专利名称:测长装置的制作方法
本发明一般地涉及装有一磁性刻度尺，一个光学刻度尺或类似件的测长装置，更具体地说，这个发明涉及一能容易组装，也容易安装在被监控的机床或其他机械上的测长装置。
在已有技术中，磁性刻度尺和光学刻度尺，过去哟直和其他测长装置一起，应用在数字机床控制上。通常的刻度尺借助一个底座固装在机床上，这在测长装置的维修和置换中就产生了问题，举例来说，每次从机床上拆下测长装置后都必须重新经过调节校准，调节校准通常是用选择测量器(Pick-tester)和调整片等等进行的，同时为求真正精确的校准，调整也是比较费时的。再者，当在机床上安装测长装置时，通常还要用垫片补偿生产制造中在测长槽上引起的不可避免的变形和弯曲，所以一般的测长装置的调节是非常棘手的。
此外，在机床装配架上装配测长装置的头组件(head assembly)时，在通常的测长装置情况下又遇到另外一些问题，在装配架上装配头组件的一般技术是用垫片调整头的承载部件相对于装配架的垂直高度，而用垫片调整组件相对于装配架的调整范围是很有限的，这就要求调整使用者一方的装配架的的高度。
因此，本发明的目的在于提供组装和易于安装在机床或类似机器上的测长装置。
本发明的另一更为具体的目的在于提供一个带有组件的测长装置，该头组件有一底座构件固装在与使用测长装置的设备相对的固定架上，利用底座可以对头组件作位置上的调整。
本发明的再一个目的在于提供一个具有测长槽(scale Channel)的测长装置，此测长槽安装在设备上时，可以通过补偿制造中因变形和/或弯曲而产生的尺寸偏差来进行精确的调整。
为了完成前述和其他一些目的，本发明是由以下方式实现的测长装置具有一种调整设施或机构，它能提供相对于安装测长装置的设备的空间可调性，调整机包括一可以以相对于设备的配合面作空间调整的元件。
可调节的调整元件是测长头组件的一部分，它可以相对于设备的配合面，例如对自设备伸展出来的安装架作垂直的移动。另一种方法，调整元件可以在安装头组件的测长槽的两端配备球状端构件。球状端构件与定位工具精确地安装在设备上的安装构件相结合，定位工具基本上和测长槽一样长，球状端构件与相应的安装构件间的接合是可以脱开的，这样就可以拆下测长槽，而需从设备上拆下安装构件。
这样的调整机构便利了测长装置对设备的定位调整。特别是，在测长头组件上的可垂直移动的调整构件便利了接合安装架的测长头组件和安装架之间的距离的调整而不需要用垫片。此外，当测长头组件必须卸下时，这种在球状端构件和安装构件之间可以解脱的接合，保持了借助于定位工具实现的，设备上的安装构件的定位的精确性。
根据发明的一个方面，测长装置包括一个测长杆(Scalerod)，一个头组件安装在固定构件架上并测与长杆相联系，又能沿着测长杆移动，在平行于测长杆方向上测量移动物体的位移;一个测长槽，它支持测长杆并固定在可移动的物体上，一个用来确定头组件和测长槽相对于移动物体和固定构件的位置的定位机构，后者的特征是，定位工具至少独立于头组件和测长槽之一，以使头组件和测长槽之一能够移动从而对物体和/或固定构件的位置作精确的调整，另一特征就是定位工具装有紧固工具限止头组件和测长槽之一相对于定位工具的移动，以便保持头组件和测长槽之一在相对于运动物体和/或固定构件的应有位置上。
根据发明的另一个方面，把测长装置安装在设备例如机床或类似机器上的方法包括的步骤是提供包括一个头组件和有预定长度和预定形状的测长槽和测长装置;
提供可接合于测长槽两纵向两端的一对安装架;
提供一个实际上相同于测长槽度的定位工具。它还有哟适用于与测长装置在上面定位和固定构件的相应面相配合的定位平面。
把安装架接合在定位工具两纵向端上，并借助定位工具确定安装架相对于固定构架的位置;
把安装部件固定在固定构件上，其固定位置由前一步骤确定;
从固定在固定构件上的安装部件上拆下定位工具，安装测长槽，把测长草的纵向两端连接在安装部件上。
发明的另一个方面，把测长装置安装在设备上，例如机床或类似机械上的方法包括的步骤是把一对安装架之一安装在第一个物体上、把在尺寸和形状上和最后完工的测长装置的一个构成部分的测长槽相同的定位工具的两端连接在每一安装架上以便把砸保持在一固定长度的间隔处;
确定余下的安装架固定长度间隔处的第一物体上的位置，并把余下的安装架固定在第一物体上。
自安装架上卸下定位工具;
把测长槽相对的两端接合到安装架上;
把安装架连接在定位工具的两个纵向端上，并借助定位工具确定安装架相对于固定构件的位置;
在前一步骤确定的位置上把安装部件固定在固定构件上;最后再从固装在固定构件上的安装部件上解除定位工具，安装测长槽，把它的纵向端连接在安装部件上。
本发明完成的其他目的和优点从以下详细的说明中就会清楚了。
从以下详细的说明和本发明的最佳实施方案的附图中将会更为充分地理解本发明，可是，本发明并不限于所述的最佳实施方案，这里所举的最佳方案仅仅是为了解释和理解而提出的一种方案。
附图的图面说明图1 是根据本发明的测长装置最佳实施方案的透视图;
图2 是图与图1相同的视图，其测长槽盖拆除以出滑动器头和测长杆之间的连接;
图3 是沿着图2中Ⅲ-Ⅲ线的横切面;
图4 是图1的测长装置最佳实施方案的测长槽和有关零件的透视图;
图5 是沿图4Ⅴ-Ⅴ线所取的整个测长槽的纵切面;
图6 是在顺着图5中箭头Ⅴ1看去的测长槽侧Ⅶ图;
图7 是图4的测长槽平面图;
图8 是一简图表明如何把测长杆安装在测长槽中;
图9 是一透视图表明怎样用定位工具确定测长槽相对于设备的位置;
图10是图1测长装置最佳实施方案的头组件放大的分解部件透视图;
图11是图10测长组件的主要部件的平面图;
图12是顺着图11的箭头Ⅹ11看去的图11中主要部件的透视图;
图13是顺着图11的箭头Ⅹ11看去的图11中主要部件的视图;
图14是一简图，表明怎样调整头组件相对于固定架的位置;
图15是顺着图14箭头ⅩⅤ的视图。
下面是本发明的最佳实施方案的说明。
现参照附图，特别是图1到图3，本发明的最佳实施方案的测长装置，一般包括一个测长槽[20]和一个与测长槽[20]的磁性测长杆[120]相关联的测长头组件[100]。测长槽[20]有一对安装部件[24]和[26]，两者是为固定在线性设备(linear)[10]，例如机床或类似机械的可移动的底座而设计的。这两个安装部件[24]和[咖6]是为在把测长槽准确地放置在设备[10]上后，借助定位工具牢固地把前者固定在后者上使用的，而定位工具将在以后讨论。
可以拆卸的、用安装部件[24]和[26]安装在设备[10]上的测长槽[20]支承着测长头组件[100]，为了把头组件[100]装配在测长槽[20]上，头组件[100]有一滑座[104]。头组件[100]装有一滑动器[106]，借助一对连接臂[107]连接在滑座[104]上，滑动器[106]可相对于滑座[104]作垂直移动，以便进行相对于设备[10]附近的固定架(未示出)上的固定架[12]的调整。
磁性测长杆[120]穿经对着检测器头[108]，监控设备[10]的位置和的移动的技术是为人们所熟知的，因而无需进一步讨论。
图4到图9表明构成本发明最佳实施方案一部分的测长槽[20]的详细结构和安装程序，如图2和图3所示，测长槽[20]包括一个槽形构件，它带有上下两个板片[28]和[30]。[28]和[30]相互隔开但又互相平行，在测长槽相对的两端上下两板片[28]和[30]之间备有一对端部件[32]和[34]、端部件[32]和[34]的每一个各有一个基本上正方形的截面的部件[36]夹在上下板片[28]和[30]相应端之间，上下两板片[28]和[30]是用螺栓[35]固定在部件[36]上，带有球状端[42]的突出部分[40]的每一个端部件[32]和[34]自部件[36]的外表面轴向地伸出，端部件[32]和[34]的球状端[42]是为连接(接合)安装部件[24]和[26]设计的，如前所述。
安装部件[24]有一底件[44]用螺栓[46]被固定在设备[10]的表面上，底件[44]上面的一个部件[48]有一阶梯槽沟，用参考号码[50]指明，槽沟[50]有一阶梯部件[52]接近端部件[32]，形成一个开口[54]以承受突出部件[40]的球状端[42]的圆柱颈[56]。槽沟[50]的主要部分承受端部件[32]的球状端[42]，并有一整圆的端头[58]，一块盖板[60](可斜下的)借助螺栓[62]安装在安装部件[24]的上部部件[48]的上端，以封闭上部部件[48]的阶梯槽沟[开0]，部件[52]的开口[54]比突出部件[40]的颈部[56]稍大一些，让安装部件[24]相对于测长槽[20]以万向节连接，另一方面，测长槽[20]相对于安装部件[24]的轴向运动是用上部部件[48]限制球状端[42]的轴向运动加以限制的。
安装部件[26]也有一底件[64]和一上部部件[66]。上部部件[66]同样有一轴向阶梯槽沟[68]，槽沟[68]承受突出部分的球状端[42]，盖板[70]封闭槽沟[68]的上部开口，在这种安排下，测长槽[20]和安装部件[26]能相对地以万向节运用自如地联节，因为安装部件[26]并不限制测长槽的轴向移动，测长槽在长度上的尺寸误差能由突出部分[40]的球状端[42]和安装部件[26]之间的接合来补偿。
如图7所示，安装部件[24]和[26]各有一个凸圆侧臂与设备[10]的垂直配合臂[14]有一个切向接触，这就允许安装部件[24]和[26]在测长槽末端周围作水平向枢轴性移动。
用参考号码[72]标明的定位工具是把前述的测长槽定位在设备[10]上使用的，这将参照8来论述。定位工具[72]两个轴向端各有球状延伸部件[74]。那两个球状是延伸实际上具有的形状和测长槽[20]的突出件[40]是相同的。定位工具[72]具有象测长槽一样的长度。定位工具[72]也有仿形梭面(Contouring lands)[76]作基准面以确定测长槽相对于设备[10]的相邻表面的位置。
当在设备上安装测长槽时，首先用定位工具[72]使安装部件[24]和[26]定位，安装部件[24]和[26]被装配到定位工具的球状延伸件[74]上并用盖板[60]和[70]固定在那里，然后，移动仿形梭面[76]使与设备，例如机床和测量器械等等的相邻表面接触。另一种方法，可用电测微器或类似器件确定定位工具[72]相对于设备的位置。曲面侧壁[24a]和[26b]必须与设备的垂直壁接触，然后，经过安装部件[24]和[26]的底件[44]和[64]上的开孔[46a]在设备上钻螺栓孔。
此外，用紧固螺栓[46]穿过通孔[46a]把安装部件[24]和[26]固装在设备[10]上，然后，通过卸下盖板[60]和[70]，把定位工具[72]从安装部件[24]和[26]上卸下来。通过把突出部件[40]的球状端[42]装入安装部件[24]和[26]中，于是就把测长槽[20]安装在设备上。在这种安排下，只要定位工具的尺寸和测长槽一样长，每次从设备上卸下和再安装测长槽[20]时，就没有必要重新确定它的位置。这使测长槽的维修和调换较为容易也更方便。
在前述的定位操作中，即令固定安装部件[24]和[26]的设备的基层面不平行于定位工具的基准面，这种角度上微小的偏差，可被球状端[42]和安装部件[24]和[26]的槽沟[50]和[68]之间的球接合所校正。如果安装部件[24]和[26]之一需要在其轴线与定位工具轴线在一水平内成一倾角角度情况下固装在设备上时，安装部件的由面侧壁[24]和[26b]仍确保与设备相对垂直壁接触。
从这里可清楚了解，在前述最佳结构和程序下，测长装置的测长能方便地装在设备的相应部位上，并能方便地从它上面卸下来。
图10到图15表明发明的最佳实施方案的测长装置的头组件，头组件[100]的滑座[104]装配在测长槽的内部空间中，滑座[104]在其内端上支持着检测器头[108]，并限定通孔[109]延伸穿过检测器头[108]，，而检测器头[108]平行于测长槽[20]的纵轴线，定位部件[110]自滑座[104]的上面伸出。定位部件[110]通常是L形的，包括垂直断面[110a]自滑座[104]的上表面向上延伸和一水平断面[110b]的垂直断面上部水平娩延伸。水平向断面[110b]是与槽沟[110c共同形成的，而槽沟[110c]能与测长槽的引伸部件[20a]相连接。
测长杆[120]伸展CF穿过通孔[109]，穿过滑座[104]和检测器头[108]，。
滑座[104]在接近其外缘的纵表面上也有一对螺纹孔[114]，紧固螺栓[116](经由垫圈[118拧入螺纹孔[114]把每一连接臂[107]的一端固定在滑座[104]的纵表面上。连接壁[107]的另一端借助紧固螺栓[121]和垫圈[122]被固定在滑动器[106]上。螺栓[121]和垫圈[122]将靠近滑动器边缘的螺纹孔和滑座外侧拧得更紧，滑动器也有一个水平延伸的主要断面[106a]，其中有一对孔[106b]沿着垂直于测长槽[20]纵轴线的方向延伸。
如图11所示，滑动器[106]有一通孔[124]沿着测长槽的纵轴线平行延伸，通孔[124]有一个圆形横断面，其直径大于紧固螺栓的直径，枢轴杆[126]的外径稍小于通孔[124]的内径，把枢轴杆[126]穿过通孔[124]。枢轴杆[126]并不与通孔紧贴住以致其间形成环形间隙。枢轴杆[126]的两端有螺纹孔[128]，紧固螺栓[121]拧入螺纹孔[128]把连接臂[107]的另一端连接在滑动器[106]上。
枢轴杆[126]还有一中心横向孔[130]与它的纵轴线作垂直延伸，固定螺钉[132]延伸穿过滑动器[106]的测壁进入通孔旋进横向孔以限制枢轴杆[126]相对于孔[124]的移动。整圆的横边缘[106c]允许滑动器[106]相对于枢轴移动。
在这种安排情况下，滑动器[106]是能相对于设备的固定架[12]移动的。例如，通过拧松紧固螺栓[116]和[121]以便让滑动器相对于滑座[104]移动，滑动器[106]在它与固定架[12]顶面处于齐平前是可以自由地上下移动的，如图14所示。另外，相对于固定架[12]上平面的精确调整，能通过拧松固定螺钉[132]来进行，这样可以使滑动器相对于枢轴杆[126]移动，这就允许滑动器移向或移离安装架，这种水平向移动之所以有可能，是由于滑动器的延长孔[106b]，把滑动器固定在安装架上的螺栓穿过这个孔。
因此，在本发明的最佳实施方案中，头组件也能方便地装在设备上而不需要用垫片。
从这里可以清楚地了解，本发明满足了这里寻求的全部目的和优点。
虽然本发明的最佳方案发表，但本发明不能被理解为限于上述最佳方案，而是包括自发明的原理衍生的种种可能方案和改型，如同在下述权利要求
书中所提出的那样。
权利要求
1.测长装置包括一个测长杆；一个头组件，安装在固定构件上，并与该测长杆相联系，又能沿着那里移动以测量平行于该测长杆方向上移动的位移；一个测长槽，支持着该测长杆，并固定在该移动物体上；用于该头组件和该测长槽作相对于移动物体和固定构件的定位的重要工具；本发明具有的特征在于，首先是上述定位工具至少独立于该头组件和该测长槽之一，使该头组件和该测长槽之一相对于该物体和/或该固定构件移动以便作精确的位置调整；其次是该定位工具装有紧固工具以限制该头组件和该测长槽二者之一对于该定位工具的移动，以便保持该头组件和该测长槽二者之一相对于该物体和/或该固定构件的应有位置。
2.据权利要求
1中所述的测长装置，其特征在于，上述工具包括一对安装部件固装在该固定构件上，并能拆卸地支持着测长槽，该安装部件允许该测长槽万向接头式移动(gimbal displacement)以供该测长槽相对于该移动物体定位调整的需要。
3.据权利要求
2中所述的测长装置，其特征在于，该测长槽在其纵向两端有圆的延伸件，可以拆卸地、枢轴地连接在该安装部件相应之一上，让该测长槽枢轴地相对于该安装部件移动。
4.据权利要求
3中所述的测长装置，其特征在于，该安装部件有一槽沟，枢轴地承受该整圆的延伸件，该槽沟一端是敞开的，使延伸件可以从其中移出，还备有一盖用来封闭该敞口端，从而把该延伸件保持在该槽沟中。
5.据权利要求
2至4中的任何一个中所述的测长装置，其特征在于，该安装部件有一凸圆垂直壁与该可移动的物体的垂直断面成切向接触。
6.据权利要求
1中所述的测长装置，其特征在于，该定位工具包含一个滑动器与该头组件分开，且有枢轴连接器连接该头组件和该滑动器，该连接器能在该头组件和该滑动器左右转动，该滑动器被固装在该固定构件上。
7.据权利要求
6中所述的测长装置，其特征在于，该连接器包括铰链工具，允许滑动器绕着该连接器和该滑动器之间的枢轴作枢轴性位移。
8.安装测长安装的方法，本发明的特征在于，包括以下步骤提供一包括一个头组件和测长槽的测长装置，此槽有预定的长度和形状;提供一对安装架，可连接在该测长槽两纵向端上;提供一件定位工具，其长度实际上和该测长槽相同，并有定位平面适于与固定构件的相应平面配合，在此固定构件上固装测长装置;把该安装架连接在该定位工具的两个纵向端上，并借助该定位工具确定该安装架相对于该固定构件的位置;把该安装部件固定在前一步骤中确定的位置上的该固定构件上;从固装在该固定构件上的该安装部件上卸下该定位工具，并安装该测长槽，测长槽的纵向端与安装部件连接在一起。
9.据权利要求
8中所述的方法，其特征在于，该安装部件借助定位工具相对于该第一物体的定位是通过使该安装部件在该定位工具端左右作枢轴性移动执行的。
10.据权利要求
8中所述的方法，其特征在于，还包括在权利要求
8后执行的以下步骤;在该物体的第二物体上牢固地安装测长滑动器的底座，这个滑动器有一头相对于该底座是可移动的，并能固装在有关该底座位置范围的任何一点上;在垂直于测长装置监控的线性运动轴线方向或几个方向上移动该头直到该头滑动地连接于测长槽的支持构件为止，并把该头固定在那个位置上。
11.安装测量两个物体相对移动的测长装置的方法，本发明的特征在于，所包括的步骤为把一对安装架之一安装在两物体的第一个物体上，把定位工具相对的两端，连接在该安装架的每一架上，以便保持安装架在固定长度的位置处。上述定位工具在尺寸和形状上和最后完工的测长装置的一个部分的测长槽是等同的;确定余下的一个安装架在一固定长度间隔处的该第一物体上的位置，并把该余下的一个安装架固定在该第一物体上;从该安装架卸下该定位工具;把该测长槽相对的两端连接在该安装架上;把该安装架连接在该定位工具的两纵向端上，并借助该定位工具确定该安装架相对于该定位构件的位置;把该安装部件固装在前述步骤确定的位置上的该固定构件上;从固装在该固定构件上的安装部件上卸下该定位工具，安装该测长槽，使其纵向端的连接在安装部件上。
专利摘要
为便于测长装置精确和永久地安装在机床等设备上，该装置中具有可移动的测长槽和可调的头组件，测长槽和定位工具在相对的两端有与套式安装架接合的球体。使用时，通过安装架开口面上的可折除的盖，配套的球和套被夹紧。在安装中，安装架和定位工具连接而不和测长槽连接，球和套可作方向式移动。安装架固定在机床上。头组件固定在对着测长槽的固定架上。一可调的机构允许头组件的滑动头在垂直固定在架上的底座搭轴向方向上移动。
文档编号G01B7/02GK85103430SQ85103430
公开日1986年10月15日 申请日期1985年4月20日
发明者长冈和男, 部友一, 金杉俊彦 申请人:悉尼磁性刻度尺株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan