專利名稱:測長裝置的制作方法
本發(fā)明一般地涉及裝有一磁性刻度尺，一個光學(xué)刻度尺或類似件的測長裝置，更具體地說，這個發(fā)明涉及一能容易組裝，也容易安裝在被監(jiān)控的機(jī)床或其他機(jī)械上的測長裝置。
在已有技術(shù)中，磁性刻度尺和光學(xué)刻度尺，過去喲直和其他測長裝置一起，應(yīng)用在數(shù)字機(jī)床控制上。通常的刻度尺借助一個底座固裝在機(jī)床上，這在測長裝置的維修和置換中就產(chǎn)生了問題，舉例來說，每次從機(jī)床上拆下測長裝置后都必須重新經(jīng)過調(diào)節(jié)校準(zhǔn)，調(diào)節(jié)校準(zhǔn)通常是用選擇測量器(Pick-tester)和調(diào)整片等等進(jìn)行的，同時為求真正精確的校準(zhǔn)，調(diào)整也是比較費時的。再者，當(dāng)在機(jī)床上安裝測長裝置時，通常還要用墊片補償生產(chǎn)制造中在測長槽上引起的不可避免的變形和彎曲，所以一般的測長裝置的調(diào)節(jié)是非常棘手的。
此外，在機(jī)床裝配架上裝配測長裝置的頭組件(head assembly)時，在通常的測長裝置情況下又遇到另外一些問題，在裝配架上裝配頭組件的一般技術(shù)是用墊片調(diào)整頭的承載部件相對于裝配架的垂直高度，而用墊片調(diào)整組件相對于裝配架的調(diào)整范圍是很有限的，這就要求調(diào)整使用者一方的裝配架的的高度。
因此，本發(fā)明的目的在于提供組裝和易于安裝在機(jī)床或類似機(jī)器上的測長裝置。
本發(fā)明的另一更為具體的目的在于提供一個帶有組件的測長裝置，該頭組件有一底座構(gòu)件固裝在與使用測長裝置的設(shè)備相對的固定架上，利用底座可以對頭組件作位置上的調(diào)整。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一個具有測長槽(scale Channel)的測長裝置，此測長槽安裝在設(shè)備上時，可以通過補償制造中因變形和/或彎曲而產(chǎn)生的尺寸偏差來進(jìn)行精確的調(diào)整。
為了完成前述和其他一些目的，本發(fā)明是由以下方式實現(xiàn)的測長裝置具有一種調(diào)整設(shè)施或機(jī)構(gòu)，它能提供相對于安裝測長裝置的設(shè)備的空間可調(diào)性，調(diào)整機(jī)包括一可以以相對于設(shè)備的配合面作空間調(diào)整的元件。
可調(diào)節(jié)的調(diào)整元件是測長頭組件的一部分，它可以相對于設(shè)備的配合面，例如對自設(shè)備伸展出來的安裝架作垂直的移動。另一種方法，調(diào)整元件可以在安裝頭組件的測長槽的兩端配備球狀端構(gòu)件。球狀端構(gòu)件與定位工具精確地安裝在設(shè)備上的安裝構(gòu)件相結(jié)合，定位工具基本上和測長槽一樣長，球狀端構(gòu)件與相應(yīng)的安裝構(gòu)件間的接合是可以脫開的，這樣就可以拆下測長槽，而需從設(shè)備上拆下安裝構(gòu)件。
這樣的調(diào)整機(jī)構(gòu)便利了測長裝置對設(shè)備的定位調(diào)整。特別是，在測長頭組件上的可垂直移動的調(diào)整構(gòu)件便利了接合安裝架的測長頭組件和安裝架之間的距離的調(diào)整而不需要用墊片。此外，當(dāng)測長頭組件必須卸下時，這種在球狀端構(gòu)件和安裝構(gòu)件之間可以解脫的接合，保持了借助于定位工具實現(xiàn)的，設(shè)備上的安裝構(gòu)件的定位的精確性。
根據(jù)發(fā)明的一個方面，測長裝置包括一個測長桿(Scalerod)，一個頭組件安裝在固定構(gòu)件架上并測與長桿相聯(lián)系，又能沿著測長桿移動，在平行于測長桿方向上測量移動物體的位移;一個測長槽，它支持測長桿并固定在可移動的物體上，一個用來確定頭組件和測長槽相對于移動物體和固定構(gòu)件的位置的定位機(jī)構(gòu)，后者的特征是，定位工具至少獨立于頭組件和測長槽之一，以使頭組件和測長槽之一能夠移動從而對物體和/或固定構(gòu)件的位置作精確的調(diào)整，另一特征就是定位工具裝有緊固工具限止頭組件和測長槽之一相對于定位工具的移動，以便保持頭組件和測長槽之一在相對于運動物體和/或固定構(gòu)件的應(yīng)有位置上。
根據(jù)發(fā)明的另一個方面，把測長裝置安裝在設(shè)備例如機(jī)床或類似機(jī)器上的方法包括的步驟是提供包括一個頭組件和有預(yù)定長度和預(yù)定形狀的測長槽和測長裝置;
提供可接合于測長槽兩縱向兩端的一對安裝架;
提供一個實際上相同于測長槽度的定位工具。它還有喲適用于與測長裝置在上面定位和固定構(gòu)件的相應(yīng)面相配合的定位平面。
把安裝架接合在定位工具兩縱向端上，并借助定位工具確定安裝架相對于固定構(gòu)架的位置;
把安裝部件固定在固定構(gòu)件上，其固定位置由前一步驟確定;
從固定在固定構(gòu)件上的安裝部件上拆下定位工具，安裝測長槽，把測長草的縱向兩端連接在安裝部件上。
發(fā)明的另一個方面，把測長裝置安裝在設(shè)備上，例如機(jī)床或類似機(jī)械上的方法包括的步驟是把一對安裝架之一安裝在第一個物體上、把在尺寸和形狀上和最后完工的測長裝置的一個構(gòu)成部分的測長槽相同的定位工具的兩端連接在每一安裝架上以便把砸保持在一固定長度的間隔處;
確定余下的安裝架固定長度間隔處的第一物體上的位置，并把余下的安裝架固定在第一物體上。
自安裝架上卸下定位工具;
把測長槽相對的兩端接合到安裝架上;
把安裝架連接在定位工具的兩個縱向端上，并借助定位工具確定安裝架相對于固定構(gòu)件的位置;
在前一步驟確定的位置上把安裝部件固定在固定構(gòu)件上;最后再從固裝在固定構(gòu)件上的安裝部件上解除定位工具，安裝測長槽，把它的縱向端連接在安裝部件上。
本發(fā)明完成的其他目的和優(yōu)點從以下詳細(xì)的說明中就會清楚了。
從以下詳細(xì)的說明和本發(fā)明的最佳實施方案的附圖中將會更為充分地理解本發(fā)明，可是，本發(fā)明并不限于所述的最佳實施方案，這里所舉的最佳方案僅僅是為了解釋和理解而提出的一種方案。
附圖的圖面說明圖1 是根據(jù)本發(fā)明的測長裝置最佳實施方案的透視圖;
圖2 是圖與圖1相同的視圖，其測長槽蓋拆除以出滑動器頭和測長桿之間的連接;
圖3 是沿著圖2中Ⅲ-Ⅲ線的橫切面;
圖4 是圖1的測長裝置最佳實施方案的測長槽和有關(guān)零件的透視圖;
圖5 是沿圖4Ⅴ-Ⅴ線所取的整個測長槽的縱切面;
圖6 是在順著圖5中箭頭Ⅴ1看去的測長槽側(cè)Ⅶ圖;
圖7 是圖4的測長槽平面圖;
圖8 是一簡圖表明如何把測長桿安裝在測長槽中;
圖9 是一透視圖表明怎樣用定位工具確定測長槽相對于設(shè)備的位置;
圖10是圖1測長裝置最佳實施方案的頭組件放大的分解部件透視圖;
圖11是圖10測長組件的主要部件的平面圖;
圖12是順著圖11的箭頭Ⅹ11看去的圖11中主要部件的透視圖;
圖13是順著圖11的箭頭Ⅹ11看去的圖11中主要部件的視圖;
圖14是一簡圖，表明怎樣調(diào)整頭組件相對于固定架的位置;
圖15是順著圖14箭頭ⅩⅤ的視圖。
下面是本發(fā)明的最佳實施方案的說明。
現(xiàn)參照附圖，特別是圖1到圖3，本發(fā)明的最佳實施方案的測長裝置，一般包括一個測長槽[20]和一個與測長槽[20]的磁性測長桿[120]相關(guān)聯(lián)的測長頭組件[100]。測長槽[20]有一對安裝部件[24]和[26]，兩者是為固定在線性設(shè)備(linear)[10]，例如機(jī)床或類似機(jī)械的可移動的底座而設(shè)計的。這兩個安裝部件[24]和[咖6]是為在把測長槽準(zhǔn)確地放置在設(shè)備[10]上后，借助定位工具牢固地把前者固定在后者上使用的，而定位工具將在以后討論。
可以拆卸的、用安裝部件[24]和[26]安裝在設(shè)備[10]上的測長槽[20]支承著測長頭組件[100]，為了把頭組件[100]裝配在測長槽[20]上，頭組件[100]有一滑座[104]。頭組件[100]裝有一滑動器[106]，借助一對連接臂[107]連接在滑座[104]上，滑動器[106]可相對于滑座[104]作垂直移動，以便進(jìn)行相對于設(shè)備[10]附近的固定架(未示出)上的固定架[12]的調(diào)整。
磁性測長桿[120]穿經(jīng)對著檢測器頭[108]，監(jiān)控設(shè)備[10]的位置和的移動的技術(shù)是為人們所熟知的，因而無需進(jìn)一步討論。
圖4到圖9表明構(gòu)成本發(fā)明最佳實施方案一部分的測長槽[20]的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和安裝程序，如圖2和圖3所示，測長槽[20]包括一個槽形構(gòu)件，它帶有上下兩個板片[28]和[30]。[28]和[30]相互隔開但又互相平行，在測長槽相對的兩端上下兩板片[28]和[30]之間備有一對端部件[32]和[34]、端部件[32]和[34]的每一個各有一個基本上正方形的截面的部件[36]夾在上下板片[28]和[30]相應(yīng)端之間，上下兩板片[28]和[30]是用螺栓[35]固定在部件[36]上，帶有球狀端[42]的突出部分[40]的每一個端部件[32]和[34]自部件[36]的外表面軸向地伸出，端部件[32]和[34]的球狀端[42]是為連接(接合)安裝部件[24]和[26]設(shè)計的，如前所述。
安裝部件[24]有一底件[44]用螺栓[46]被固定在設(shè)備[10]的表面上，底件[44]上面的一個部件[48]有一階梯槽溝，用參考號碼[50]指明，槽溝[50]有一階梯部件[52]接近端部件[32]，形成一個開口[54]以承受突出部件[40]的球狀端[42]的圓柱頸[56]。槽溝[50]的主要部分承受端部件[32]的球狀端[42]，并有一整圓的端頭[58]，一塊蓋板[60](可斜下的)借助螺栓[62]安裝在安裝部件[24]的上部部件[48]的上端，以封閉上部部件[48]的階梯槽溝[開0]，部件[52]的開口[54]比突出部件[40]的頸部[56]稍大一些，讓安裝部件[24]相對于測長槽[20]以萬向節(jié)連接，另一方面，測長槽[20]相對于安裝部件[24]的軸向運動是用上部部件[48]限制球狀端[42]的軸向運動加以限制的。
安裝部件[26]也有一底件[64]和一上部部件[66]。上部部件[66]同樣有一軸向階梯槽溝[68]，槽溝[68]承受突出部分的球狀端[42]，蓋板[70]封閉槽溝[68]的上部開口，在這種安排下，測長槽[20]和安裝部件[26]能相對地以萬向節(jié)運用自如地聯(lián)節(jié)，因為安裝部件[26]并不限制測長槽的軸向移動，測長槽在長度上的尺寸誤差能由突出部分[40]的球狀端[42]和安裝部件[26]之間的接合來補償。
如圖7所示，安裝部件[24]和[26]各有一個凸圓側(cè)臂與設(shè)備[10]的垂直配合臂[14]有一個切向接觸，這就允許安裝部件[24]和[26]在測長槽末端周圍作水平向樞軸性移動。
用參考號碼[72]標(biāo)明的定位工具是把前述的測長槽定位在設(shè)備[10]上使用的，這將參照8來論述。定位工具[72]兩個軸向端各有球狀延伸部件[74]。那兩個球狀是延伸實際上具有的形狀和測長槽[20]的突出件[40]是相同的。定位工具[72]具有象測長槽一樣的長度。定位工具[72]也有仿形梭面(Contouring lands)[76]作基準(zhǔn)面以確定測長槽相對于設(shè)備[10]的相鄰表面的位置。
當(dāng)在設(shè)備上安裝測長槽時，首先用定位工具[72]使安裝部件[24]和[26]定位，安裝部件[24]和[26]被裝配到定位工具的球狀延伸件[74]上并用蓋板[60]和[70]固定在那里，然后，移動仿形梭面[76]使與設(shè)備，例如機(jī)床和測量器械等等的相鄰表面接觸。另一種方法，可用電測微器或類似器件確定定位工具[72]相對于設(shè)備的位置。曲面?zhèn)缺赱24a]和[26b]必須與設(shè)備的垂直壁接觸，然后，經(jīng)過安裝部件[24]和[26]的底件[44]和[64]上的開孔[46a]在設(shè)備上鉆螺栓孔。
此外，用緊固螺栓[46]穿過通孔[46a]把安裝部件[24]和[26]固裝在設(shè)備[10]上，然后，通過卸下蓋板[60]和[70]，把定位工具[72]從安裝部件[24]和[26]上卸下來。通過把突出部件[40]的球狀端[42]裝入安裝部件[24]和[26]中，于是就把測長槽[20]安裝在設(shè)備上。在這種安排下，只要定位工具的尺寸和測長槽一樣長，每次從設(shè)備上卸下和再安裝測長槽[20]時，就沒有必要重新確定它的位置。這使測長槽的維修和調(diào)換較為容易也更方便。
在前述的定位操作中，即令固定安裝部件[24]和[26]的設(shè)備的基層面不平行于定位工具的基準(zhǔn)面，這種角度上微小的偏差，可被球狀端[42]和安裝部件[24]和[26]的槽溝[50]和[68]之間的球接合所校正。如果安裝部件[24]和[26]之一需要在其軸線與定位工具軸線在一水平內(nèi)成一傾角角度情況下固裝在設(shè)備上時，安裝部件的由面?zhèn)缺赱24]和[26b]仍確保與設(shè)備相對垂直壁接觸。
從這里可清楚了解，在前述最佳結(jié)構(gòu)和程序下，測長裝置的測長能方便地裝在設(shè)備的相應(yīng)部位上，并能方便地從它上面卸下來。
圖10到圖15表明發(fā)明的最佳實施方案的測長裝置的頭組件，頭組件[100]的滑座[104]裝配在測長槽的內(nèi)部空間中，滑座[104]在其內(nèi)端上支持著檢測器頭[108]，并限定通孔[109]延伸穿過檢測器頭[108]，，而檢測器頭[108]平行于測長槽[20]的縱軸線，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，包括垂直斷面[110a]自滑座[104]的上表面向上延伸和一水平斷面[110b]的垂直斷面上部水平娩延伸。水平向斷面[110b]是與槽溝[110c共同形成的，而槽溝[110c]能與測長槽的引伸部件[20a]相連接。
測長桿[120]伸展CF穿過通孔[109]，穿過滑座[104]和檢測器頭[108]，。
滑座[104]在接近其外緣的縱表面上也有一對螺紋孔[114]，緊固螺栓[116](經(jīng)由墊圈[118擰入螺紋孔[114]把每一連接臂[107]的一端固定在滑座[104]的縱表面上。連接壁[107]的另一端借助緊固螺栓[121]和墊圈[122]被固定在滑動器[106]上。螺栓[121]和墊圈[122]將靠近滑動器邊緣的螺紋孔和滑座外側(cè)擰得更緊，滑動器也有一個水平延伸的主要斷面[106a]，其中有一對孔[106b]沿著垂直于測長槽[20]縱軸線的方向延伸。
如圖11所示，滑動器[106]有一通孔[124]沿著測長槽的縱軸線平行延伸，通孔[124]有一個圓形橫斷面，其直徑大于緊固螺栓的直徑，樞軸桿[126]的外徑稍小于通孔[124]的內(nèi)徑，把樞軸桿[126]穿過通孔[124]。樞軸桿[126]并不與通孔緊貼住以致其間形成環(huán)形間隙。樞軸桿[126]的兩端有螺紋孔[128]，緊固螺栓[121]擰入螺紋孔[128]把連接臂[107]的另一端連接在滑動器[106]上。
樞軸桿[126]還有一中心橫向孔[130]與它的縱軸線作垂直延伸，固定螺釘[132]延伸穿過滑動器[106]的測壁進(jìn)入通孔旋進(jìn)橫向孔以限制樞軸桿[126]相對于孔[124]的移動。整圓的橫邊緣[106c]允許滑動器[106]相對于樞軸移動。
在這種安排情況下，滑動器[106]是能相對于設(shè)備的固定架[12]移動的。例如，通過擰松緊固螺栓[116]和[121]以便讓滑動器相對于滑座[104]移動，滑動器[106]在它與固定架[12]頂面處于齊平前是可以自由地上下移動的，如圖14所示。另外，相對于固定架[12]上平面的精確調(diào)整，能通過擰松固定螺釘[132]來進(jìn)行，這樣可以使滑動器相對于樞軸桿[126]移動，這就允許滑動器移向或移離安裝架，這種水平向移動之所以有可能，是由于滑動器的延長孔[106b]，把滑動器固定在安裝架上的螺栓穿過這個孔。
因此，在本發(fā)明的最佳實施方案中，頭組件也能方便地裝在設(shè)備上而不需要用墊片。
從這里可以清楚地了解，本發(fā)明滿足了這里尋求的全部目的和優(yōu)點。
雖然本發(fā)明的最佳方案發(fā)表，但本發(fā)明不能被理解為限于上述最佳方案，而是包括自發(fā)明的原理衍生的種種可能方案和改型，如同在下述權(quán)利要求
書中所提出的那樣。
權(quán)利要求
1.測長裝置包括一個測長桿；一個頭組件，安裝在固定構(gòu)件上，并與該測長桿相聯(lián)系，又能沿著那里移動以測量平行于該測長桿方向上移動的位移；一個測長槽，支持著該測長桿，并固定在該移動物體上；用于該頭組件和該測長槽作相對于移動物體和固定構(gòu)件的定位的重要工具；本發(fā)明具有的特征在于，首先是上述定位工具至少獨立于該頭組件和該測長槽之一，使該頭組件和該測長槽之一相對于該物體和/或該固定構(gòu)件移動以便作精確的位置調(diào)整；其次是該定位工具裝有緊固工具以限制該頭組件和該測長槽二者之一對于該定位工具的移動，以便保持該頭組件和該測長槽二者之一相對于該物體和/或該固定構(gòu)件的應(yīng)有位置。
2.據(jù)權(quán)利要求
1中所述的測長裝置，其特征在于，上述工具包括一對安裝部件固裝在該固定構(gòu)件上，并能拆卸地支持著測長槽，該安裝部件允許該測長槽萬向接頭式移動(gimbal displacement)以供該測長槽相對于該移動物體定位調(diào)整的需要。
3.據(jù)權(quán)利要求
2中所述的測長裝置，其特征在于，該測長槽在其縱向兩端有圓的延伸件，可以拆卸地、樞軸地連接在該安裝部件相應(yīng)之一上，讓該測長槽樞軸地相對于該安裝部件移動。
4.據(jù)權(quán)利要求
3中所述的測長裝置，其特征在于，該安裝部件有一槽溝，樞軸地承受該整圓的延伸件，該槽溝一端是敞開的，使延伸件可以從其中移出，還備有一蓋用來封閉該敞口端，從而把該延伸件保持在該槽溝中。
5.據(jù)權(quán)利要求
2至4中的任何一個中所述的測長裝置，其特征在于，該安裝部件有一凸圓垂直壁與該可移動的物體的垂直斷面成切向接觸。
6.據(jù)權(quán)利要求
1中所述的測長裝置，其特征在于，該定位工具包含一個滑動器與該頭組件分開，且有樞軸連接器連接該頭組件和該滑動器，該連接器能在該頭組件和該滑動器左右轉(zhuǎn)動，該滑動器被固裝在該固定構(gòu)件上。
7.據(jù)權(quán)利要求
6中所述的測長裝置，其特征在于，該連接器包括鉸鏈工具，允許滑動器繞著該連接器和該滑動器之間的樞軸作樞軸性位移。
8.安裝測長安裝的方法，本發(fā)明的特征在于，包括以下步驟提供一包括一個頭組件和測長槽的測長裝置，此槽有預(yù)定的長度和形狀;提供一對安裝架，可連接在該測長槽兩縱向端上;提供一件定位工具，其長度實際上和該測長槽相同，并有定位平面適于與固定構(gòu)件的相應(yīng)平面配合，在此固定構(gòu)件上固裝測長裝置;把該安裝架連接在該定位工具的兩個縱向端上，并借助該定位工具確定該安裝架相對于該固定構(gòu)件的位置;把該安裝部件固定在前一步驟中確定的位置上的該固定構(gòu)件上;從固裝在該固定構(gòu)件上的該安裝部件上卸下該定位工具，并安裝該測長槽，測長槽的縱向端與安裝部件連接在一起。
9.據(jù)權(quán)利要求
8中所述的方法，其特征在于，該安裝部件借助定位工具相對于該第一物體的定位是通過使該安裝部件在該定位工具端左右作樞軸性移動執(zhí)行的。
10.據(jù)權(quán)利要求
8中所述的方法，其特征在于，還包括在權(quán)利要求
8后執(zhí)行的以下步驟;在該物體的第二物體上牢固地安裝測長滑動器的底座，這個滑動器有一頭相對于該底座是可移動的，并能固裝在有關(guān)該底座位置范圍的任何一點上;在垂直于測長裝置監(jiān)控的線性運動軸線方向或幾個方向上移動該頭直到該頭滑動地連接于測長槽的支持構(gòu)件為止，并把該頭固定在那個位置上。
11.安裝測量兩個物體相對移動的測長裝置的方法，本發(fā)明的特征在于，所包括的步驟為把一對安裝架之一安裝在兩物體的第一個物體上，把定位工具相對的兩端，連接在該安裝架的每一架上，以便保持安裝架在固定長度的位置處。上述定位工具在尺寸和形狀上和最后完工的測長裝置的一個部分的測長槽是等同的;確定余下的一個安裝架在一固定長度間隔處的該第一物體上的位置，并把該余下的一個安裝架固定在該第一物體上;從該安裝架卸下該定位工具;把該測長槽相對的兩端連接在該安裝架上;把該安裝架連接在該定位工具的兩縱向端上，并借助該定位工具確定該安裝架相對于該定位構(gòu)件的位置;把該安裝部件固裝在前述步驟確定的位置上的該固定構(gòu)件上;從固裝在該固定構(gòu)件上的安裝部件上卸下該定位工具，安裝該測長槽，使其縱向端的連接在安裝部件上。
專利摘要
為便于測長裝置精確和永久地安裝在機(jī)床等設(shè)備上，該裝置中具有可移動的測長槽和可調(diào)的頭組件，測長槽和定位工具在相對的兩端有與套式安裝架接合的球體。使用時，通過安裝架開口面上的可折除的蓋，配套的球和套被夾緊。在安裝中，安裝架和定位工具連接而不和測長槽連接，球和套可作方向式移動。安裝架固定在機(jī)床上。頭組件固定在對著測長槽的固定架上。一可調(diào)的機(jī)構(gòu)允許頭組件的滑動頭在垂直固定在架上的底座搭軸向方向上移動。
文檔編號G01B7/02GK85103430SQ85103430
公開日1986年10月15日 申請日期1985年4月20日
發(fā)明者長岡和男, 部友一, 金杉俊彥 申請人:悉尼磁性刻度尺株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan