[發明專利]自動更換測針裝置和測針自動更換方法

無效

• 申請號: 200710018301.7
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101153790A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 強懷博;王建華;李平;勞奇成;劉波;吳瓊;盧春霞;王曉麗
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01B5/012
• 分類號: G01B5/012;G01B7/012
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 程曉霞

技術領域

本發明屬于精密測量技術領域，涉及三坐標測量機，主要涉及三坐標測量機的測針更換裝置和方法，具體講就是一種新型的自動更換測針裝置和測針自動更換方法。

背景技術

隨著精密測量技術的快速發展，坐標測量設備越來越多的使用在自動化生產線和產品檢測等方面，例如使用坐標測量機對齒輪、葉片、曲軸、凸輪等復雜結構的產品進行檢測和檢驗。坐標測量機不斷更新換代以滿足工業生產的需要，這使得人們對具有新功能、高精度、高度自動化的檢測設備的需求不斷提高。

在使用三坐標測量機對一些帶外圓面、臺階面、內孔、內凹槽、異型面等復雜零件進行測量時，由于被測工件表面的形狀和尺寸不同，就需要不斷更換各種形狀的測針進行測量。

目前所公開的有關測頭更換裝置，可以分為四大類。第一類是利用氣動力實現測頭更換。專利US5228205中就是利用改變氣室中空氣壓力的大小實現測頭的加緊和拆除。此類機構使得測頭的裝卸方便可靠，但是要通過適當的氣動控制方式使得系統控制稍顯復雜。

第二類是利用電磁力的實現測頭更換。專利US4637119、US4649623、US4938083、US5041806中就是利用電磁鐵的共同作用實現測頭的安裝和拆除。這種結構是通過控制電磁鐵中電流的大小和方向來實現磁力的增大和減小，其特點是磁力大小可以調節，控制方式簡單，但是其缺點是電磁力的反復作用會引起周圍導磁材料磁化，而且使得永磁鐵的磁力作用減小。

第三類是利用機械力實現測頭的更換。專利US42288798、US4637119、US4979284、US5101548中利用機械裝置的相互運動提供的機械力實現測頭的裝夾和拆除。此類型的機構體積較大，結構復雜，容易產生振動、彈性變形等不良因素影響測量精度。

第四類利用永磁鐵的磁力和輔助的機械力實現測頭更換。專利US5327657、US6430828、US6772527中測頭的安裝是通過永磁鐵的磁力作用，而測頭的拆除是靠機械裝置的輔助作用實現的。其特點是測頭的安裝和拆卸可靠，磁力持久，是現在應用較多的一種方式。但是測頭的拆卸過程中是通過改變軸向位移而改變其磁力作用的大小，這就使得測頭在拆除過程中所需提供的軸向作用力很大，對精密測頭內部的元部件的裝配定位精度可能產生較大的影響。在專利US7024738中測頭安裝支架可以繞安裝軸回轉，但其在每個測頭安裝座上都有一個機械輔助拆除系統，使得結構累贅，控制過程復雜。

以上四類對于側頭的更換裝置和方法均存在在更換過程中施力過大，具體就是軸向力尤其是將測頭部件取出時的拔力過大的問題，由于測頭是精密件，其中內部的一些構件是采用很細的彈簧連接或控制的，外力的施力過大時，會對內部必然產生影響，嚴重時會影響到測頭的使用壽命，甚至會損壞測頭。實際測量過程中因為測針的存取而損壞測頭機構和發生測量精度不準是急待解決的技術問題。

本發明項目組對國內外專利文獻和公開發表的期刊論文檢索，再尚未發現與本發明密切相關和一樣的報道或文獻。

發明內容

本發明的目的是克服上述技術或設備存在的缺點，提供一種使得測針更換工作更加簡單容易，測針更換過程運行平穩，測針模塊拆除時所需的軸向作用力很小，結構精簡，不需復雜的控制，能很好的保護測頭結構，提高測頭的使用壽命的自動更換測針裝置和方法。

下面對本發明進行詳細說明

本發明的構思是通過電機帶動下控制測針模塊存貯架進行回轉和擺動，與測頭的直線運動配合來實現測針模塊的自動更換，以減小軸向作用力。