專利名稱：支架及組件更換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于支持組件的支架以及一個(gè)用于將一個(gè)組件更換為另一個(gè)組件的更換系統(tǒng)。特別地，而不是唯一地，本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量探針的組件支持架以及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于使一個(gè)探針從它連接于其上的測(cè)量機(jī)器的托架分離，同時(shí)頭部固定在支架上，而且可選擇地使另一個(gè)探針與頭部連接，同時(shí)頭部固定在支架上，其中測(cè)量機(jī)器是諸如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或者機(jī)床。
背景技術(shù)：
當(dāng)選擇用于執(zhí)行例如檢查工件尺寸功能所需的探針時(shí)，先安裝至坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)，然后支架可用于支持不使用的測(cè)量探針。希望的是，在不需要人工干預(yù)的情況下，實(shí)現(xiàn)從一個(gè)探針到另一個(gè)探針的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。這樣的操作存在的問(wèn)題是，需要先自動(dòng)地分離，然后將探針與支架再次相連。
在歐洲專利號(hào)0142373中示出了用于測(cè)量探針的存放架的一種類型。所示的存放架具有多個(gè)口，每一個(gè)口具有一個(gè)螺絲刀刀片，該螺絲刀刀片用于當(dāng)探針和頭部移入口時(shí)，分離探針頭部的連接。每一個(gè)刀片是機(jī)動(dòng)化的，因此支架需要電力和信號(hào)線路。
歐洲專利號(hào)856377示出了一種相似的存放架。在該文獻(xiàn)中，公開了一種具有一或多個(gè)對(duì)接口的支架(圖1中的20)。探針從頭部的分離是由一種位于每個(gè)對(duì)接口的分離機(jī)構(gòu)執(zhí)行的，當(dāng)探針支持在支架內(nèi)的同時(shí)，每一個(gè)螺絲刀刀片形式的對(duì)接口轉(zhuǎn)動(dòng)并解開在探針和頭部之間的連接。
EP856377所示的支架是不需要電力的。而是頭部和探針移入到一個(gè)口中，頭部相對(duì)于支架移動(dòng)該口，該動(dòng)作使得刀片解開連接。每一個(gè)口是可獨(dú)立移動(dòng)的，而且每一個(gè)口具有其自己的分離的刀片轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這意味著支架的制造是昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面這里提供一種適合與托架一起使用的組件存放架，用于從支架中選擇組件，其中托架相對(duì)于支架是可移動(dòng)的，該支架包括一個(gè)基座部件；多個(gè)用于存放組件的、與基座相連的存放口，每一個(gè)口具有用于將組件連接至托架或從托架分離的可致動(dòng)的連接或分離工具，而且每一個(gè)存放口相對(duì)于基座部件是可移動(dòng)的，所述的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具的致動(dòng)；其特征在于所述的多個(gè)存放口相對(duì)于基座是可以一起移動(dòng)的。
用于EP856377所述工具的致動(dòng)機(jī)構(gòu)使用皮帶輪或凸輪以及電纜，因此是復(fù)雜的而且制造是昂貴的。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，這里提供一種用于安裝在機(jī)器上的并適用于存放組件的組件存放架，組件與機(jī)器托架相連，其中托架相對(duì)于支架是可移動(dòng)的，該支架包括至少一個(gè)具有一個(gè)工具的存放口，該工具用于將組件與托架連接或從托架分離；其特征在于，支架更進(jìn)一步包括一個(gè)具有多個(gè)樞軸互連的剛性件的連桿機(jī)構(gòu)，該剛性件與工具相連，從而使得工具可以將組件與托架連接或從托架分離。
因此本發(fā)明這些方面的實(shí)施例提供了一種廉價(jià)的、易于制造的工具致動(dòng)機(jī)構(gòu)，該工具致動(dòng)機(jī)構(gòu)可用于單一存放口以及多個(gè)存放口。
對(duì)于本發(fā)明的兩個(gè)方面，一個(gè)或多個(gè)存放口優(yōu)選通過(guò)組件托架的運(yùn)動(dòng)是可移動(dòng)的，但是根據(jù)第二個(gè)方面，連桿機(jī)構(gòu)可以是可移動(dòng)的，同時(shí)存放口保持靜止。


下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖2示出了圖1所示實(shí)施例中一部分的放大視圖；圖3a、b、c和d是圖1和2所示實(shí)施例內(nèi)使用的機(jī)構(gòu)處于四個(gè)不同位置的視圖；以及圖4a、b、c和d以及圖5a和b示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的存放架10。該支架包括一個(gè)固定件20和一個(gè)安裝在固定件20滑軌(圖2中的26)上的可動(dòng)托架30?？蓜?dòng)托架在其移動(dòng)的一端示出，而且該可動(dòng)托架在箭頭A的橫向方向上是可移動(dòng)的。如圖所示固定件20固定于橫梁22，橫梁22再與安裝于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的(CMM)(未示出)的兩個(gè)立柱24固定。該CMM還包括一個(gè)可在X、Y和Z方向上移動(dòng)的探針托架套管(probe carrier quill)40。測(cè)量探頭42與套管相連。測(cè)量探針44與頭部可拆卸地連接，而且針單元46與探針相連。為了使探針和針單元可用不同結(jié)構(gòu)的探針和針替換，可以通過(guò)將槽48旋轉(zhuǎn)大約90°從而使探針從頭部脫離。圖1示出了槽48的反面，在使用時(shí)槽48將處于正相反的位置。
在前的專利EP0142373已經(jīng)完全地闡述了這樣的可脫離連接，其公開的內(nèi)容在這里結(jié)合并作為參考。通過(guò)完全自動(dòng)地在支架10處產(chǎn)生分離動(dòng)作，這樣一個(gè)探針和針可用另一個(gè)進(jìn)行替換。參見圖1和2，在操作中，套管40朝著支架10的方向移動(dòng)，并使得探針44進(jìn)入四個(gè)口12a、b、c或d中的一個(gè)。在這種情況下，將從通道中推出四彈簧探針保護(hù)蓋14中的一個(gè)。當(dāng)探針已進(jìn)入口12時(shí)，探針的槽48將與以一個(gè)螺絲刀型刀片16形式的連接和分離工具嚙合。然后在CMM指引下，套管將在箭頭A的方向上推進(jìn)一段預(yù)定距離。該動(dòng)作使得全部的四個(gè)口一起移動(dòng)，并使得它們?nèi)康牡镀?6轉(zhuǎn)動(dòng)大約90°。剛插入探針的口的刀片16轉(zhuǎn)動(dòng)槽48，并解開探針與頭部的連接。當(dāng)探針與頭部脫離時(shí)，探針能夠安放在支撐于壁架18(在每一個(gè)口內(nèi)示出了一對(duì)中的一個(gè))上的支架內(nèi)。
這樣頭部能夠自由地從口中移出，并且處于另一個(gè)口上，然后通過(guò)反方向的移動(dòng)與另一個(gè)探針再接合，因此使得該口的刀片16在該另一探針中的槽48內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并從而完成在頭部和該另一探針之間的連接。一旦固定了套管，頭部和新的探針能夠遠(yuǎn)離支架移動(dòng)。當(dāng)頭部移去時(shí)，在該口的頂部各自的探針保護(hù)蓋14將彈回。
參見圖3a-d，這些圖中示出了使刀片16轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。如圖1和2所示，該機(jī)構(gòu)容納在活動(dòng)部分30的后部，并與活動(dòng)部分30和固定件20兩者相連。圖3示出了圖1和2所示托架30的后部。在使用過(guò)程中，機(jī)構(gòu)通過(guò)一個(gè)蓋板保護(hù)，該蓋板在這些圖中沒(méi)有示出。特別地參見圖3a，組件20和托架30的相對(duì)位置正如它們?cè)趫D1和2中所示出的。托架30可在箭頭A方向上移動(dòng)。在這種情況下，機(jī)構(gòu)的各種桿組件被移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)與心軸32相連的刀片16。
在圖3中的每一個(gè)視圖所示的機(jī)構(gòu)通常包括多個(gè)樞軸互連的剛性件，在本實(shí)施例中采用由兩個(gè)平行桿34及另外的兩個(gè)平行桿組成的平行四連桿機(jī)構(gòu)38形式，而且該另外的兩個(gè)平行桿一個(gè)形成在固定件20上，另一個(gè)形成在系桿36上。樞軸銷與四桿轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。
在系桿36處還樞軸連接著四曲柄桿33a、b、c和d，而且四曲柄桿33a、b、c和d的每一個(gè)都與各自的心軸32a、b、c和d剛性連接。
托架30和固定件20之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得四連桿機(jī)構(gòu)38以并行方式移動(dòng)，而且使得曲柄33與心軸32一起轉(zhuǎn)動(dòng)。如上所述，當(dāng)頭部42位于口12內(nèi)時(shí)，通過(guò)CMM套管40的推動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，機(jī)構(gòu)從圖3a所示位置，通過(guò)圖3b、c所示位置，并到達(dá)圖3d所示的最終位置的移動(dòng)通過(guò)一次操作完成，并分離了頭部與探針的連接。如果頭部和探針處于一個(gè)口，反向方式的移動(dòng)將使得連接再接合。
應(yīng)該注意的是，心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，例如在圖3a和3b位置之間所示的轉(zhuǎn)動(dòng)與在圖3b和3d位置之間所示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是相反的。對(duì)于此的原因如下當(dāng)套管在與箭頭A相反的方向上移動(dòng)時(shí)，其可以將頭部42與探針44鎖定，而且在這種情況下從圖3d的位置移動(dòng)至圖3b的位置。如圖3a所示，在頭部和探針移去前，刀片16通過(guò)輕微地反向轉(zhuǎn)動(dòng)移入探針槽48的中心。該動(dòng)作完成使得支架只在一個(gè)方向內(nèi)移動(dòng)，并因此可以簡(jiǎn)化套管的控制。這樣的刀片″卸下″容許探針易于從其口中退出，而且不會(huì)在刀片上拖拉。
該機(jī)構(gòu)另一個(gè)值得注意的方面是套管的移動(dòng)與心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)成比例。當(dāng)頭部與探針的連接處于完全鎖定位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)槽所需的扭矩最大，而且當(dāng)連接完全分離時(shí)，所需的扭矩最小。所以在圖3d的位置，套管的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為相對(duì)較大的心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但是在圖3b和3a位置，轉(zhuǎn)化為相對(duì)較小的心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)套管與探針鎖定時(shí)，這種套管運(yùn)動(dòng)相對(duì)于心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的比率改變的結(jié)果降低了套管上的側(cè)負(fù)荷，因?yàn)楫?dāng)連接更接近于其完全鎖定位置(圖3b/c)時(shí)，刀片較小的轉(zhuǎn)動(dòng)需要更大的運(yùn)動(dòng)。
可以省去桿34中的一個(gè)，也可以使用比四個(gè)口12更少或更多的口，而且連接/分離也可以采用除螺絲刀型刀片以外的形式。有可能的是兩個(gè)或更多的托架30(每一個(gè)具有多個(gè)口)可以固定在一起，或者分離地保持在橫梁22上。在頭部42可以連接各種物品(一般分別稱作″組件″和″組件托架″)，例如探針延長(zhǎng)桿。
或者，也可能采用齒輪和小齒條來(lái)將支撐架30的線性的滑動(dòng)轉(zhuǎn)化為刀片16的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此齒條可以設(shè)置在固定件20上，而且小齒輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)地與刀片16或每個(gè)刀片16相連。
圖4a、b、c和d示出了另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，支架10相對(duì)于固定基座20固定。連桿機(jī)構(gòu)可以上述相同的方式移動(dòng)，除了通過(guò)電機(jī)52實(shí)現(xiàn)心軸32a、b、c和d的動(dòng)作。電機(jī)在雙向上轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋54。這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)使得隨動(dòng)件56沿著螺紋移動(dòng)，并因此移動(dòng)桿34。這樣的動(dòng)作使得探針與頭部連接及分離。
圖5a和b示出了又一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例(示意性地示出)中，支架和基座(未示出)同樣相對(duì)地固定。螺桿和隨動(dòng)件由一個(gè)曲柄58代替。該曲柄可朝著箭頭B的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而由圖5a所示的分離位置轉(zhuǎn)至圖5b所示的連接位置。只在不需要反向時(shí)，采用電機(jī)62和傳動(dòng)齒輪60朝著箭頭B的方向轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄。為了簡(jiǎn)單起見，僅示出了兩個(gè)心軸32。
圖4和5所示的實(shí)施例中，當(dāng)所示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在一個(gè)方向操作時(shí)完成上述的″卸下″，而不需要反向操作。因此再次簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)的控制。雖然已示出了螺桿和曲柄，例如一個(gè)螺線管或一個(gè)氣動(dòng)動(dòng)作筒的其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也是可以想到的。
雖然本發(fā)明被描述為具有一種類型的探針連接機(jī)構(gòu)，但是顯然也可以采用其它的鎖定及分離探針與頭部連接方法，例如可以采用EP856377中所述的裝置。
雖然本發(fā)明使用CMM以及測(cè)量探針進(jìn)行描述及圖示，但是顯然許多其它的應(yīng)用也是可能的。
權(quán)利要求
1.一種適合與托架一起使用的組件存放架，用于從支架中選擇組件，其中托架相對(duì)于支架是可移動(dòng)的，該支架包括一個(gè)基座部件；多個(gè)用于存放組件的、與基座相連的存放口，每一個(gè)口具有用于將組件連接至托架或從托架分離的可致動(dòng)的連接或分離工具，而且每一個(gè)存放口相對(duì)于基座部件是可移動(dòng)的，所述的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具的致動(dòng)；其特征在于所述多個(gè)存放口相對(duì)于基座是可以一起移動(dòng)的。
2.如權(quán)利要求1所述的組件存放架，其中設(shè)置工具致動(dòng)機(jī)構(gòu)用于致動(dòng)存放口的全部工具。
3.如權(quán)利要求2所述的組件存放架，其中工具致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)樞軸互連的剛性件的連桿機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的組件存放架，其中剛性件包括一個(gè)與基座樞軸連接的第一部件以及多個(gè)第二部件，多個(gè)第二部件的每一個(gè)一端通過(guò)系桿與第一部件樞軸連接，另一端與各自的存放口的工具相連。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述的組件存放架，其中連桿機(jī)構(gòu)使得用于引起所述的連接或分離的工具轉(zhuǎn)動(dòng)，而且其中連桿機(jī)構(gòu)在所述的相對(duì)運(yùn)動(dòng)期間轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的組件存放架，其中首先在一個(gè)方向上發(fā)生所述的轉(zhuǎn)動(dòng)，其次在相反方向上發(fā)生所述的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且在所述的一個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)比在所述相反方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)程度大。
7.一種用于安裝在機(jī)器的并適用于存放組件的組件存放架，組件可與機(jī)器托架相連，其中托架相對(duì)于支架是可移動(dòng)的，該支架包括至少一個(gè)具有一個(gè)工具的存放口，該工具用于將組件與托架連接或從托架分離；其特征在于，支架更進(jìn)一步包括一個(gè)具有多個(gè)樞軸互連的剛性件的連桿機(jī)構(gòu)，該剛性件與工具相連，從而使得工具可以將組件與托架連接或從托架分離。
8.如權(quán)利要求7所述的組件存放架，其中設(shè)有多個(gè)口，而且設(shè)置工具致動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于致動(dòng)存放口的每一個(gè)工具。
9.如權(quán)利要求7或8所述的組件存放架，更進(jìn)一步包括一個(gè)基座部件，其中剛性件包括一個(gè)與基座樞軸連接的第一部件以及多個(gè)第二部件，多個(gè)第二部件的每一個(gè)一端通過(guò)系桿與第一部件樞軸連接，另一端與各自的存放口工具相連。
10.如權(quán)利要求7、8或9所述的組件存放架，其中連桿機(jī)構(gòu)使得工具轉(zhuǎn)動(dòng)，以便引起所述的連接或分離，而且其中在存放口或每一個(gè)存放口相對(duì)于基座部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)期間，引起連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求7或9所述的組件存放架，其中連桿機(jī)構(gòu)使得工具轉(zhuǎn)動(dòng)，以便引起所述的連接或分離，而且其中連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)與連桿機(jī)構(gòu)一端相連的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)引起轉(zhuǎn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求11所述的組件存放架，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)螺紋和螺紋隨動(dòng)件、一個(gè)曲柄、一個(gè)螺線管或一個(gè)氣動(dòng)動(dòng)作筒。
13.如權(quán)利要求10、11或12任一所述的組件存放架，其中首先在一個(gè)方向上發(fā)生所述的轉(zhuǎn)動(dòng)，其次在相反方向上發(fā)生所述的轉(zhuǎn)動(dòng)，而且在所述的一個(gè)方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)比在所述反向方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)程度大。
全文摘要
公開了一種組件存放架，例如一種適于與托架一起使用的探針支架，例如一個(gè)相對(duì)于支架是可移動(dòng)的探針測(cè)量頭部，其用于從支架中選擇組件。該支架包括一個(gè)基座部件和多個(gè)用于存放組件的、與基座相連的存放口，每一個(gè)口具有一個(gè)用于將組件連接至托架或從托架分離的可致動(dòng)的連接或分離工具，而且每一個(gè)存放口相對(duì)于基座部件是可移動(dòng)的，所述的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具的致動(dòng)；其中所述的多個(gè)存放口相對(duì)于基座是可以一起移動(dòng)的。另外，還公開了一個(gè)具有多個(gè)樞軸互連的剛性件的連桿機(jī)構(gòu)，該剛性件與工具相連，該工具可以將組件與托架連接或從托架分離。該連桿機(jī)構(gòu)可以通過(guò)支架的運(yùn)動(dòng)或通過(guò)其它裝置操作。
文檔編號(hào)B23Q3/155GK1602237SQ02824709
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月10日
發(fā)明者大衛(wèi)·羅伯茨·麥克默特里, 若弗雷·麥克法蘭, 史蒂芬·詹姆斯·特魯爾 申請(qǐng)人:瑞尼斯豪公司