[發明專利]一種基于接觸式測頭的測頭球頭與刀柄同軸度調心裝置

有效

• 申請號: 202210426040.7
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114700805B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 張新寶;黃子威;王志浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23Q17/22
• 分類號: B23Q17/22;G01B5/252
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜

本發明屬于數控機床在位測量相關技術領域，其公開了一種基于接觸式測頭的測頭球頭與刀柄同軸度調心裝置，其包括兩個微分頭結構、兩個微分頭擋塊結構、測頭夾持結構及調整架；調整架包括第一支架、第二支架、Y向鉸鏈結構及X向鉸鏈結構，第二支架設置在第一支架內；Y向鉸鏈結構連接第一支架及第二支架；X向鉸鏈結構連接于第二支架，且其位于第二支架內；兩個微分頭結構分別設置在第一支架垂直連接的兩個框邊上，兩個微分頭擋塊分別連接于X向鉸鏈結構及Y向鉸鏈結構，且分別與兩個微分頭結構相連接；測頭夾持結構連接于X向鉸鏈結構，其用于連接測頭結構。本發明運動精度高，無機械摩擦。

技術領域

本發明屬于數控機床在位測量相關技術領域，更具體地，涉及一種基于接觸式測頭的測頭球頭與刀柄同軸度調心裝置。

背景技術

在位測量技術是指加工完成后工件沒有卸下，在加工機床上利用測頭對工件進行測量的測量方法，相較于離線測量的方法，在位測量不需要進行二次裝夾，且測量效率高，同時能夠測量典型幾何特征零件和形狀相對復雜的零件。

機床測頭按功能分類，可分為工件檢測測頭和對刀及刀具磨損檢測測頭，按照測頭是否接觸分為接觸式測頭和非接觸式測頭(激光等類型)。接觸式測頭需要與被測物體表面接觸，通過機床反饋得到接觸點的坐標，通過觸碰多點軌跡來測量工件尺寸。非接觸式測頭則是利用激光掃描等方式對工件進行測量。

目前接觸式測頭球頭與刀柄的同軸度誤差很大程度上決定了測頭的測量結果，測頭與刀柄發生偏心，會使得機床主軸的接觸點坐標存在測量誤差，從而進一步影響工件測量誤差。針對測頭球頭找正問題，徐州徐工傳動科技有限公司的姜豐成在《一種用于調校雷尼紹測頭的機構及調校方法》中設計了一種用于雷尼紹測頭圓心使用時校正的機構，但并未設計出實際調整球頭圓心的機構。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于接觸式測頭的測頭球頭與刀柄同軸度調心裝置，所述調心裝置能夠提高測頭的球頭與刀柄的同軸度，使得測頭的球頭能在裝夾時正確找正，提高了產品在位測量精度，且整個調心裝置通過在微分頭中施加位移，通過柔性鉸鏈的傳動使得測定頭在X、Y方向上位移縮小來微調測頭圓心的位移，在保證精度的同時避免了機械摩擦的影響。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于接觸式測頭的測頭球頭與刀柄同軸度調心裝置，所述調心裝置包括兩個微分頭結構、兩個微分頭擋塊結構、測頭夾持結構及調整架；所述調整架包括第一支架、第二支架、Y向鉸鏈結構及X向鉸鏈結構，所述第一支架及所述第二支架均為矩形框，所述第二支架設置在所述第一支架內；所述Y向鉸鏈結構連接所述第一支架及所述第二支架，且位于所述第一支架及所述第二支架之間；所述X向鉸鏈結構連接于所述第二支架，且其位于所述第二支架內；兩個所述微分頭結構分別設置在所述第一支架垂直連接的兩個框邊上，兩個所述微分頭擋塊分別連接于所述X向鉸鏈結構及所述Y向鉸鏈結構，且分別與兩個所述微分頭結構相連接；所述測頭夾持結構連接于所述X向鉸鏈結構，其用于連接測頭結構。

進一步地，兩個所述微分頭結構分別通過所述Y向鉸鏈結構及所述X向鉸鏈結構帶動所述測頭結構沿Y軸或者X軸單向移動。

進一步地，所述調心裝置還包括墊塊及刀柄夾持結構，所述墊塊連接所述刀柄夾持結構及所述調整架。

進一步地，所述調心裝置還包括連接于所述刀柄夾持結構的整體支撐結構及設置在所述整體支撐結構上的千分表結構，所述千分表結構的表頭與所述測頭結構相接觸。

進一步地，所述Y向鉸鏈結構基本呈凹字型，其包括第二X向柔性鉸鏈、第一Y向柔性鉸鏈、第三X向柔性鉸鏈及第四X向柔性鉸鏈，所述第四X向柔性鉸鏈的一端連接于所述第一支架的一內側，另一端連接于所述第二支架；所述第二X向柔性鉸鏈的一端連接于所述第一支架的另一內側；所述第一Y向柔性鉸鏈的兩端分別連接于所述第二X向柔性鉸鏈及所述第三X向柔性鉸鏈的一端，所述第三X向柔性鉸鏈的另一端連接于所述第一支架的內側。