一種接觸式氣浮測(cè)頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種接觸式氣浮測(cè)頭，包括安裝板、氣浮軸、測(cè)量桿組件、擺桿組件和光柵尺，氣浮軸通過氣浮軸承固定安裝在安裝板上，氣浮軸上固定安裝有測(cè)量桿組件和擺桿組件，測(cè)量桿組件包括測(cè)量桿本體和測(cè)頭，測(cè)頭固定安裝在測(cè)量桿本體上，測(cè)量桿本體固定安裝在氣浮軸上，擺桿組件包括擺桿，擺桿固定安裝在氣浮軸上，光柵尺的標(biāo)尺光柵固定安裝在擺桿上，光柵尺的光柵讀數(shù)頭固定安裝在安裝板上。本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)物的高精度測(cè)量。
【專利說明】一種接觸式氣浮測(cè)頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及零部件檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于非球面測(cè)量?jī)x的接觸式氣浮測(cè)頭。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，對(duì)零件的檢測(cè)方法有很多種，主要分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。接觸式測(cè)量主要借助輪廓儀或者三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x通過對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行多個(gè)離散點(diǎn)的測(cè)量，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，擬合得到面形誤差。非接觸式測(cè)量主要有陰影法、激光掃描法、干涉法等。
[0003]機(jī)床設(shè)備零部件具有各種各樣的形狀，尺寸，現(xiàn)代精密機(jī)床設(shè)備對(duì)零部件的精密度要求極高，相應(yīng)的對(duì)高精密檢測(cè)技術(shù)要求更高；對(duì)于零部件的非球面檢測(cè)以及非球面光學(xué)鏡片的測(cè)量常采用非球面測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x為接觸式測(cè)量?jī)x。對(duì)于非球面測(cè)量?jī)x來說，影響其測(cè)量精度的主要因素有測(cè)頭的檢測(cè)精度，若測(cè)頭的檢測(cè)精度較低，將會(huì)對(duì)非球面測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度造成很大影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度高的接觸式氣浮測(cè)頭。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:一種接觸式氣浮測(cè)頭，包括安裝板、氣浮軸、測(cè)量桿組件、擺桿組件和光柵尺，所述氣浮軸通過氣浮軸承固定安裝在安裝板上，所述氣浮軸上固定安裝有測(cè)量桿組件和擺桿組件，所述測(cè)量桿組件作用于氣浮軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零，所述測(cè)量桿組件包括測(cè)量桿本體和測(cè)頭，所述測(cè)頭固定安裝在測(cè)量桿本體上，所述測(cè)量桿本體固定安裝在氣浮軸上，所述擺桿組件包括擺桿，所述擺桿固定安裝在氣浮軸上，所述光柵尺的標(biāo)尺光柵固定安裝在擺桿上，所述光柵尺的光柵讀數(shù)頭固定安裝在安裝板上，所述擺桿組件和標(biāo)尺光柵作用于氣浮軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零。
[0006]可選的，所述擺桿安裝標(biāo)尺光柵的表面為圓弧面，所述圓弧面的圓心位于氣浮軸的軸線上，所述標(biāo)尺光柵貼合在所述圓弧面上。
[0007]可選的，所述測(cè)量桿組件還包括第一配重，所述測(cè)頭固定于測(cè)量桿本體的一端，所述第一配重固定在測(cè)量桿本體的另一端。
[0008]可選的，所述第一配重呈圓柱形，所述第一配重的端面上通過螺紋連接有調(diào)節(jié)螺栓，所述調(diào)節(jié)螺栓的螺桿的軸線與測(cè)量桿本體的軸線不垂直。
[0009]可選的，所述第一配重的軸線與測(cè)量桿本體的軸線重合，所述調(diào)節(jié)螺栓的螺桿的軸線與測(cè)量桿本體的軸線的夾角為45度。
[0010]可選的，所述擺桿組件還包括連桿和第二配重，所述擺桿通過連桿固定安裝在氣浮軸上，所述第二配重固定安裝在氣浮軸上。
[0011]可選的，所述測(cè)量桿組件、連桿和擺桿均位于安裝板的前側(cè)，所述第二配重位于安裝板的后側(cè)。
[0012]可選的，所述第二配重包括配重部和安裝部，所述配重部的形狀為半圓柱形，所述安裝部固定連接在配重部的平表面上，所述安裝部固定套裝在氣浮軸上。
[0013]可選的，所述安裝板上開設(shè)有氣孔，所述氣孔與氣浮軸承的進(jìn)氣口連通。
[0014]本發(fā)明具有如下有益效果:本裝置在氣浮軸上設(shè)置測(cè)量桿組件和擺桿組件，測(cè)量桿組件的測(cè)頭與被測(cè)物表面接觸，將被測(cè)物的圓弧變化傳遞給氣浮軸，氣浮軸帶動(dòng)擺桿擺動(dòng)，然后將信號(hào)傳遞給光柵讀數(shù)頭，完成測(cè)量。由于氣浮軸通過氣浮軸承固定安裝在安裝板上，氣浮軸承產(chǎn)生氣模將氣浮軸浮起，可以實(shí)現(xiàn)氣浮軸輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，無摩擦、無阻力，通過光柵進(jìn)行精密測(cè)量，完成對(duì)被測(cè)物的測(cè)量，因此，本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)物的高精度測(cè)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種接觸式氣浮測(cè)頭的主視圖；
[0016]圖2為圖1中沿A-A方向的剖視圖；
[0017]圖中標(biāo)記示意為:10_安裝板；11_安裝架；20_氣浮軸；21_氣浮軸承；30_測(cè)量桿本體；31_測(cè)頭；32_第一配重；33_調(diào)節(jié)螺栓；40_擺桿；41_標(biāo)尺光柵；42_光柵讀數(shù)頭；43-連桿；44_第二配重；45_配重部；46_安裝部；47_平表面。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例提供了一種接觸式氣浮測(cè)頭，包括安裝板10、氣浮軸20、測(cè)量桿組件、擺桿組件和光柵尺。安裝板10的截面呈L形，安裝板10通過螺栓固定安裝在安裝架11上，安裝板10位于安裝架11的前側(cè)。
[0021]氣浮軸20通過氣浮軸承21固定安裝在安裝板10上，本實(shí)施例中在安裝板10上開設(shè)有氣孔，氣孔與氣浮軸承21的進(jìn)氣口連通，以為氣浮軸承21供氣。在氣浮軸20上固定安裝有測(cè)量桿組件和擺桿組件，測(cè)量桿組件作用于氣浮軸20上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零，測(cè)量桿組件包括測(cè)量桿本體30和測(cè)頭31，測(cè)頭31固定安裝在測(cè)量桿本體30上，測(cè)量桿本體30穿過氣浮軸20后，通過螺栓與氣浮軸20固定。擺桿組件包括擺桿40，擺桿40固定安裝在氣浮軸20上，光柵尺的標(biāo)尺光柵41固定安裝在擺桿40上，光柵尺的光柵讀數(shù)頭42固定安裝在安裝板10上，光柵尺的標(biāo)尺光柵41和光柵讀數(shù)頭42的位置相對(duì)應(yīng)。擺桿組件和標(biāo)尺光柵41作用于氣浮軸20上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零，測(cè)量桿組件位于安裝板10的前方。
[0022]本裝置的工作過程為:將測(cè)量桿組件的測(cè)頭31與被測(cè)物表面接觸，將被測(cè)物的圓弧變化傳遞給氣浮軸20，氣浮軸20在氣浮軸承21內(nèi)無摩擦、無阻力的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而氣浮軸20帶動(dòng)擺桿40擺動(dòng)，擺桿40帶動(dòng)其上的標(biāo)尺光柵41轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將信號(hào)傳遞給光柵讀數(shù)頭42，完成測(cè)量。
[0023]為了進(jìn)一步提到測(cè)量的精度，本實(shí)施例中擺桿40安裝標(biāo)尺光柵41的表面為圓弧面，圓弧面的圓心位于氣浮軸20的軸線上，標(biāo)尺光柵41貼合在所述圓弧面上。
[0024]為了增長(zhǎng)測(cè)量桿從氣浮軸20 —側(cè)伸出的長(zhǎng)度，在本實(shí)施例中，測(cè)量桿組件還包括第一配重32，測(cè)頭31固定于測(cè)量桿本體30的一端，第一配重32固定在測(cè)量桿本體30的另一端。
[0025]本發(fā)明中，測(cè)量桿組件中的測(cè)頭可以使用不同的型號(hào)。為了使測(cè)量桿組件相對(duì)于浮動(dòng)頭的轉(zhuǎn)矩為零，在本實(shí)施例中，第一配重32呈圓柱形，第一配重32的端面上通過螺紋連接有調(diào)節(jié)螺栓33，調(diào)節(jié)螺栓33的螺桿的軸線與測(cè)量桿本體30的軸線不垂直。通過改變調(diào)節(jié)螺栓33擰入第一配重32的深度，就可以改變其相對(duì)于氣浮軸20的轉(zhuǎn)矩，從而適應(yīng)不同類型的測(cè)頭。本實(shí)施例中，優(yōu)選第一配重32的軸線與測(cè)量桿本體30的軸線重合，調(diào)節(jié)螺栓33的螺桿的軸線與測(cè)量桿本體30的軸線的夾角為45度。
[0026]在本實(shí)施例中，擺桿組件還包括連桿43和第二配重44，擺桿40通過連桿43固定安裝在氣浮軸20上，第二配重44固定安裝在氣浮軸20上。測(cè)量桿組件、連桿43和擺桿40均位于安裝板10的前側(cè)，第二配重44位于安裝板10的后側(cè)。第二配重44包括配重部45和安裝部46，配重部45的形狀為半圓柱形，安裝部46固定連接在配重部45的平表面47上，安裝部46固定套裝在氣浮軸20上。
[0027]本裝置采用氣浮軸消除了氣浮測(cè)頭自身的振動(dòng)及旋轉(zhuǎn)誤差，通過光柵進(jìn)行精密測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)具有非球面形狀的零部件以及非球面光學(xué)鏡片的高精密測(cè)量。
[0028]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，包括安裝板(10)、氣浮軸(20)、測(cè)量桿組件、擺桿組件和光柵尺，所述氣浮軸(20)通過氣浮軸承(21)固定安裝在安裝板(10)上，所述氣浮軸(20)上固定安裝有測(cè)量桿組件和擺桿組件，所述測(cè)量桿組件作用于氣浮軸(20)上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零，所述測(cè)量桿組件包括測(cè)量桿本體(30)和測(cè)頭(31)，所述測(cè)頭(31)固定安裝在測(cè)量桿本體(30)上，所述測(cè)量桿本體(30)固定安裝在氣浮軸(20)上，所述擺桿組件包括擺桿(40)，所述擺桿(40)固定安裝在氣浮軸(20)上，所述光柵尺的標(biāo)尺光柵(41)固定安裝在擺桿(40)上，所述光柵尺的光柵讀數(shù)頭(42)固定安裝在安裝板(10)上，所述擺桿組件和標(biāo)尺光柵(41)作用于氣浮軸(20)上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述擺桿(40)安裝標(biāo)尺光柵(41)的表面為圓弧面，所述圓弧面的圓心位于氣浮軸(20)的軸線上，所述標(biāo)尺光柵(41)貼合在所述圓弧面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述測(cè)量桿組件還包括第一配重(32)，所述測(cè)頭(31)固定于測(cè)量桿本體(30)的一端，所述第一配重(32)固定在測(cè)量桿本體(30)的另一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述第一配重(32)呈圓柱形，所述第一配重(32)的端面上通過螺紋連接有調(diào)節(jié)螺栓(33)，所述調(diào)節(jié)螺栓(33)的螺桿的軸線與測(cè)量桿本體(30)的軸線不垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述第一配重(32)的軸線與測(cè)量桿本體(30)的軸線重合，所述調(diào)節(jié)螺栓(33)的螺桿的軸線與測(cè)量桿本體(30)的軸線的夾角為45度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述擺桿組件還包括連桿(43)和第二配重(44)，所述擺桿(40)通過連桿(43)固定安裝在氣浮軸(20)上，所述第二配重(44)固定安裝在氣浮軸(20)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述測(cè)量桿組件、連桿(43)和擺桿(40)均位于安裝板(10)的前側(cè)，所述第二配重(44)位于安裝板(10)的后側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述第二配重(44)包括配重部(45)和安裝部(46)，所述配重部(45)的形狀為半圓柱形，所述安裝部(46)固定連接在配重部(45)的平表面(47)上，所述安裝部(46)固定套裝在氣浮軸(20)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種接觸式氣浮測(cè)頭，其特征在于，所述安裝板(10)上開設(shè)有氣孔，所述氣孔與氣浮軸承(21)的進(jìn)氣口連通。
【文檔編號(hào)】G01B21/20GK104197876SQ201410426284
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】劉紅兵, 李金明, 焦尚才, 趙建強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京海普瑞森科技發(fā)展有限公司