精度高，自动化程度高，测量过程简单，是一种先进的自动化测量装置。本传感器即可以用于自动生产线或机器人辅助尺寸测量，也可以作为专用测量工具配备在车床上。附图说明图1是本专利技术的结构原理图，该图为俯视2是图1的后视3是图1的侧视中1、壳体;2、被测工件;3、微型仪表轴承;4、5、电极;6、指尺支架;7、导向槽;8、丝母;9精密千分丝杆;10、轴承;11、轴承端盖;12、螺钉;13、上壳体;14、后端盖;15、大齿轮;16、小齿轮、17、螺栓;18、紧固螺钉;19、电机紧固螺钉;20螺钉;21、电机支架;22、步进电机;23、螺钉;24、指尺转轴;25、千分指尺;26、微型轴承;27、丝母螺帽;28、限位接触开关;29、拉力弹簧。实施例如图1、图2和图3所示的传感器，其主要工作原理是根据游标卡尺的原理设计，结构中两个千分指尺25在20克弹簧力作用下使由电极4和5构成的传感器付闭合成为常闭接点，微型步进电机22驱动一对千分指尺是通过千分丝杆9和固定镶在指尺支架6上的千分丝母8进行的，其中千分丝杆9的两端通过轴承10与壳体结合，步进电机22通过由大齿轮15和小齿轮16构成的齿轮付与千分丝杆结合。由步进电机通过齿轮付带动千分丝杆转动，在限制与指尺固定结合的丝母8转动的情况下，指尺25则沿丝杆轴向上下移动。指尺25的尾部各自安装由一对电极构成的传感器付，本实例中的电极是由与指尺绝缘固定在指尺尾部的块规和固定在指尺支架6上并与之绝缘结合的触珠组成，指导支架6与指尺尾部之间的拉簧予紧，使一对电极可靠接触，当指尺在运动过程中接触工件表面并且接触压力能够克服弹簧29的拉力使接触传感器(接触传感器分辩度高于0.2um)断开时，接触传感器由原来的低电平状态转变为高电平状态从而送出一个控制信号，该控制信号控制电机仃止转动，并由计算机记下，指尺位置，指尺在计算机控制下可以同时也可分时动作。指尺支架6上有导向滑块，导向滑块置于导向槽7中，其配合为滑动配合并可相对滑动，为控制指尺的行程，指尺支架6的尾部装有限位开关28，该限位开关给出的开关电信号作为指尺支架运动极限的控制信号用于控制电机的转动。权利要求1.一种高精度外径尺寸测量传感器，包括一对可在滑轨上滑动的千分指尺，其特征在于该千分指尺是由微型步进电机驱动，千分指尺的尾部各自安装一个由一对电极、构成的精密开关传感器付，以该传感器付给出的开关信号来判断千分指尺中的一个或两个是否与被测工件相接触并将此开关信号作为指尺的位置数据送入微电脑，利用指尺的位置数据与步进电机的步距计算出被测工件的外径尺寸；2.按照权利要求1所述的传感器，其特征在于所述利用微型步进电机驱动一对千分指尺是通过千分丝杆和固定镶在指尺支架上的千分丝母进行的，其中千分丝杆的两端通过轴承与壳体结合，步进电机通过大齿轮和小齿轮构成的齿轮付与千分丝杆结合并驱动千分丝杆。3.按照权利要求2所述的传感器，其特征在于所述的精密开关传感器的一对电极和是由固定在指尺尾部并与指尺绝缘的块规和固定在指尺支架上并与之绝缘的触珠组成，指尺由安装在指尺支架与指尺尾部之间的拉簧予紧使一对电极可靠接触。4.按照权利要求2所述的传感器，其特征在于指尺支架上具有导向滑块并置于导向槽中，该导向滑块与导向槽滑动配合并可相对滑动。5.按照权利要求3所述的传感器，其特征在于所述指尺支架的尾部装有限位开关，用限位电开关给出的开关电信号作为指尺支架运动极限的控制信号，控制步进电机的转动。全文摘要本专利技术涉及一种高精度外径尺寸测量传感器，是根据游标卡尺的工作原理，利用步进电机驱动指尺相对运动，指尺尾部安装接触传感器副，指尺运动过程中接触工件表面时产生的接触压力使传感器给出位置信号，该信号输入微计算机，与步进电机的步距信号一起计算出外径尺寸。本专利技术可用于自动生产线的在线自动测量，也可作为专用测量工具配备于车床，指尺的运动可分时，也可同时，测量精度可达±0.01毫米，测量范围由传感器尺寸决定。文档编号G01B3/18GK1098195SQ9310916公开日1995年2月1日 申请日期1993年7月30日 优先权日1993年7月30日专利技术者马云辉, 马玉林, 李永铜, 付宜利 申请人:哈尔滨工业大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度外径尺寸测量传感器，包括一对可在滑轨上滑动的千分指尺［２５］，其特征在于该千分指尺是由微型步进电机［２２］驱动，千分指尺［２５］的尾部各自安装一个由一对电极［４］、［５］构成的精密开关传感器付，以该传感器付给出的开关信号来判断千分指尺［２５］中的一个或两个是否与被测工件相接触并将此开关信号作为指尺的位置数据送入微电脑，利用指尺的位置数据与步进电机的步距计算出被测工件的外径尺寸；。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：马云辉，马玉林，李永铜，付宜利，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]