[發明專利]一種用于三坐標測量機的測頭轉換裝置

有效

• 申請號: 201310555224.4
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103557818A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 楊平;傅偉強;郭隱彪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 劉勇

技術領域

本發明涉及三坐標測量機，尤其是涉及一種用于三坐標測量機的測頭轉換裝置。

背景技術

三坐標測量機是近30年發展起來的一種高效率的新型精密測量儀器。它廣泛地用于機械制造、電子、汽車和航空航天等工業中。它可以進行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測，例如箱體、導軌、渦輪和葉片、缸體、凸輪、齒輪、形體等空間型面的測量。此外，還可用于劃線、定中心孔、光刻集成線路等，并可對連續曲面進行掃描及制備數控機床的加工程序等。由于它的通用性強、測量范圍大、精度高、效率高、性能好、能與柔性制造系統相連接，已成為一類大型精密儀器，故有“測量中心”之稱。三坐標測量機作為現代大型精密儀器，已越來越顯示出它的重要性和廣闊的發展前景。（參見文獻：1、張國雄．三坐標測量機．天津大學出版社，1999.7）

由于不同型號測頭的功能和應用的場合不同，在實際應用中，往往需要更換不同的測頭來實現在不同場合下的應用。老舊的更換測頭的方式是采用手動更換的，這一方式既耗時又好力。現這一問題已經引起大家的關注，也陸續出現了解決這一問題的方案，例如采用車床刀具更換的刀庫的方式，但此結構復雜，成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、定位準確、可顯著提高工效的三坐標測量機測頭轉換裝置。

本發明設有底座、測頭安裝臺、步進電機、主動軸、曲線槽輪機構主動件、曲線槽輪機構從動件、從動軸、軸承、定位機構和繞線環；

底座與測頭安裝臺固連，步進電機輸出軸與主動軸連接，主動軸設于曲線槽輪機構主動件上，從動軸設于曲線槽輪機構從動件上，從動軸上端與測頭安裝臺固連，軸承設于從動軸上，軸承安裝在底座上，定位機構設有定位桿、2個定位球和彈簧，定位桿中部與從動軸螺接，彈簧套設于定位桿上，2個定位球分別設于定位桿的一端，所述底座的內壁設有至少4個定位孔，所述定位球嵌于定位孔中，繞線環設于所述從動軸上。

所述步進電機輸出軸最好通過聯軸器與所述主動軸連接。

所述定位孔最好為圓錐形定位孔，圓錐形定位孔可與定位球更好地配合，實現準確定位的功能。

所述底座最好設有底座導線引出口，測頭的導線可經過底座導線引出口與外部設備連接。

所述繞線環的數量最好設有至少4個，各繞線環用于分別導引各測頭的數據線，測頭的數據線通過繞線環導引，再由設于底座的底座導線引出口引出。

定位機構最好設有2套，每套定位機構設有定位桿、2個定位球和彈簧，定位桿中部與從動軸螺接，彈簧套設于定位桿上，2個定位球通過彈簧連接分別設于定位桿的一端。

本發明的工作原理及有益效果如下：

安裝時，將測頭通過螺栓固連于測頭安裝臺上，將底座通過螺栓螺母配合固連于三坐標測量機上。當步進電機接到命令轉動時，會帶動主動軸上的曲線槽輪機構主動件進行轉動，進而帶動曲線槽輪機構從動件的運動，通過曲線槽輪設定的軌跡，從而帶動從動軸及測頭安裝臺轉動，實現不同測頭（傳感器）位置的切換。實現傳感器的快速切換，顯著提高了工作效率。由于定位機構的定位桿固連于從動軸上，所以從動軸旋轉時，定位桿也將隨之運動，當運動經過指定位置（底座上的錐孔）時，定位桿上與彈簧連接的定位小球將進入錐孔內實現定位。當圓周向的力小于所設定的彈簧的支撐的力時，小球將固定于孔中，不會彈出，保證機構的定位；當步進電機驅動時，圓周向的力大于所設定的彈簧的支撐力時，小球彈出錐孔，沿著底座內側運動。定位機構可確保了切換工位后的準確定位，定位精度高。本發明采用了步進電機與曲線槽輪機構的配合，結構簡單，可在短時間內實現不同測頭的切換，工作效率高。

附圖說明

圖1為本發明實施例的外部結構示意圖。

圖2為本發明實施例的內部結構示意圖。

圖3為本發明實施例的部分內部結構示意圖。

圖4為本發明實施例的定位機構示意圖。

圖1～4中的各標記表示：

1.螺栓，2.第一測頭，3.第二測頭，4.螺栓，5.測頭安裝臺，6.底座，7.底座導線引導口，8.第三測頭，9.螺栓，10.第四測頭，11.螺栓，12.定位孔，13.測頭安裝臺導線引導口，14.螺栓，15.步進電機，16.從動軸，17.螺母，18.繞線環，19.彈簧，20.定位球，21.定位桿，22.曲線槽輪機構從動件，23.軸承，24.螺栓，25.彈性卡簧，26.主動軸，27.螺母，28.螺栓，29.螺母，30.曲線槽輪機構主動件，31.緊定螺釘，32.螺母，33.聯軸器，34.螺母。

具體實施方式