一种数控机床工件在线测量装置

本发明属于机械加工测量，特别是一种数控机床工件在线测量装置。

背景技术：

1、在线检测也称为实时检测，是在工件加工的过程中实时对被加工零件特征要素进行检测，并依据检测的结果做出相应的处理的一种检测方式。数控机床在线检测技术，实现了在线检测与加工两个过程的紧密结合，是最理想的在线检测技术应用之一。其能够有效减少零部件的装夹次数，减少零部件生产工艺强度，缩短制作周期，使零部件生产制造成本大大降低。

2、在线检测技术的应用有利于保证零部件的加工精度和生产效率，切实保证生产零部件的质量。在线检测技术在我国装备制造业发展中起着不可或缺的作用，其广泛应用必然促进我国装备制造业的更好、更快的发展。

3、目前数控机床在线测量技术虽然得到了应用，但其发展仍面临一些问题：

4、1)我国有关在线检测技术的科学技术水平并不能合理地支持这项技术的普及，还需要投入大量资金，且每个工厂生产的差异性，需要考虑实际工作的生产技术要求，编制符合企业内部要求、实现检测目的、相对复杂的程序，用于执行在线检测工作，降低生产加工误差。

5、2)数控机床在线检测过程对外界环境要求较高，仪器设备外界环境的不适宜，亦或者工作环境条件的干扰同样会增大检测结果误差。

6、3)数控机床在线检测过程出现误差，由于各级机械传动轴在使用过程中会出现一定的磨损和结构变形，降低了精度，影响数控机床在线检测系统的检测效果。此外，测头的半径也会对检测结果产生影响。

7、4)操作人员的技术水平有待提高，虽然已有一些企业购买了一定数量的数控机床，但是由于操作人员的技术水平有限，不能有效发挥应有的检测效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种新型数控机床工件在线测量装置。本发明采用液压驱动技术，通过油压驱动叶片，叶片带动轴旋转的方式进行工作，可实现±90°范围的旋转，具有结构紧凑，工作效率高，工作可靠，寿命长，控制简单等特点。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种数控机床工件在线测量装置，包括箱体、接近开关、摇臂和测头机构，所述箱体底部安装在调整机构上，通过调节调整机构可改变整个装置的方位角度，所述箱体内设有驱动装置，所述测头机构设置在摇臂上，所述驱动装置驱动摇臂转动，带动测头机构到达待测工件的位置进行在线测量；所述接近开关设置在箱体上，用于检测摇臂转动的极限位置。

3、进一步地，该装置还包括设置于摇臂上的吹气机构，在摇臂的带动下到达待测工件的位置，对待测工件进行吹气。

4、进一步地，所述箱体为油缸体，所述驱动装置包括设置于油缸体内的第一端盖、调整垫、轴承套、定位块、第二端盖、油路块、压盖、法兰盘、叶片和主轴；

5、所述主轴的两端分别设置轴承套、法兰盘，且轴承套所在主轴的一端同时与摇臂相连；所述法兰盘上设置油路块，油路块上设有进油口和出油口，定位块、法兰盘上均设有油孔；所述叶片与主轴通过内螺纹圆柱销相连，且所述叶片通过固连在轴承套上的定位块进行限位，叶片和定位块形成油腔；所述轴承套、法兰盘上均装有角接触球轴承，所述第一端盖和压盖分别固定两个角接触球轴承的外圈，所述调整垫和第二端盖分别固定两个角接触球轴承的内圈；油液通过进油口进入油路块，通过油路块内部油路到达法兰盘的油孔，再通过法兰盘到达定位块的油孔，最终进入油腔；油腔中的油推动叶片带动主轴转动，进而带动摇臂转动。

6、进一步地，所述油路块中设置电磁阀和液控单向阀，油液通过油泵形成压力，通过电磁阀的通断再经过液控单向阀到达油腔。

7、进一步地，所述叶片上安装有缓存锥销，并对准定位块的油孔。

8、进一步地，所述调整垫的厚度可调，用于使得角接触球轴承内外圈预紧。

9、进一步地，所述叶片的三面均安装有密封条。

10、进一步地，所述油路块的出油口与法兰盘的油孔相对应，法兰盘的油孔与定位块的油孔相对应，且出油口与油孔之间、油孔与油孔之间安装o型密封圈。

11、进一步地，所述轴承套与法兰盘均安装有o型密封圈与旋转格莱圈。

12、进一步地，所述接近开关设置在固定于箱体上的l型支架上。该接近开关共有两个，对称设置，分别用于检测摇臂±90°范围的旋转极限位置。

13、本发明与现有技术相比，其显著优点为：

14、1)本装置由测头部分，摇臂，油缸部分等组成，没有复杂的传动机构，结构紧凑，不会占用太多空间，更有利于安装在结构复杂的机床中，且摇臂都能进行大角度的旋转，能适应各种情况下工件的测量。

15、2)本装置采用液压传动，可以通过进油的多少，很好的控制油缸的旋转速度，既能实现快速运动，亦能实现测头的微调，使得测头能够更好的与工件接触。

16、3)本装置进油回路中安装有液控单向阀，使得在进油回路中进入油腔内的油无法回流，当油泵关闭后，能够实现油腔内的保压，使得该装置能维持行程范围内的任一位置不变，更能满足各种工件在各个位置的测量。

17、4)安装在支架上的接近开关，控制了摇臂运动的最大工作范围。

18、5)测头旁边的吹气机构，有助于清除待测工件上面的附着物，使得测量精度更高。

19、6)本装置传动简单，减少了复杂传动因磨损而带来的精度的降低，性能更加可靠。

20、下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

技术特征：

1.一种数控机床工件在线测量装置，其特征在于，包括箱体(1)、接近开关(2)、摇臂(3)和测头机构(5)，所述箱体(1)底部安装在调整机构(15)上，调整机构(15)安装在数控机床上，通过调节调整机构(15)可改变整个装置的方位角度，所述箱体(1)内设有驱动装置，所述测头机构(5)活动连接在摇臂(3)上，可转动任意角度；所述驱动装置驱动摇臂(3)转动，带动测头机构(5)到达待测工件的位置进行在线测量；所述接近开关(2)设置在箱体(1)上，用于检测摇臂转动的极限位置。

2.根据权利要求1所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，该装置还包括设置于摇臂(3)上的吹气机构(4)，在摇臂(3)的带动下到达待测工件的位置，对待测工件进行吹气；所述吹气机构(4)的出口角度可调。

3.根据权利要求1所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述箱体(1)为油缸体，所述驱动装置包括设置于油缸体内的第一端盖(6)、调整垫(7)、轴承套(8)、定位块(9)、第二端盖(10)、油路块(11)、压盖(12)、法兰盘(13)、叶片(14)和主轴(16)；

4.根据权利要求3所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述油路块(11)中设置电磁阀和液控单向阀，油液通过油泵形成压力，通过电磁阀的通断再经过液控单向阀到达油腔。

5.根据权利要求3所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述叶片(14)上安装有缓存锥销(18)，并对准定位块(9)的油孔。

6.根据权利要求3所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述调整垫(7)的厚度可调，用于使得角接触球轴承内外圈预紧。

7.根据权利要求3所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述叶片(14)的三面均安装有密封条。

8.根据权利要求3所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述油路块(11)的出油口与法兰盘(13)的油孔相对应，法兰盘(13)的油孔与定位块(9)的油孔相对应，且出油口与油孔之间、油孔与油孔之间安装o型密封圈。

9.根据权利要求3所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述轴承套(8)与法兰盘(13)均安装有o型密封圈与旋转格莱圈。

10.根据权利要求1所述的数控机床工件在线测量装置，其特征在于，所述接近开关(2)设置在固定于箱体(1)上的l型支架上。

技术总结
本发明公开了一种数控机床工件在线测量装置，包括回转油缸，摇臂，测头机构，吹气机构和限位开关机构。本装置整体原理简单，通过回转油缸驱动摇臂做回转运动。当进油口进油时，油液通过液控单向阀进入到油腔内，进而驱动叶片运动，叶片与主轴相连，此时主轴也随之转动，主轴两端通过两个角接触球轴承支撑，能够承受主轴轴向和切向的力，各密封圈保证油缸运转不漏油。摇臂通过螺栓与油缸主轴连接，主轴转动带动摇臂转动，在两个终点位置，均设有接近开关。本发明具有结构紧凑，工作效率高，工作可靠，寿命长，控制简单等特点。

技术研发人员：邹运,居万如
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12