一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于計量用工裝技術領域，具體涉及一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，目的是解決現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺使用中部框架支撐，對工件測量產(chǎn)生干擾的問題。它包括底板、對頂系統(tǒng)和工裝夾具，其中，底板安裝對頂系統(tǒng)，工裝夾具安裝在底板上方，用于安裝待測工件；對頂系統(tǒng)安裝在底板上，帶動待測工件分別繞x和y兩軸旋轉(zhuǎn)，在多個工位精確定位，實現(xiàn)對待測工件多個面的檢測。本發(fā)明的對頂系統(tǒng)采用了無縫隙轉(zhuǎn)動機構，能夠?qū)崿F(xiàn)傳動的無縫隙傳動，從而可實現(xiàn)對待測工件多個面所需的檢測進行有效定位，解決了現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺使用中部框架支撐、對工件測量產(chǎn)生干擾的問題，重復定位精度可達0.01mm。
【專利說明】一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明屬于計量用工裝技術領域，具體涉及一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置。
【背景技術】
[0003]世界上的臺轉(zhuǎn)臺是1945年由美國麻省理工學院儀表實驗室(MITInstrumentat1nlab)研制成功的，定為A型轉(zhuǎn)臺，采用普通滾珠軸承，用交流力矩電機驅(qū)動，角位置測量元件采用滾珠與微動開關，由于采用的元件精度比較低，加上沒有經(jīng)驗可以借鑒，該轉(zhuǎn)臺存在許多缺點，精度也只能達到角分級，實際上沒有投入使用。隨后，美國的歐思一伊利諾斯公司的菲克(Fecker)系統(tǒng)分公司又研制出了T-800型伺服轉(zhuǎn)臺，它標志著美國的轉(zhuǎn)臺設計已經(jīng)達到了一個新水平。六十年代開始對轉(zhuǎn)臺的重要部件如軸承、驅(qū)動馬達和監(jiān)測元件進行了系統(tǒng)的改進，研制成功了專用于轉(zhuǎn)臺的空氣軸承和液壓軸承，大調(diào)速比、高精度的液壓馬達和高分辨率的檢測元件，把轉(zhuǎn)臺的技術水平推向了一個新臺階。同時誕生了一些專業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)臺的公司，如美國的CGC(Contraves-Goerz Corporat1n現(xiàn)己改組)公司、Carco公司(Carco Electronics，現(xiàn)已并入歐洲的Acutronic公司)、德國的MBB公司等。
[0004]按照轉(zhuǎn)臺臺面所復現(xiàn)的角運動的自由度區(qū)分，可分為:單軸，雙軸，三軸及五軸轉(zhuǎn)臺。其中二維轉(zhuǎn)臺在工業(yè)和軍事上廣泛應用。根據(jù)用途不同雙軸精密伺服轉(zhuǎn)臺結(jié)構形式各不相同，二軸轉(zhuǎn)臺又可分為地平式、赤道式。地平式又分為U型結(jié)構、T型結(jié)構、球形結(jié)構。但無論哪種結(jié)構它們共同的特點是有兩個正交的精密回轉(zhuǎn)軸系及足夠的系統(tǒng)剛度，其造價極其昂貴。另外，這種大型轉(zhuǎn)臺其中一個回轉(zhuǎn)軸系往往由一中部框架支撐，這種與一個回轉(zhuǎn)軸系相固定的框架支撐在用于小型工件的精密計量時，對工件的有效測量產(chǎn)生極大的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺使用中部框架支撐，對工件測量產(chǎn)生干擾的問題，提供一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，包括底板、對頂系統(tǒng)和工裝夾具，其中，底板安裝對頂系統(tǒng)，工裝夾具安裝在底板上方，用于安裝待測工件;對頂系統(tǒng)安裝在底板上，帶動待測工件分別繞X和y兩軸旋轉(zhuǎn)，在多個工位精確定位，實現(xiàn)對待測工件多個面的檢測。
[0007]所述的對頂系統(tǒng)包括兩套頂針系統(tǒng)，兩套頂針系統(tǒng)垂直安裝。
[0008]所述的每套頂針系統(tǒng)均包括頂針系統(tǒng)安裝座、頂針伸縮單元、轉(zhuǎn)動單元、精確定位單元和頂針;其中，頂針系統(tǒng)安裝座為垂直于底板的矩形板，板上開孔，安裝頂針伸縮單元；轉(zhuǎn)動單元包括傳動輪和傳動條，傳動條安裝在傳動輪下方;頂針伸縮單元包括一級套筒、滑動芯軸和無縫隙轉(zhuǎn)動機構，一級套筒安裝在傳動輪內(nèi)部，與傳動輪一起轉(zhuǎn)動，滑動芯軸安裝在一級套筒內(nèi)，無縫隙轉(zhuǎn)動機構與一級套筒和滑動芯軸連接，將一級套筒的轉(zhuǎn)動無縫隙傳遞給滑動芯軸，使其與一級套筒同步無隙轉(zhuǎn)動;精確定位單元包括分度盤和定位器，分度盤為外緣開有若干豁口的圓盤，它套裝在一級套筒外側(cè)，與一級套筒一起轉(zhuǎn)動，為其提供定位;定位器安裝在底板上，在分度盤轉(zhuǎn)動后將其固定;頂針的一端與滑動芯軸的尾部連接，當滑動芯軸伸出時，頂針頂緊工件板，將其固定。
[0009]所述的第一套頂針系統(tǒng)包括第一頂針系統(tǒng)安裝座、第一頂針伸縮單元、第一轉(zhuǎn)動單元、第一精確定位單元、第一頂針;第一頂針伸縮單元包括第一一級套筒、第一滑動芯軸和第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構;其中，第一一級套筒為圓筒狀，在它的中部上部開孔，它套裝在第一滑動芯軸外，一端安裝在第一傳動輪的軸承內(nèi)圈中，另一端穿過安裝在第一頂針系統(tǒng)安裝座的通孔內(nèi)的軸承內(nèi)，它在第一傳動輪的帶動下轉(zhuǎn)動;第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構套裝在第一一級套筒外側(cè)、與第一滑動芯軸連接。
[0010]所述的無縫隙轉(zhuǎn)動機構包括第一二級套筒和第一滑輪組，第一二級套筒為“U”字形，第一二級套筒的頂部兩側(cè)高度不同，第一二級套筒內(nèi)部套裝在第一一級套筒外側(cè)，隨第一一級套筒轉(zhuǎn)動;第一滑輪組包括一根回轉(zhuǎn)軸和串聯(lián)在回轉(zhuǎn)軸頂部的兩個滑輪;第一個滑輪和第二個滑輪分別與第一二級套筒的兩側(cè)滾動連接，回轉(zhuǎn)軸的底部穿過第一一級套筒上的通孔安裝在第一滑動芯軸上。
[0011 ]所述的第二套頂針系統(tǒng)結(jié)構及原理與第一套頂針系統(tǒng)完全相同。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明的對頂系統(tǒng)采用了無縫隙轉(zhuǎn)動機構，能夠?qū)崿F(xiàn)傳動的無縫隙傳動，進而實現(xiàn)了待測工件分別繞X和y軸精確翻轉(zhuǎn)多個工位，從而可實現(xiàn)對待測工件多個面所需的檢測進行有效定位，解決了現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺使用中部框架支撐、對工件測量產(chǎn)生干擾的問題，重復定位精度可達0.01mm。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一種改進型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構示意圖；
圖2是本發(fā)明的第一頂針系統(tǒng)安裝座內(nèi)部結(jié)構原理圖；
圖中:1.底板，2.工件板，3.第一托板，4.待測工件，5.第一頂針，6.第一頂針系統(tǒng)安裝座，7.第二托板，8.第二頂針，9.第二頂針系統(tǒng)安裝座，10.第一定位器，11.第一滑動芯軸，12.第一一級套筒，13.第一分度盤，14.第一滑輪組，15.第一傳動輪，16.第一二級套筒，17.第一傳動條。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置作詳細描述:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置進行介紹:
一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，包括底板1、對頂系統(tǒng)和工裝夾具，其中，底板I為板狀，底部安裝在工作臺上，用于安裝對頂系統(tǒng)，它的中部開孔，作為圖像觀測窗口。工裝夾具安裝在底板上方，用于安裝待測工件。對頂系統(tǒng)安裝在底板I上，用于帶動待測工件4分別繞X和y兩軸旋轉(zhuǎn)，在多個工位精確定位，實現(xiàn)對待測工件4多個面的檢測。
[0015]在本實施例中，對頂系統(tǒng)包括兩套頂針系統(tǒng)，兩套頂針系統(tǒng)垂直安裝。每套頂針系統(tǒng)均包括頂針系統(tǒng)安裝座、頂針伸縮單元、轉(zhuǎn)動單元、精確定位單元和頂針。其中，頂針系統(tǒng)安裝座為垂直于底板的矩形板，板上開孔，安裝頂針伸縮單元;轉(zhuǎn)動單元包括傳動輪和傳動條，傳動條安裝在傳動輪下方;頂針伸縮單元包括一級套筒、滑動芯軸和無縫隙轉(zhuǎn)動機構，一級套筒安裝在傳動輪內(nèi)部，與傳動輪一起轉(zhuǎn)動，滑動芯軸安裝在一級套筒內(nèi)，無縫隙轉(zhuǎn)動機構與一級套筒和滑動芯軸連接，將一級套筒的轉(zhuǎn)動無縫隙傳遞給滑動芯軸，使其與一級套筒同步無隙轉(zhuǎn)動;精確定位單元包括分度盤和定位器，分度盤為外緣開有若干豁口的圓盤，它套裝在一級套筒外側(cè)，與一級套筒一起轉(zhuǎn)動，為其提供定位;定位器安裝在底板上，在分度盤轉(zhuǎn)動時將其固定;頂針的一端與滑動芯軸的尾部連接，當滑動芯軸伸出時，頂針頂緊工件板，將其固定。
[0016]工裝夾具包括工件板2、第一托板3和第二托板7，工件板2整體與待測工件4的形狀一致，在工件板2外側(cè)相鄰的側(cè)面上開有盲孔，盲孔形狀與頂針頭部一致。第一托板3和第二托板7分別安裝在底板I和第二頂針系統(tǒng)安裝座9上，在第一頂針5或第二頂針8未固定工件板前支撐工件板2，在第一頂針5或第二頂針8固定工件板后移出工件板旋轉(zhuǎn)空間。
[0017]其中，頂針系統(tǒng)安裝座為盒狀，頂部開口，在其長棱所在的兩個側(cè)面上開有對應的通孔，用于安裝頂針伸縮單元;頂針系統(tǒng)安裝座安裝在底板I上。轉(zhuǎn)動單元安裝在頂針系統(tǒng)安裝座內(nèi)，延頂針系統(tǒng)安裝座長棱方向布置，與頂針伸縮單元連接，為頂針伸縮單元提供動力。精確定位單元安裝在頂針系統(tǒng)安裝座長棱所在的側(cè)面上，套裝在頂針伸縮單元外側(cè)，為工件板旋轉(zhuǎn)精確定位。頂針的一端固定安裝在頂針伸縮單元頭部，另一端伸入工件板2外側(cè)盲孔內(nèi)，帶動工件板2旋轉(zhuǎn)定位。
[0018]如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，底板I為矩形板狀，長660mm，寬440mm，中部開有矩形通孔，在矩形通孔中安裝透明PC板，以便對待測工件進行影像測量。
[0019]第一套頂針系統(tǒng)包括第一頂針系統(tǒng)安裝座6、第一頂針伸縮單元、第一轉(zhuǎn)動單元、第一精確定位單元、第一頂針5。其中，第一頂針系統(tǒng)安裝座6安裝在底板I 一側(cè)，第一頂針系統(tǒng)安裝座6的長棱方向與底板I的短邊方向平行。第一頂針系統(tǒng)安裝座6為開口的盒狀，它開有通孔，用于安裝第一頂針伸縮單元。第一轉(zhuǎn)動單元包括第一傳動條17和第一傳動輪15。其中，第一傳動條17為條帶狀，它的一端伸入第一傳動輪15下，與第一傳動輪15壓緊。第一傳動輪15包括轉(zhuǎn)輪和軸承，轉(zhuǎn)輪套裝在軸承上。
[0020]第一頂針伸縮單元包括第一一級套筒12、第一滑動芯軸11和第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構。其中，第一一級套筒12為圓筒狀，在它的中部上部開孔，它套裝在第一滑動芯軸11外，一端安裝在第一傳動輪15的軸承內(nèi)圈中，另一端穿過安裝在第一頂針系統(tǒng)安裝座6的通孔內(nèi)的軸承內(nèi)，它在第一傳動輪15的帶動下轉(zhuǎn)動。第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構包括第一二級套筒16和第一滑輪組14，第一二級套筒16為“U”字形，第一二級套筒16的頂部兩側(cè)高度不同，第一二級套筒16內(nèi)部套裝在第一一級套筒12外側(cè)，隨第一一級套筒12轉(zhuǎn)動;第一一級套筒12與第一分度盤13相互固定，定位過程第一定位器10可將第一分度盤13鎖定。第一滑輪組14包括一根回轉(zhuǎn)軸和串聯(lián)在回轉(zhuǎn)軸頂部的兩個滑輪。第一個滑輪和第二個滑輪分別與第一二級套筒16的兩側(cè)滾動連接，回轉(zhuǎn)軸的底部穿過第一一級套筒12上的通孔安裝在第一滑動芯軸11上。第一滑動芯軸11為圓柱狀，它穿過第一頂針系統(tǒng)安裝座6上的通孔，第一滑動芯軸11的尾部與第一頂針5的一端連接。第一滑動芯軸11伸出時，第一頂針5的另一端深入工件板2短邊所在一側(cè)的盲孔內(nèi)，固定工件板2。
[0021]第二頂針系統(tǒng)安裝座固定在底板I上，第二頂針系統(tǒng)安裝座9上開有對應的通孔，用于安裝第二頂針伸縮單元。第二套頂針系統(tǒng)各單元組成和工作原理與第一套頂針系統(tǒng)完全一致。第二頂針的頭部伸入工件板長邊所在一側(cè)的盲孔內(nèi)。
[0022]工作時，將待測工件4定位于工件板2上，將定位有工件的工件板2放在第一托板3和第二托板7上;第一托板3和第二托板7可對工件板2進行初定位，使其始終處于頂針可自動夾緊的范圍之內(nèi)。
[0023]對工件板2進行初步裝夾后，根據(jù)所需要的翻轉(zhuǎn)方向，使與其相關聯(lián)的頂針伸出，另外一頂針及托板收回。工件可繞已頂出的頂針軸線方向翻轉(zhuǎn)至分度盤所決定的多個工位中的任意一個并進行精確定位。
[0024]工件的精確翻轉(zhuǎn)分為初步翻轉(zhuǎn)及精確定位兩個過程。
[0025]初步翻轉(zhuǎn)過程中傳動條直線伸出，帶動傳動輪轉(zhuǎn)過一個檢測工位所需的初步角度。傳動輪可帶動一級套筒單向轉(zhuǎn)動，進而通過滑輪組帶動滑動芯軸及待測工件同步且無隙轉(zhuǎn)動一個檢測工位所需的初步角度。
[0026]在其它實施例中，通過在該裝置內(nèi)設傳感器組，可對翻轉(zhuǎn)過程的每個工位進行有效識別；當傳動因意外出錯時，傳感器會識別該信息并給出報警信號。
[0027]該發(fā)明可實現(xiàn)任意位置的翻轉(zhuǎn)及定位。兩個方向翻轉(zhuǎn)原理相同，當需要換向翻轉(zhuǎn)時，工件會回到復位狀態(tài)即人工放置工件板2的初始位置，然后變更另外一組頂針系統(tǒng)進行換向翻轉(zhuǎn);換向過程定位器處于鎖緊狀態(tài)，滑動芯軸可實現(xiàn)無轉(zhuǎn)動伸縮，從而保證換向過程頂針與工件板精密配合。
[0028]本發(fā)明的對頂系統(tǒng)采用了無縫隙轉(zhuǎn)動機構，能夠?qū)崿F(xiàn)傳動的無縫隙傳動，進而實現(xiàn)了待測工件分別繞X和y軸精確翻轉(zhuǎn)多個工位，從而可實現(xiàn)對待測工件多個面所需的檢測進行有效定位，解決了現(xiàn)有二維轉(zhuǎn)臺使用中部框架支撐、對工件測量產(chǎn)生干擾的問題，重復定位精度可達0.01mm。
【主權項】
1.一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，包括底板、對頂系統(tǒng)和工裝夾具，其中，底板安裝對頂系統(tǒng)，工裝夾具安裝在底板上方，用于安裝待測工件;對頂系統(tǒng)安裝在底板上，帶動待測工件分別繞X和y兩軸旋轉(zhuǎn)，在多個工位精確定位，實現(xiàn)對待測工件多個面的檢測。2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，其特征在于:所述的對頂系統(tǒng)包括兩套頂針系統(tǒng)，兩套頂針系統(tǒng)垂直安裝。3.根據(jù)權利要求2所述的一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，其特征在于:所述的每套頂針系統(tǒng)均包括頂針系統(tǒng)安裝座、頂針伸縮單元、轉(zhuǎn)動單元、精確定位單元和頂針;其中，頂針系統(tǒng)安裝座為垂直于底板的矩形板，板上開孔，安裝頂針伸縮單元;轉(zhuǎn)動單元包括傳動輪和傳動條，傳動條安裝在傳動輪下方;頂針伸縮單元包括一級套筒、滑動芯軸和無縫隙轉(zhuǎn)動機構，一級套筒安裝在傳動輪內(nèi)部，與傳動輪一起轉(zhuǎn)動，滑動芯軸安裝在一級套筒內(nèi)，無縫隙轉(zhuǎn)動機構與一級套筒和滑動芯軸連接，將一級套筒的轉(zhuǎn)動無縫隙傳遞給滑動芯軸，使其與一級套筒同步無隙轉(zhuǎn)動;精確定位單元包括分度盤和定位器，分度盤為外緣開有若干豁口的圓盤，它套裝在一級套筒外側(cè)，與一級套筒一起轉(zhuǎn)動，為其提供定位;定位器安裝在底板上，在分度盤轉(zhuǎn)動將其固定;頂針的一端與滑動芯軸的尾部連接，當滑動芯軸伸出時，頂針頂緊工件板，將其固定。4.根據(jù)權利要求3所述的一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，其特征在于:所述的第一套頂針系統(tǒng)包括第一頂針系統(tǒng)安裝座(6)、第一頂針伸縮單元、第一轉(zhuǎn)動單元、第一精確定位單元、第一頂針(5);第一頂針伸縮單元包括第一一級套筒(12)、第一滑動芯軸(11)和第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構；其中，第一一級套筒(12)為圓筒狀，在它的中部上部開孔，它套裝在第一滑動芯軸(11)外，一端安裝在第一傳動輪(15)的軸承內(nèi)圈中，另一端穿過安裝在第一頂針系統(tǒng)安裝座(6)的通孔內(nèi)的軸承內(nèi)，它在第一傳動輪(15)的帶動下轉(zhuǎn)動;第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構套裝在第一一級套筒(12)外側(cè)、與第一滑動芯軸(11)連接。5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種新型小型精密檢測用二維翻轉(zhuǎn)裝置，其特征在于:所述的第一無縫隙轉(zhuǎn)動機構包括第一二級套筒(16)和第一滑輪組(14)，第一二級套筒(16)為“U”字形，第一二級套筒(16)的頂部兩側(cè)高度不同，第一二級套筒(16)內(nèi)部套裝在第一一級套筒(12)外側(cè)，隨第一一級套筒(12)轉(zhuǎn)動;第一滑輪組(14)包括一根回轉(zhuǎn)軸和串聯(lián)在回轉(zhuǎn)軸頂部的兩個滑輪;第一個滑輪和第二個滑輪分別與第一二級套筒(16)的兩側(cè)滾動連接，回轉(zhuǎn)軸的底部穿過第一一級套筒(12)上的通孔安裝在第一滑動芯軸(11)上。
【文檔編號】G01D11/00GK105865502SQ201610308191
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】焦學進
【申請人】焦學進