本发明专利技术一种面向在机测量功能集成的精密微调装置属于检测技术领域，涉及一种面向在机测量功能集成的精密微调装置。精密微调装置由底座、基座、X方向滑动导轨组件、Y方向滑动导轨组件、三点定位机构和俯仰调节机构组成。该装置中，对传感器测头的X、Y两个方向先进行粗调，再利用微调机构进行微调整。俯仰调节机构中采用丝杠螺母驱动圆弧配合面的形式，实现微调装置的精密俯仰调节。该装置调节范围大、刚度高、结构紧凑，实现了传感器测头三个自由度的精密调节，位移分辨率可达微米级。调节快速、精度高、刚性好。同时，可拆卸的方式在避免测量装置会对加工过程造成干涉的同时，也减小了传感器测头受到损伤的可能性，实用性强。
【技术实现步骤摘要】
一种面向在机测量功能集成的精密微调装置
本专利技术属于检测
，涉及一种面向在机测量功能集成的精密微调装置。
技术介绍
在机测量以数控机床为载体，附以相应的测量传感器即可在机床上实现零件几何特征的测量。特别地，面向多轴联动超精密车削机床，在其上集成在机测量功能已成为复杂超精密零件轮廓的基本保障，如在机触发式测量、在机扫描测量等等。需要关注的是，测头能否完成工件表面轮廓的精密在机测量任务，需精确保证传感器与机床的空间位姿关系，其关键在于集成装置对传感器空间位姿的精确调整能力。如对准等精确调整，一般都需要微米级甚至亚微米级的位移调节。目前主要采用基于手动位移台的调整方式，存在刚度低、调节范围小、精度低、耗时长等问题。同时，为避免二次装夹，装置一般不能拆卸，在加工过程中极易对传感器造成损伤。对于复杂曲面零件，常规的手动位移台组合形式已经无法满足复杂曲面在机精密测量需求。因此，优化精密调节装置构型，实现快速、精确地测头空间位姿调整，已成为超精密车床等高精度机床在机测量功能集成急迫解决的关键问题之一。2018年，北京理工大学金鑫等在专利技术专利CN109352422A中公开了一种双头激光扫描多功能在机测量方法及装置，采用水平、竖直电机驱动平台十字叠加的方式实现水平和竖直检测方向变换。但装置稳定性较差，调节系统难以达到理想的精度。2019年，杭州电子科技大学胡违军等在专利技术专利CN110345859A中专利技术了一种实现测头位姿自调整的非球面面形摆臂式检测装置与方法，包括水平驱动机构、竖直调整装置和摆臂旋转平台等模块，该方法针双电容传感器测头，机构尺寸大、系统复杂，难以实现集成。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是克服上述方法的不足，针对在机测量中测头调节装置结构刚度低、调节范围小、位移精度不高而不能满足在机精密测量要求的难题，专利技术了一种面向在机测量功能集成的精密微调装置。精密微调装置的位移调节采用粗调和微调两步调节，微调时由两个螺旋副组成,使滑动座与螺杆产生差动的螺纹，利用较大螺纹的零件来产生微小位移，分辨率高，可实现对传感器测头两自由度的精密微调；设计了基于三点定位原理的三点定位机构，通过三个V型块、三个定位球的配合，实现了高精度可重复定位，在保证装配精度的前提下可对测头进行拆卸与反复装夹，减小了因加工过程中恶劣环境导致测头受损伤的可能性；俯仰调节机构中采用丝杠螺母驱动圆弧配合面的形式，实现精密微调装置的俯仰调节，调节范围大、刚度高、结构紧凑。本装置可集成于机床工作台，在保证测量精度的情况下，可实现传感器测头三自由度的精密微调与可重复装夹，有效提升了测量效率。本专利技术所采用的技术方案是一种面向在机测量功能集成的精密微调装置，其特征是，精密微调装置由底座、基座、X方向滑动导轨组件、Y方向滑动导轨组件、三点定位机构和俯仰调节机构组成。所述的底座1上加工有长孔1a，安装在机床工作台T型槽中的T型螺栓21通过长孔1a与底座1连接，用六角螺母35将底座1与机床工作台固定；底座1加工有不完全贯通的T型槽1c，底座1的右侧面上装有带有螺纹通孔的X方向安装板1b，X方向微调螺钉2安装在X方向安装板1b的螺纹孔中；所述基座6的底面上加工有三个与定位球18配合的V型槽6b，三个V型槽6b呈90°分布，两个磁铁17呈对角线分布分别安装在磁铁安装槽6e中；基座6的中心加工有中心通孔6c，基座6上表面上加工有螺纹孔6a，Y方向微调螺钉7安装在螺纹孔中；基座6上表面、侧面分别加工有螺纹孔，上握柄32和左握柄5分别通过其上的螺纹安装在基座上表面和侧面的螺纹孔上，通过握柄方便实现精密微调装置的安装与拆卸；基座6由安装在X方向滑动座4上的三点定位机构实现精确定位，并通过安装在连接螺钉孔6d中的连接螺钉19与X方向滑动座4固定；所述的X方向滑动导轨组件中，X方向滑动导轨3通过螺钉安装固定在底座1上表面上，X方向滑动座4安装在X方向滑动导轨3上，可沿X方向滑动导轨3滑动；紧定螺栓20安装在X方向滑动座4的中心孔中，通过螺纹与安装在底座T型槽1c中的紧定T型螺母30螺纹孔连接并锁紧，可以实现X方向滑动座4与底座1的固定；安装在X方向安装板1b螺纹孔中的X方向微调螺钉2与X方向滑动座4螺纹连接，X方向微调螺钉2上与X方向安装板1b螺纹孔、X方向滑动座4螺纹孔配合的两段螺纹旋向相同，当X方向微调螺钉2旋转一周时，X方向滑动座4在两螺纹差动之下产生微小位移，位移值为X方向微调螺钉2两段螺纹螺距之差；所述的三点定位机构安装在X方向滑动座4与基座6之间，三个定位球18呈90°分别安装在X方向滑动座4的定位球安装圆孔4a中，两个磁铁17呈对角形分别安装在X方向滑动座4上的磁铁安装圆槽4b内；所述的Y方向滑动导轨组件中，Y方向滑动导轨8安装固定在基座6前表面上，Y方向滑动座9安装在Y方向滑动导轨8上，Y方向滑动座9上加工有凹圆弧面9a；Y方向微调螺钉7安装在Y向螺纹孔6a中，并与Y方向滑动座9螺纹连接，Y方向微调螺钉7上与Y向螺纹孔6a、Y方向滑动座9螺纹孔配合的两段螺纹旋向相同，当Y方向微调螺钉7旋转一周时，Y方向滑动座9在两螺纹差动之下产生微小位移，位移值为Y方向微调螺钉7两段螺纹螺距之差；用安装在基座6上大压板28上的螺栓锁紧。所述俯仰调节机构中采用丝杠螺母驱动圆弧配合面的形式，实现精密微调装置的俯仰调节；其中，传感器测头11安装在测头夹具12中，用测头锁紧螺钉10锁紧固定；测头夹具12通过夹具安装螺钉13安装固定在俯仰调整台14上，俯仰调整台14的一面加工有凸圆弧面14a，其与Y方向滑动座9上的凹圆弧面9a相配合；刻度盘16安装在Y方向滑动座9右侧面上，指针15通过螺钉安装在俯仰调整台14右侧面上；将两个轴承25分别安装在Y方向滑动座9和安装板24对应的安装孔内；丝杠螺母27为拨叉型结构，丝杠螺母27安装在丝杠23上，两个轴承25分别安装在Y方向滑动座9与安装板24相对应的安装孔内，再将丝杠23一端安装到轴承25的内孔中，装有轴承25的安装板24安装在丝杠23的另一端，用螺钉33将安装板24固定在Y方向滑动座9上；将导柱26放在丝杠螺母27的拨叉型沟槽内，再将导柱26安装在俯仰调整台14上，并用螺母34紧固；手轮22安装在丝杠23的端部，弹簧31安装在俯仰调整台14和Y方向滑动座9上；利用手轮22实现俯仰角度调节功能，调整完成后利用小压板29锁紧固定。本专利技术的有益效果是：精密微调装置X、Y两个方向先粗调、再利用微调机构进行微调整，俯仰调节机构中采用丝杠螺母驱动圆弧配合面的形式，实现微调装置的精密俯仰调节。该装置调节范围大、刚度高、结构紧凑，实现测头三个自由度的精密调节，位移分辨率可达微米级。调节快速、调节精度高、刚性好。保证了测点位置控制的准确性与稳定性，有效提高了测量效率和测量精度。精密微调装置中设计了具备高重复定位精度的装夹方式，保证了测头拆卸后再次装夹的精确复位，可拆卸的方式在避免测量装置会对加工过程造成干涉的同时，也减小了测头受到损伤的可能性。附图说明附图1-精密微调装置立体示意图，附本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向在机测量功能集成的精密微调装置，其特征是，精密微调装置由底座、基座、X方向滑动导轨组件、Y方向滑动导轨组件、三点定位机构和俯仰调节机构组成；/n所述底座(1)上加工有长孔(1
【技术特征摘要】
1.一种面向在机测量功能集成的精密微调装置，其特征是，精密微调装置由底座、基座、X方向滑动导轨组件、Y方向滑动导轨组件、三点定位机构和俯仰调节机构组成；
所述底座(1)上加工有长孔(1a)，安装在机床工作台T型槽中的T型螺栓(21)穿过长孔(1a)用六角螺母(35)将底座(1)与机床工作台固定；底座(1)上加工有不完全贯通的T型槽(1c)，底座(1)的右侧面上有带有螺纹通孔的安装板(1b)，X方向微调螺钉(2)安装在螺纹孔中；
所述基座(6)的底面上加工有三个与定位球(18)配合的V型槽(6b)，三个V型槽(6b)呈90°分布，两个磁铁(17)呈对角线分布分别安装在磁铁安装槽(6e)中；基座(6)的中心加工有中心通孔(6c)，基座(6)上还加工有用于连接的连接螺钉孔(6d)，基座(6)上表面上加工有螺纹孔(6a)，Y方向微调螺钉(7)安装在螺纹孔中；基座(6)上表面、侧面分别加工有螺纹孔，上握柄(32)和左握柄(5)分别通过其上的螺纹安装在基座上表面和侧面的螺纹孔上，通过握柄方便实现精密微调装置的安装与拆卸；基座(6)安装在X方向滑动座(4)上，基座(6)由安装在X方向滑动座(4)上的三点定位机构实现精确定位，并通过安装在连接螺钉孔(6d)中的连接螺钉(19)与X方向滑动座(4)固定；
所述的X方向滑动导轨组件中，X方向滑动导轨(3)通过螺钉安装固定在底座(1)上表面上，X方向滑动座(4)安装在X方向滑动导轨(3)上，沿X方向滑动导轨(3)滑动；紧定螺栓(20)安装在X方向滑动座(4)的中心孔中，通过螺纹与安装在底座T型槽(1c)中的紧定T型螺母(30)螺纹孔连接并锁紧，可以实现X方向滑动座(4)与底座(1)的固定；安装在X方向安装板(1b)螺纹孔中的X方向微调螺钉(2)与X方向滑动座(4)螺纹连接，X方向微调螺钉(2)上与X方向安装板(1b)螺纹孔和X方向滑动座(4)螺纹孔配合的两段螺纹旋向相同，当X方向微调螺钉(2)旋转一周时，X方向滑动座(4)在两螺纹差动之下产生微小位移，位移值为X方向微调螺钉(2)两段螺纹螺距之差；
所述的三点定位机构安装在X方向滑动座(4)与基座(6)之间，三个定位...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海波，孟祥振，杜文浩，袭萌萌，薄其乐，刘阔，王永青，贾振元，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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