專利名稱：平面磨床主動測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及臥軸、立軸矩臺平面磨床加工過程中的測量，屬測量儀器類。
現(xiàn)有的臥軸矩立軸臺平面磨床主動測量儀，一種是安裝在砂輪架上，在磨削加工過程中，測桿的測頭與往復(fù)運動的磁力工作臺上的工件斷續(xù)接觸，來測量工件加工高度尺寸；另一種是在機床立柱導(dǎo)軌上安裝同步感應(yīng)傳感器、光柵傳感器來反映砂輪架與機床立柱導(dǎo)軌之間的位移量，間接測量工件加工高度尺寸，前一種很少應(yīng)用，后一種應(yīng)用也不多，都存在著測量精度不高。
本發(fā)明的目的是提供一種平面磨床主動測量裝置，測頭能直接測量臥軸、立軸矩臺平面磨床上的工件的加工平面，砂輪架、移動床身的往復(fù)運動控制測頭的抬起和落下。本裝置適合安裝電感式、電容式、光柵式、磁柵式傳感器測量或數(shù)字儀顯示加工尺寸，控制機床進給系統(tǒng)，也可安裝機械式儀表供操作人員觀察實際加工尺寸。
本發(fā)明由測頭11、測桿12和13、測臂28、軸承座16、38、鋼帶15、齒輪37、齒條35、鋼絲繩21、卷簧41、桿24、座23、擺桿機構(gòu)70、擋塊73、無觸點開關(guān)87、探桿62、儀器殼1、傳感器36或47、機械式儀表4、探桿62、保險桿98等組成，儀器殼1內(nèi)壁襯有隔磁銅皮29。本發(fā)明是將測量裝置即儀器殼1安裝在移動床身55上的磁力工作臺76的旁邊，用螺釘58固定在移動床身55上，磁力工作臺76用螺釘77固定在移動床身55上。測頭11的抬起、落下與砂輪61橫向向前、向后移動同步，臥軸矩臺平面磨床的測頭11的抬起是通過固定在砂輪架上的固定導(dǎo)軌69上擺桿機構(gòu)70與移動導(dǎo)軌68上的擋塊73相碰，拉動鋼絲繩套20內(nèi)的鋼絲繩21，機床立柱74上有支承鋼絲繩套20的掛鉤75，鋼絲繩21牽動測量裝置儀器殼1內(nèi)的桿24的中心孔上端的止頭26，向下壓桿24，桿24與座23之間有壓簧25，桿24的下部插入座23的孔中滑動，座23用螺釘22固定在儀器殼1上。鋼帶15的一端用螺釘27與桿24固定相連，鋼帶15的中部用螺釘7固定在軸14上，鋼帶15的另一端與拉簧17的另一端與可調(diào)螺釘18、套19相連，套19插入儀器殼1底板中。鋼帶15帶動軸14轉(zhuǎn)動，固定在軸14的一端的測桿12、13和測頭11逐漸抬起，離開測量位置，砂輪61橫向向前移動到極限位置時，也撞不到測頭11。軸14與儀器殼1之間有密封圈31防水。當(dāng)砂輪61橫向向后移動時，在拉簧82的作用下，擺桿79上的滾輪83與擋塊73脫離，鋼絲繩21放回，在壓簧25、拉簧17作用下，軸14轉(zhuǎn)動，固定其上的測桿12、13和測頭11向工件60的加工面接觸測量。測頭11的測量點處始終有一用管子輸送冷卻液和壓縮空氣的噴頭59沖洗，使測量準確，噴頭和水氣管59的支架57用螺釘56固定在移動床身55上的磁力工作臺76的旁邊。擺桿機構(gòu)70由帶凸塊的擺桿座78、園盤擺桿79、軸81、滾輪83、拉簧82等組成，鋼絲繩21穿過擺桿座78的凸塊上的孔84，用螺釘80固定在園盤擺桿79的園周上。軸承33、軸承座16或38用螺釘34固定在測量裝置儀器殼1內(nèi)的一壁上的冂形架上或兩壁上。測頭11和測桿12、13采用不導(dǎo)磁材料。測桿13用螺釘8固定在軸14的一端，另一端固定有手柄32。測桿12的橫斷面呈凹型，測桿13的橫斷面呈凸形，兩測桿配合可相互移動，并用螺釘9固定，測頭11可在測桿12的端部孔中任意轉(zhuǎn)動角度，并用螺釘10固緊。測臂28用螺釘30固定在軸14的中部，螺釘6起限制測臂28位置作用。傳感器座3用螺釘2固定在儀器殼1上，可安裝電感式、電容式、光柵式、磁柵式傳感器36或機械式測量儀表4，用螺釘5固緊。由兩件組成一套的傳感器，一件47安裝在儀器殼1上，另一件46用螺釘45固定在測臂28上，或由測臂28來傳遞給固定在儀器殼1上的傳感器36的位移量。砂輪61的防護罩67上固定一軸64，有一繞軸64轉(zhuǎn)動并垂直向下的L形探桿62，探桿62下部與兩根彈簧93相連，彈簧93的另一端與軸63相連，彈簧93起定位作用，靠近探桿62的上部有一個無觸點開關(guān)和信號線65，無觸點開關(guān)65處于導(dǎo)通狀態(tài)。探桿的下端高于工件60約3mm，如遇鋼絲繩21斷，測頭11未抬起，探桿62下端碰到測頭11則轉(zhuǎn)動，離開無觸點開關(guān)65，開關(guān)65發(fā)出信號控制進給系統(tǒng)退刀。無觸點開關(guān)65采用電感式、翟爾元件式、光電式開關(guān)，并用螺釘66固定在防護罩67上。本測量裝置能直接測量臥軸矩臺平面磨床加工中工件60的高度尺寸，靜止定點測量時間長，實測精度達1u-2u，結(jié)構(gòu)簡單，易實現(xiàn)普通臥軸矩臺平面磨床加工過程半自動控制。
以下結(jié)合附圖對實施例進行詳細說明。


圖1、實施例一測量儀器殼體剖視圖。
圖2、實施例一測量儀器殼體A向視圖。
圖3、實施例二測量儀器殼體剖視圖。
圖4、實施例二測量儀器殼體C向視圖。
圖5、實施例三測量儀器殼體剖視圖。
圖6、實施例三測量儀器殼體G向視圖。
圖7、實施例四測量儀器殼剖視圖。
圖8、實施例四測量儀器殼體E向視圖。
圖9、實施例一、例二測量儀安裝在臥軸矩臺平面磨床上。
圖10、擺桿機構(gòu)70正視圖和側(cè)視圖。
圖11、實施例三測量儀安裝在臥軸矩臺平面磨床上。
圖12、實施例三的砂輪架上的固定導(dǎo)軌69上的無觸點開關(guān)87與移動導(dǎo)軌68上的擋塊73接近導(dǎo)通位置。
圖13、實施例四測量儀安裝在臥軸矩臺平面磨床上。
圖14、實施例四的砂輪架上的固定導(dǎo)軌69上的液壓閥90與移動導(dǎo)軌68上的擋塊73剛接觸的a、b2種位置。
圖15、圖13的H向視圖。
圖16、實施例5，從機床立柱背后看齒條99安裝在固定床身101上，移動床身94右移時，測量儀處于測量時的位置。
圖17、實施例5，齒條99安裝在固定床身101上，移動床身94左移接近極限時，測量儀退出測量時的位置。
圖18、圖19的N-N局部剖視圖。
圖19、實施例5，齒條103安裝在床身立柱104上，移動床身94左移，測量儀退出測量時的位置。
圖20、圖18的L向視圖。
圖21、防撞桿98與測頭11、保險肖105的相對位置。
圖22、圖21的M向視圖。
圖23、實施例5與測量儀器殼體剖視圖和齒輪37與齒條103的安裝位置。
圖24、實施例6測量儀器殼體剖視圖和間接傳動部件的安裝位置。
圖25、鋼和橡膠復(fù)合片109與支承軸承33內(nèi)圈接觸。
圖26、鋼和橡膠復(fù)合片109與支承軸承33外圈接觸。
圖27、測桿12、13與測頭11和軸14的位置。
圖28、圖27中測頭11的X向視圖和測頭11的Y-Y剖視圖。
圖29、圖27中測桿13與帶齒軸14的W向視圖。
實施例一參照圖1、圖2、圖9、圖10、圖15。
將標準尺寸工件60放在干凈磁力工作臺76上，吸磁，砂輪61橫向退至最后位置，砂輪架上的移動導(dǎo)軌68上的擋塊73離開擺桿滾輪83，鋼絲繩21放回，桿24、鋼帶15和軸14在壓簧25和拉簧17作用下復(fù)位，測頭11接觸標準尺寸工件60的平面測量，微調(diào)儀表4或傳感器36與測臂28的距離，使儀表箱71上的儀表定一標準刻度或數(shù)值，固緊螺釘5，調(diào)整保護裝置的探桿62的最下端高于砂輪60最下緣約3mm，取下標準件60，裝上加工件60(因外形一致用一編號)，對準砂輪61與工件60的高度后進行磨削。當(dāng)砂輪61橫向向前移動時，砂輪架上的移動導(dǎo)軌68上的擋塊73，固定導(dǎo)軌69上的擺桿機構(gòu)70的擺桿79上的滾輪83逐漸相碰，其上的鋼絲繩21的末端被拉回，這根鋼絲繩21的頭端上的止頭26下壓桿24，桿24拉鋼帶15，軸14轉(zhuǎn)動，測頭11向后偏轉(zhuǎn)，讓開砂輪61，即圖9上的虛線位置。砂輪61向前走到極限時又向后返回，砂輪架上的移動導(dǎo)軌68上的擋塊73離開擺桿79的滾輪83，擺桿79在拉簧82作用下復(fù)位，鋼絲繩21放回，桿24在壓簧25作用下升起，鋼帶15在拉簧17作用下復(fù)位，軸14也復(fù)位，測頭11接觸工件60的加工面，測量儀表4或傳感器36與測臂28接觸，儀表4觀察指針刻度值或傳感器36將信號通過信號線72傳入儀表箱71，砂輪61往復(fù)多次磨削，測頭11測量多次，直至尺寸加工到標準刻度或數(shù)值時，采用機械式儀表4時，操作人員退刀；采用傳感器36時，信號傳入儀表箱71，發(fā)出退刀控制信號。儀表箱71固定在機床立柱74的側(cè)面上。傳感器36、無觸點開關(guān)65的信號線與儀表箱71引出線72相連接。
實施例二參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖9、圖10、圖15。
在實施例一的基礎(chǔ)上，將鋼帶15改為齒輪37固定在軸14上，桿24的上端與齒條35固為一體，齒條35與齒輪37嚙合，鋼絲繩21的止頭26下壓齒條35和桿24，帶動齒輪37轉(zhuǎn)動，軸14即轉(zhuǎn)動。在軸14上用螺釘40固定有卷簧41的一端，卷簧41的另一端用螺釘42固定在儀器殼1上，卷簧41代替了拉簧15。當(dāng)鋼絲繩21放回時，在壓簧25、卷簧41作用下，桿24與齒條35同時升起，帶動齒輪37和軸14同時轉(zhuǎn)動，測頭11接觸工件60的加工平面進行測量，反之，則退出測量。其他部件與實施例一相同。
實施例三參照圖1、圖2、圖5、圖6、圖11、圖12、圖15。
在實施例一、例二的基礎(chǔ)上，將擺桿機構(gòu)70、擋塊73、鋼絲繩21改為無觸點開關(guān)87、擋塊73、電磁鐵43、阻尼器48、控制信號線85。電磁鐵芯44與齒條35的一端固定相連，齒條35與齒輪37嚙合，齒輪37固定在軸14上，線圈49固定在電磁鐵的殼體43內(nèi)，無觸點開關(guān)87被卡子86和螺釘88安裝在原擺桿機構(gòu)70位置處，擋塊73隨移動導(dǎo)軌68與無觸點開關(guān)87接近、離開，發(fā)出信號通過信號線85和50控制電磁鐵43吸、放，測頭11則退出測量、進入測量。由固定在儀器殼1上的件47和固定在測臂28上的件46組成的電感式、電容式、光柵式、磁柵式傳感器檢測到的信號通過信號線72傳入儀表箱71，控制進刀或顯示被測工件60的加工尺寸。阻尼器48使測頭11放下減小沖擊。其他部件與實施例一、例二相同。
實施例四參照圖1、圖2、圖7、圖8、圖13、圖14、圖15。
在實施例一、例二、例三的基礎(chǔ)上，將擺桿機構(gòu)70、擋塊73、鋼絲繩21改為液壓閥90、擋塊73、油管89、油缸51。油缸51的活塞桿52上端直接與齒條35固為一體或整體，齒輪37固定在軸14上，液壓閥90用螺釘92固定在原擺桿機構(gòu)70的位置處，如圖14所示，可豎置a)，可橫置b)。擋塊73隨移動導(dǎo)軌68用端面或斜面與液壓閥90相碰、離，通過油管89控制的油缸51中的油量進、出，使測頭11退出測量、進入測量。其他部件與實施例一、例二、例三相同。
實施例五參照圖3、圖4、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20、圖21、圖22、圖23。
在實施例一、例二的基礎(chǔ)上，將本測量裝置應(yīng)用于立軸矩臺平面磨床時，將測量儀器殼體1移于磁力工作臺運動的前端或后端，固定在移動床身94上。去掉鋼絲繩21、擺桿機構(gòu)70，改為齒輪37傳動。測量儀器殼體1和傳感器36的頂部低于工件100的加工平面。測桿12、13和測頭11安裝在軸14的一端，齒輪37從軸14的中部移于軸14的另一端。當(dāng)移動床身94向左移動接近極限時，齒輪37與固定在固定床身101上的齒條99嚙合轉(zhuǎn)動或與機床立柱104上的齒條103嚙合轉(zhuǎn)動，帶動軸14和測桿12、13和測頭11向后轉(zhuǎn)動讓開砂輪96，當(dāng)移動床身94向右移動時，齒條99與齒輪37脫離，軸14在卷簧41的作用下，向前轉(zhuǎn)動，測頭11接觸工件100加工面進行測量，多次往復(fù)，多次測量、直至達到標準尺寸時，退出加工。齒條99、齒條103分別用螺釘102、97固定在床身101上、機床立柱104上。砂輪防護罩95上用螺釘97固定有傾斜的保險桿98。測桿12上增加一根保險肖105，當(dāng)齒輪37或齒條99任何一方不起作用時，測頭11未抬起，保險桿98將碰在保險肖105的下緣，因有斜面，將測桿12、13鏟起抬高，免遭砂輪96撞擊。保險桿98上帶移動槽，可根據(jù)砂輪96、工件100的高度調(diào)節(jié)。其他部件與實施例一、例二相同。
實施例六參照圖3、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20、圖21、圖22、圖23、圖24、圖25、圖26、圖27、圖28、圖29。
在實施例二、例五的基礎(chǔ)上，對于測量精度要求較高的立軸矩臺平面磨床，將采用齒輪37間接傳動軸14，即在軸14的原齒輪37安裝處橫插一肖子110，在與軸14的同軸線上，增加一間接轉(zhuǎn)動軸112，用軸承33、軸承座113支承在移動床身94上，用螺釘34固緊。軸112的中部安裝有復(fù)位卷簧41，卷簧41的一端用螺釘40固定在軸112上，另一端用螺釘42固定在軸承座113上。軸112與軸14接近的一端安裝一叉形件111，可帶動肖子110正、反轉(zhuǎn)動，即帶動軸14、測桿12和13、測頭11進入測量、退出測量。在測桿12的端部有夾緊測頭11的園孔，園孔的周圍端面上有均勻分布呈園軌跡的小孔114，測頭11與園孔端面接觸處有一防滑肖115，插入小孔114內(nèi)。軸14與測桿13配合的外元是由尖齒組成，測桿13上的夾緊孔的內(nèi)元也由尖齒組成，防止滑移。軸112的另一端安裝齒輪37，與立柱104上的齒條或固定床身101上的齒條99相嚙合，帶動軸112和軸14轉(zhuǎn)動。在軸承座16與殼體1之間的軸承33安裝孔內(nèi)，增加一鋼和橡膠復(fù)合彈性園片、波浪型彈簧圈109，對左右軸承33的內(nèi)圈或外圈同時產(chǎn)生二個向軸14的中部的軸向力、向軸14的兩端的軸向力，減少軸承33的游隙，提高轉(zhuǎn)動精度。用管子輸送的冷卻液和壓縮空氣噴頭59，用螺釘10固定在測桿12、13上，噴頭59對準測頭11的觸點處，冷卻液和氣源由機床自備設(shè)備引入。其他部件與實施例二、例五相同。
權(quán)利要求
1.一種由測頭11、測桿12和13、測臂28、軸14、軸承座16和38、鋼帶15、齒輪37、齒條35、帶套鋼絲繩20、桿24、座23、擺桿機構(gòu)70、傳感器36或47、機械式儀表4、無觸點開關(guān)87、液壓閥90、擋塊73、探桿62、保險桿98、測量裝置儀器殼體1等組成的平面磨床主動測量裝置，其特征在于，測量裝置儀器殼體1安裝在移動床身55上的磁力工作臺76的旁邊，在砂輪架的移動導(dǎo)軌68和固定導(dǎo)軌69上、固定床身101上、機床立柱104上，固定有擺桿機構(gòu)70、無觸點開關(guān)87、液壓閥90、擋塊73、齒條99、齒條103，通過帶套鋼絲繩20、信號線85、油管89、齒輪37與測量裝置儀器殼1內(nèi)部連接，控制軸14轉(zhuǎn)動，帶動測頭11動作，測量裝置儀器殼1上安裝有傳感器36、47、機械式儀表4。
2.按權(quán)利要求書1規(guī)定的裝置，儀器殼體1安裝在立軸、臥軸矩臺平面磨床的移動床身94、55上，磁力工作臺的旁邊，測量儀器殼體1的高度低于磨削加工面，儀器殼1的內(nèi)壁襯有隔磁銅皮29，儀器殼1上、測臂28上安裝有傳感器座3、傳感器46和47、36，適用安裝電感式、電容式、光柵式、磁柵式傳感器、機械式儀表4。
3.按權(quán)利要求1規(guī)定的裝置，在砂輪架的固定導(dǎo)軌69和移動導(dǎo)軌68上、固定床身101上、機床立柱104上，固定有擺桿機構(gòu)70、無觸點開關(guān)87、液壓閥90、擋塊73、齒條103、齒條99，無觸點開關(guān)87采用電感式、翟爾元件式、光電式。
4.按權(quán)利要求1規(guī)定的裝置，在砂輪架上的移動導(dǎo)軌68和固定軌69上的擺桿機構(gòu)70、無觸點開關(guān)87、液壓閥90、儀表箱71與測量裝置儀器殼1之間連接有帶套鋼絲繩20、信號線85和72、油管89。
5.按權(quán)利要求1、2規(guī)定的裝置，在測量裝置儀器殼體1內(nèi)，軸14被固定在兩內(nèi)壁上的軸承座38內(nèi)的軸承33支承、固定在一內(nèi)壁上的冂形架16上的兩套軸承33支承，軸承座38和16的安裝軸承33的孔內(nèi)裝有接觸內(nèi)圈、外圈的針對游隙的鋼和橡膠復(fù)合彈性園片、波浪型彈簧片109，對稱安裝，軸14的兩端穿過儀器殼體1，一端固定有手柄32，另一端固定有測桿13，與測桿13配合的軸14的外元是由尖齒組成，測桿13上的夾緊孔的內(nèi)元也由尖齒組成，防止滑移，測桿12的橫斷面呈凹形，測桿13的橫斷面呈凸形，測桿12的端部有夾測頭11的園孔，園孔周圍端面有均勻分布呈園跡的小孔114，測頭11與園孔接觸的端面上有一防滑肖115，插入小孔114內(nèi)，測頭11、測桿12和13采用不導(dǎo)磁材料，軸14與儀器殼1間有密封件31。
6.按權(quán)利要求1、5規(guī)定的裝置，對于臥軸矩臺平面磨床，在軸14的中部固定有鋼帶41、齒輪37、測臂28、卷簧41的一端，卷簧41的另一端固定在軸承座16上，對于立軸矩臺平面磨床，在軸14的中部固定有測臂28、卷簧41的一端，齒輪37固定在軸14的一端，與齒輪37嚙合的齒條103、99齒口向下，齒條103、99固定在床身立柱104上、固定床身101上，測臂28的上方安裝有減速用的阻尼器48。
7.按權(quán)利要求1規(guī)定的裝置，在桿24的中心孔中有鋼絲繩21穿過，鋼絲繩21的止頭26在桿24的上端，桿24的上端側(cè)面與鋼帶41的一端固為一體、桿24的上端側(cè)面為齒條35，桿24的下部插入座23的孔中滑動，座23用螺釘22固定在儀器殼1底部，桿24與座23之間有壓簧25，鋼帶15的另一端與拉簧17的一端相連結(jié)，拉簧17的另一端與可調(diào)螺釘18、套19相連，套19插入儀器殼1底板中，可轉(zhuǎn)動。
8.按權(quán)利要求1規(guī)定的裝置，對于臥軸矩臺平面磨床，砂輪防護罩67的端蓋上安裝有繞軸64可轉(zhuǎn)動的L形探桿62，探桿62的上部旁固定有一無觸點開關(guān)及信號線65，信號線72與機床進給系統(tǒng)、傳感器36、47、無觸點開關(guān)65和儀器殼1相連，探桿62的下部固定有兩根限位彈簧93的一端，另一端固定在防護罩67上的軸63上，對于立軸矩臺平面磨床，在防護罩67相對儀器殼1的一方，安裝有一傾斜的保險桿98，用螺釘97固定在防護罩95上，測桿12上固定一與保險桿98相碰的保險肖105。
9.按權(quán)利要求1規(guī)定的裝置，對于臥軸矩臺平面磨床，在移動床身55上的磁力工作臺76旁，用螺釘56固定一噴頭和水氣管59的支架57，噴頭59噴射的冷卻水、壓縮空氣對準測頭11測量的工件60的加工平面處，對于立軸矩臺平面磨床，用螺釘10固定噴頭59對準測頭11的觸點處，噴頭和水氣管59與機床冷卻水泵、氣源相連。
10.按權(quán)利要求1、5、6規(guī)定的裝置，對于立軸矩臺磨床，采用間接傳動時，軸14的原齒輪37一端換為肖子110橫插入軸14中，間接傳動軸112的一端為叉形件111，另一端為齒輪37，用冂形軸承座113支承軸112，軸112的中部用螺釘40固定卷簧41的一端，卷簧41的另一端用螺釘42固定在冂形軸承座113上，床身立柱104、固定床身101上的齒條103、99與齒輪37嚙合轉(zhuǎn)動，帶動測頭11轉(zhuǎn)動，軸承座113用螺釘34固定在移動床身94上和磁力工作臺的側(cè)面。
全文摘要
一種平面磨床主動測量裝置，測頭能直接接觸臥軸、立軸矩臺平面磨床上的工件加工平面，砂輪架、移動床身的往復(fù)運動通過擺桿機構(gòu)、無觸點開關(guān)、液壓閥控制測頭的抬起和落下，可安裝電感式、電容式、光柵式、磁柵式傳感器或數(shù)字儀顯示加工尺寸、控制機床進給系統(tǒng)，也可安裝機械式儀表，控制精度1—2μ，供操作人員觀察實際加工尺寸，易實現(xiàn)普通平面磨床加工自動化、半自動化、數(shù)字化，從而提高工效和加工精度。
文檔編號B24B49/00GK1100983SQ9311197
公開日1995年4月5日 申請日期1993年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月28日
發(fā)明者張中堅 申請人:張中堅