一种坐标测量机的测试探针的组装方法及其组装治具与流程

本发明涉及测量设备的组装与校对的技术领域，具体是涉及一种坐标测量机的测试探针的组装方法及其组装治具。

背景技术：

三坐标测量机(CMM，Coordinate Measuring Machine)的5WAY(5WAY包括处于同一面内同心且相互垂直的四根测试探针以及竖直于所述平面的一根测试探针，共5根测试探针)测试探针，在现有技术的装夹方法过程中(将测试探针装夹到机器机身)，不具备防呆功能。

测试探针固定盘可围绕转接轴任一方向旋转任一角度，只要一紧固转接和延长杆测试探针(垂直方向的测试探针)，固定盘就会围绕竖直轴旋转，进而带动处于同一平面内的其他四根测试探针转动，导致测试探针装紧后倾斜引起测量结果的误差超出可接受的公差范围(即同一平面内的四根测试探针，无法保证处于水平面、相互垂直且无倾斜的状态)，倾斜角度越大则测量误差越大甚至会使测量结果失效。

因此，现有的装夹测试探针的方法非常难以准确控制，通常需要反复装夹调整，有时要耗时数小时才能免强调试好，效率非常低，测试探针安装调试不好会直接影响测试探针测量准确性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种坐标测量机的测试探针的组装方法及其组装治具，以解决现有技术中装夹测试探针过程时存在的装夹困难以及装夹精度低的技术问题。

为解决上述问题，本发明实施例一方面提供了一种坐标测量机的测试探针的组装方法，所述方法包括：

提供一测试探针组件，所述测试探针组件包括固定盘、安装于所述固定盘的侧壁上且沿所述固定盘的径向延伸的至少一根侧向探针、安装于所述固定盘底部且沿所述固定盘的轴向延伸的转接件以及底部探针；

提供一组装治具，其中所述组装治具包括承台，所述承台上设置有容置孔以及与所述容置孔连接的至少一容置槽；

将所述固定盘和所述转接件放置并定位于所述容置孔内，并将所述侧向探针放置并定位于所述容置槽内；

将所述底部探针紧固于定位后的所述转接件上。

根据本发明一优选实施例，所述侧向探针的数量为四个，所述四个侧向探针以所述固定盘为中心两两相对设置且相邻设置的所述侧向探针相互垂直，所述容置槽的数量为四个，所述四个容置槽以所述容置孔为中心两两相对设置且相邻设置的所述容置槽相互垂直。

根据本发明一优选实施例，所述底部探针预先安装于所述转接件上，所述将所述固定盘和所述转接件放置并定位于所述容置孔内，并将所述侧向探针放置并定位于所述容置槽内的步骤包括：

从所述承台的一侧将所述固定盘、所述转接件以及所述底部探针放置并定位于所述容置孔内，并使得所述底部探针从所述承台的另一侧至少部分外露。

根据本发明一优选实施例，所述提供一组装治具的步骤包括：

对所述组装治具进行位置调整，以使得所述容置槽沿预设的参考方向设置；

所述将所述固定盘和所述转接件放置并定位于所述容置孔内，并将所述侧向探针放置并定位于所述容置槽内的步骤之后进一步包括：

将定位的所述转接件或所述固定盘与所述坐标测量机的检测设备进行连接。

根据本发明一优选实施例，所述固定盘设置有轴向通孔，所述转接件固定于所述轴向通孔内，所述测试探针组件进一步包括延长杆和吸盘，所述定位的所述转接件或所述固定盘与所述坐标测量机的检测设备进行连接的步骤包括：

将所述延长杆组装至所述吸盘上，并将所述吸盘吸附于所述坐标测量机的检测设备上；

传动所述检测设备，以使得所述延长杆对准所述固定盘的轴向通孔并与所述转接件固定。

根据本发明一优选实施例，所述对所述组装治具进行位置调整的步骤包括：

对沿所述容置槽的延伸方向间隔设置的两个参考点进行坐标检测；

根据检测后的坐标判断所述容置槽的延伸方向与所述参考方向是否在误差容许范围内。

根据本发明一优选实施例，所述底部探针预先安装于所述转接件上，且所述测试探针组件预先安装于所述坐标测量机的检测设备上；

所述对沿所述容置槽的延伸方向间隔设置的两个参考点进行坐标检测的步骤包括：

利用所述底部探针对所述两个参考点进行位置检测。

根据本发明一优选实施例，在所述将定位的所述转接件或所述固定盘与所述坐标测量机的检测设备进行连接的步骤和所述将所述底部探针紧固于定位后的所述转接件上的步骤之后，进一步包括：

利用所述侧向探针对所述两个参考点进行坐标检测；

根据检测后的坐标判断所述侧向探针的延伸方向与所述参考方向是否在所述误差容许范围内。

根据本发明一优选实施例，所述组装治具进一步包括底座和连接板，其中所述底座和所述承台彼此间隔设置，所述连接板设置于所述底座和所述承台的侧向并连接所述底座和所述承台，所述连接板远离所述底座和所述承台的一侧设置成平面；

所述对所述组装治具进行位置调整的步骤包括：

将所述连接板远离所述底座和所述承台的一侧抵靠于沿所述参考方向设置的参考板上。

根据本发明一优选实施例，所述组装治具进一步包括锁止件；

所述将所述底部探针紧固于定位后的所述转接件上的步骤之前，进一步包括：利用所述锁止件将所述固定盘固定于所述容置孔内。

根据本发明一优选实施例，所述固定盘设置有轴向通孔，所述转接件固定于所述轴向通孔内，所述测试探针组件包括延长杆，所述延长杆从所述固定盘的顶部插置于所述轴向通孔内，并与所述转接件固定，所述承台上设置有两条以所述容置孔为中心且相对设置的两条所述容置槽，所述锁止件包括分别设置于所述两个容置槽上的两个滑块以及用于分别锁止所述两个滑块的两个紧固螺丝；

所述利用所述锁止件将所述固定盘锁止于所述容置槽的步骤包括：

将所述滑块移动成盖设于所述固定盘上并夹持所述延长杆；

利用所述紧固螺丝锁止所述滑块。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种坐标测量机的测试探针的组装治具，所述组装治具包括承台，所述承台上设置有容置孔以及与所述容置孔连接的至少一容置槽，所述容置孔和所述容置槽分别用于放置并定位测试探针组件的固定盘以及安装于所述固定盘的侧壁上且沿所述固定盘的径向延伸的至少一根侧向探针。

根据本发明一优选实施例，所述容置槽的数量为四个，所述四个容置槽以所述容置孔为中心两两相对设置且相邻设置的所述容置槽相互垂直。

根据本发明一优选实施例，所述组装治具进一步包括锁止件；所述锁止件用于将所述固定盘锁止于所述容置槽。

根据本发明一优选实施例，所述承台上设置有两条以所述容置孔为中心且相对设置的两条所述容置槽，所述锁止件包括分别设置于所述两个容置槽上的两个滑块以及用于分别锁止所述两个滑块的两个紧固螺丝，其中所述滑块设置成能够移动成盖设于所述固定盘并夹持设置于所述固定盘的顶部的延长杆。

根据本发明一优选实施例，所述承台上进一步设置有位于所述容置槽的两侧且与所述容置槽连接的滑槽，所述滑块包括滑块主体以及设置于所述滑块主体两侧的嵌块，其中所述滑块主体设置于所述容置槽内，所述嵌块嵌设于所述滑槽内。

根据本发明一优选实施例，所述组装治具进一步包括底座和连接板，其中所述底座和所述承台彼此间隔设置，所述连接板设置于所述底座和所述承台的侧向并连接所述底座和所述承台，所述连接板远离所述底座和所述承台的一侧设置成平面。

相对于现有技术，本发明提供的坐标测量机的测试探针的组装方法及其组装治具，先利用组装治具将处于水平面的测试探针定位准确并固定，然后将处于竖直方向的测试探针固定定位。其中，该组装治具结构简单，操作方便，使操作人员可以很容易将测试探针装夹到预设的公差范围之内，提高了装夹的效率和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明坐标测量机的测试探针组装方法一实施例的流程示意图；

图2是测试探针的整体结构示意图；

图3是测试探针的爆炸图；

图4是组装治具的整体结构轴测图；

图5是组装治具的侧视图；

图6是承台的结构示意图；

图7是滑块的顶部视图；

图8是滑块的底部视图；

图9是将部分测试探针组件装入容置槽的示意图；以及

图10是测试探针组件安装好后的部分结构侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指

出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明坐标测量机的测试探针组装方法一实施例的流程示意图，该组装方法包括但不限于以下步骤。

步骤S100，提供一测试探针组件。

请一并参阅图2和图3，图2是测试探针的整体结构示意图，图3是测试探针的爆炸图。本实施例图示中的测试探针为5WAY测试探针，该测试探针组件100包括吸盘110、延长杆120、固定盘130、安装于固定盘130的侧壁上且沿固定盘130的径向延伸的4根侧向探针140、安装于固定盘130的底部且沿固定盘130的轴向延伸的转接件150以及底部探针160。

具体而言，吸盘110用于吸附于坐标测量机的检测设备(检测传感器)上，延长杆120的一端与吸盘110连接，另一端顶持于固定盘130的上表面，固定盘130设置有轴向通孔131，转接件150固定于轴向通孔131内。延长杆120与穿过固定盘130的转接件150螺纹连接；转接件150的另一端与底部探针160连接；四个侧向探针140以固定盘130为中心两两相对设置且相邻设置的侧向探针140相互垂直，四个侧向探针140处于同一平面(安装校正后为水平面)内。

当然，本实施例图示给出的是5WAY测试探针的结构，该测试探针组装方法还可以用在3WAY、4WAY甚至2WAY测试探针结构中，只要保证存在至少一个沿固定盘130的径向延伸的侧向探针140以及至少一个底部探针160。

步骤S200，提供一组装治具。

请一并参阅图4和图5，图4是组装治具的整体结构轴测图，图5是组装治具的侧视图。该组装治具200包括但不限于以下结构组成：承台210、连接板220、底座230以及锁止件240。

具体而言，底座230和承台210彼此间隔设置，连接板220设置于底座230和承台210的侧向并用于连接底座230和承台210，其中，连接板220在远离底座230和承台210的一侧设置成平面。底座230上设有通孔231，通孔231与螺钉232配合，以将组装治具200锁止于坐标测量机的机台上。

请参阅图6，图6是承台的结构示意图，该承台210上设置有容置孔211以及与容置孔211连接的四个容置槽212。由于本图示实施例对应5WAY测试探针结构设计，因此设置四个容置槽212，底部测试探针160穿过容置孔211，在其他实施例中，还可以设置一个、两个或者多个容置槽212的结构，已对应2WAY、3WAY、4WAY以及多WAY的测试探针结构，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再一一列举。

本实施例中，四个容置槽212以容置孔211为中心两两相对设置且相邻设置的容置槽212相互垂直，处于同一平面内，容置槽212的底部呈V字型，顶端开口较大，该结构可以保证锁止件240可以将探针140压紧于容置槽212内。

锁止件240用于通过压紧测向探针140将固定盘130锁止于四个容置槽212的交汇处，即容置孔211内。该锁止件240进一步包括滑块241以及紧固螺丝242。滑块241为两块，分别设于相对设置且处于同一直线上的两个容置槽212上，请继续参阅图5，该承台210上进一步设置有位于容置槽212的两侧且与容置槽212连接的滑槽213，滑块241可沿滑槽213滑动，并能够移动成盖设于固定盘130并夹持设置于固定盘130的顶部的延长杆120。

请进一步参阅图7和图8，图7是滑块的顶部视图，图8是滑块的底部视图。该滑块241包括滑块主体2411以及设置于滑块主体2411两侧的嵌块2412，其中滑块主体2411设置于容置槽上部内，嵌块2412嵌设于滑槽213内。其中，滑块主体2411的一端还设有V型槽2413，V型槽2413用于夹紧延长杆120。另外，滑块241的底部还设有斜台2414，该斜台2414的倾斜角度与测向探针140的外形相适应，用以将测向探针140压紧于容置槽212的底部。

请继续参阅图6，承台210在容置槽212顶部的边沿位置设有螺纹孔214，紧固螺丝242通过与螺纹孔214的配合，实现对滑块241的压紧锁止。

步骤S300，将固定盘和转接件放置并定位于容置孔内，并将侧向探针放置并定位于容置槽内；将底部探针紧固于定位后的转接件上。

在组装时，首先对组装治具200进行位置调整，以使得容置槽212沿预设的参考方向设置。具体为：将组装治具200的底座230固定于CMM机台的底板上，旋动螺钉232使底座230处于半松半紧状态，此时将至少安装有底部测试探针160的探针组件安装于传感器上，用底部测试探针160在容置槽212延伸方向间隔设置的两个参考点进行坐标检测，具体为在容置槽212内壁两端各取一点，比较两点X方向坐标值相差程度(即判断容置槽212的延伸方向与参考方向是否在误差容许范围内)再做调整(反复打点反复调整)，直到两端X坐标值相等或者在预设误差范围之内，然后锁紧底座230的固定螺丝232(完全不能晃动为止)。

进一步优选地，CMM机台的底板上还可以配有挡板(图中未示)，可先将挡板校平，用组装治具200的连接板220在远离底座230和承台210的一面靠贴于挡板上即可，该方法可以使组装治具200的校核过程变得更为简单。

将吸盘110和延长杆120拆下，具体可以为用专用扳手从延长杆120处拆分开，使测试探针组件100分成上下两部分，此时底部探针160已经预先安装于转接件150上。将固定盘130和转接件150放置并定位于容置孔211内，并将侧向探针140放置于容置槽212内(注意置放时两手协作用手托住处底部探针160缓慢放入V容置槽212中)，并使得底部探针160从承台210的另一侧至少部分外露。请参阅图9，图9是将部分测试探针组件装入容置槽的示意图。

然后将定位的转接件150和固定盘130与坐标测量机的检测设备(传感器)进行连接。具体地，将延长杆120与吸盘110连接，并将连接后的二者吸回传感器(测量机的检测设备)位置处，操作控制手柄下降Z轴使延长杆120的螺丝孔对准固定盘130的轴向通孔慢慢放下，在慢慢放下的过程中将延长杆120的螺纹孔与转接件150顶端固定连接，直到延长杆120接触到测针固定盘130时听“的”一声响之后即停止下降Z轴动作。

将两侧滑块241移动盖设于固定盘130，并使V型槽2413至夹紧延长杆120位置处，然后锁紧滑块241；此时固定盘130、延长杆120、侧向探针140以及转接件150一并被固定，固定盘130固定于容置孔211内，侧向探针140被固定于容置槽212内。

其中，在通过紧固螺丝242锁紧滑块241过程中，力度不可太大，力度太大可能会压坏测向探针140，一般建议在3～5牛顿力的范围内即可。

将底部探针160紧固于定位后的转接件150上。具体地，将专用拆装扳手分别塞进底部探针160与延长杆120上紧固孔内，两手配合旋紧，同时保证延长杆120以上部分吸盘110处于静止状态，仅需要旋紧的测针部分，旋至不可旋动为止，力度太大专用扳手可能会扳弯，松紧度足以不至于测针松动即可。请参阅图10，图10是测试探针组件安装好后的部分结构侧视图。

松去容置槽212内的两个滑块241，通过操控坐标测量机的操作手柄，将整个测试探针组件100抬起起至绝对安全高度或区域，然后利用侧向探针140(具体可以为相对设置的两个侧向探针)对两个参考点(前述的容置槽212内壁两端的两个点)进行坐标检测，根据检测后的坐标判断侧向探针140的延伸方向与参考方向是否在误差容许范围内，如不在误差允许范围内，需查找原因重新装夹重复以上步骤。如果在误差允许范围内，则完成对测试探针组件100的装夹工作。

相对于现有技术，本发明提供的坐标测量机的测试探针的组装方法及其组装治具，先利用组装治具将处于水平面的测试探针定位准确并固定，然后将处于竖直方向的测试探针固定定位。其中，该组装治具结构简单，操作方便，使操作人员可以很容易将测试探针装夹到预设的公差范围之内，提高了装夹的效率和准确性。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。