專(zhuān)利名稱(chēng)：氣電式尺寸在線測(cè)量頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在加工過(guò)程中測(cè)量被加工工件尺寸的氣電式尺寸在線測(cè)量頭，特別適用于精度較高的磨削加工。
尺寸在線測(cè)量?jī)x是在加工過(guò)程中邊加工、邊測(cè)量工件尺寸的測(cè)量?jī)x器，它可以減少輔助加工時(shí)間，提高加工效率，而且是自動(dòng)化磨削的先決條件。國(guó)內(nèi)有中原量?jī)x廠的外圓磨削在線測(cè)量?jī)x，天津機(jī)床廠等的平面磨削在線測(cè)量?jī)x，國(guó)外有意大利著名的Morposs外圓和平面磨削在線測(cè)量?jī)x等，這些在線測(cè)量?jī)x都是使用接觸方式測(cè)量，所以它們存在兩個(gè)致命的弱點(diǎn)一是很難測(cè)量斷續(xù)表面，而平面磨削中斷續(xù)磨削方式占全部磨削量的四分之三以上，所以就大大限制了該測(cè)量?jī)x在平面磨削中的應(yīng)用，在外圓磨削中也有一定的局限性；二是加工中冷卻液和磨屑對(duì)接觸式測(cè)量的測(cè)量精度有很大影響，國(guó)產(chǎn)的平面磨削在線測(cè)量?jī)x的精度僅為±0.02mm，對(duì)一般尺寸零件無(wú)法達(dá)到IT6級(jí)精度，因此只適合用在粗磨加工中，Morposs公司的測(cè)量精度雖然較高，但其造價(jià)昂貴、維護(hù)困難、調(diào)整復(fù)雜、限制了其廣泛應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用非接觸式的高壓氣動(dòng)測(cè)量原理，使用擴(kuò)散硅差壓傳感器將氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的氣電式尺寸在線測(cè)量頭。
本實(shí)用新型的氣電式尺寸在線測(cè)量頭包括與機(jī)床聯(lián)接調(diào)整部分、氣動(dòng)測(cè)量部分和將測(cè)量到的氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。所述的氣動(dòng)測(cè)量部分包括基體、主噴嘴、測(cè)量噴嘴、偏移噴嘴、調(diào)零噴嘴、清洗噴嘴和接頭，基體固定在聯(lián)接調(diào)整部分的支架上，其內(nèi)部加工有空氣通道，主噴嘴為兩個(gè)，一個(gè)主噴嘴入口與測(cè)量氣源接頭連通，其出口通過(guò)空氣通道分別與測(cè)量噴嘴入口和傳感器的一個(gè)輸入端相連，另一個(gè)主噴嘴入口與測(cè)量氣源接頭連通，其出口通過(guò)空氣通道分別與偏移噴嘴入口和傳感器的另一個(gè)輸入端相連，偏移噴嘴出口接調(diào)零噴嘴入口，與清洗氣源接頭連通的兩個(gè)清洗噴嘴位于測(cè)量噴嘴兩旁。為了確保測(cè)量精度，兩個(gè)主噴嘴到傳感器兩端的空氣通道應(yīng)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，兩個(gè)主噴嘴到測(cè)量噴嘴和偏移噴嘴的空氣通道也應(yīng)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。所述的傳感器采用擴(kuò)散硅差壓傳感器。本實(shí)用新型的氣源可由工廠氣路提供，傳感器輸出的電信號(hào)送入信號(hào)采集控制箱內(nèi)，經(jīng)處理后顯示出被加工零件尺寸。其工作原理是壓縮空氣經(jīng)過(guò)濾、穩(wěn)壓后分成兩路，一路經(jīng)過(guò)主噴嘴及測(cè)量噴嘴噴射在被加工工件表面上，另一路經(jīng)過(guò)另一個(gè)主噴嘴及偏移噴嘴和調(diào)零噴嘴排出大氣，分別與兩個(gè)主噴嘴接通的擴(kuò)散硅差壓傳感器將測(cè)量噴嘴和工件表面形成的背壓與偏移噴嘴、調(diào)零噴嘴形成的基準(zhǔn)壓力之差轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。因此在測(cè)量頭固定不動(dòng)時(shí)，該信號(hào)反映了工件的尺寸變化，測(cè)量范圍和精度可通過(guò)配套更換測(cè)量噴嘴和主噴嘴來(lái)改變，更換偏移噴嘴可以改變基準(zhǔn)壓力，調(diào)整調(diào)零噴嘴可在使用中輔助微調(diào)基準(zhǔn)壓力，改變基準(zhǔn)壓力即改變了測(cè)量值的信號(hào)輸出范圍。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是采用非接觸式高壓氣動(dòng)測(cè)量，克服了切屑和冷卻液等對(duì)測(cè)量精度的影響，測(cè)量精度高，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量范圍有0.15mm、0.06mm和0.01mm三種，對(duì)應(yīng)的測(cè)量精度為±1μm、±0.4μm和±0.1μm，測(cè)量穩(wěn)定時(shí)間不大于0.2秒。安裝調(diào)整方便，可以配置在通用或?qū)Ｓ闷矫?、外圓磨床上進(jìn)行在線測(cè)量，特別適于自動(dòng)化加工。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1的左視圖。
圖3是
圖1的D－D剖視圖。
圖4是圖3的B－B剖視圖。
圖5是圖4的C－C剖視圖。
圖6是本實(shí)用新型的工作原理圖。
實(shí)施例參見(jiàn)
圖1－6，氣動(dòng)測(cè)量部分包括基體9、主噴嘴7和8、測(cè)量噴嘴10、偏移噴嘴14、調(diào)零噴嘴13、清洗噴嘴15和16，以及若干接頭?；w9分為上、下兩部分，由螺栓連接固定，基體9上加工的空氣通道可將氣源、噴嘴、傳感器等連通，主噴嘴7和8、偏移噴嘴14固定在基體9的上、下兩部分之間，采用密封圈密封。主噴嘴8一端與測(cè)量氣源接頭連通，另一端通過(guò)空氣通道分別與測(cè)量噴嘴10，和傳感器11的一個(gè)輸入端連通，主噴嘴7一端與測(cè)量氣源接頭連通，另一端通過(guò)空氣通道分別與偏移噴嘴14和傳感器11的另一個(gè)輸入端連通，偏移噴嘴還與調(diào)零噴嘴13連通，清洗噴嘴15和16通過(guò)空氣通道與清洗氣源接頭連通，并分別位于測(cè)量噴嘴10的兩旁。主噴嘴7和8到傳感器11的空氣通道、主噴嘴7和8到測(cè)量噴嘴和偏移噴嘴的空氣通道均對(duì)稱(chēng)設(shè)置，也就是空氣通道的體積、直角彎數(shù)相近，空氣通道直徑為φ3－φ5mm，主噴嘴7和8的直徑不大于φ1mm，測(cè)量噴嘴10的直徑不大于φ2mm，噴嘴長(zhǎng)度在8－15mm之間。連接調(diào)整部分包括連接體2、支架6、支座12、軸3、調(diào)整機(jī)構(gòu)4和鎖緊機(jī)構(gòu)1和5，軸3和支架6安裝在連接體2上，可在連接體上串動(dòng)，并由鎖緊螺釘鎖緊，軸3的端部固定著支座12，測(cè)量時(shí)，將支座12固定在機(jī)床上，氣動(dòng)測(cè)量部分的基體9固定在支架6的長(zhǎng)槽內(nèi)，使連接體2沿軸3串動(dòng)，或使支架6沿連接體2的導(dǎo)槽滑動(dòng)，或使基體9沿支架6的長(zhǎng)槽移動(dòng)，均可調(diào)整測(cè)量噴嘴10與被加工工件的位置。傳感器11為擴(kuò)散硅差壓傳感器。氣源采用工廠氣路，壓力≥4.5kg／cm2，預(yù)處理回路對(duì)氣體進(jìn)行過(guò)濾，穩(wěn)壓處理。信號(hào)采集控制箱內(nèi)有微機(jī)數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，對(duì)尺寸信號(hào)進(jìn)行處理并管理整個(gè)儀器，還可以輸出控制信號(hào)控制機(jī)床加工過(guò)程。
權(quán)利要求1.一種氣電式尺寸在線測(cè)量頭，包括與機(jī)床聯(lián)接調(diào)整部分、氣動(dòng)測(cè)量部分和傳感器，其特征在于所述的氣動(dòng)測(cè)量部分包括基體9、主噴嘴7、8、測(cè)量噴嘴10、偏移噴嘴14、調(diào)零噴嘴13、清洗噴嘴15、16和接頭，基體9固定在聯(lián)接調(diào)整部分的支架6上，基體9內(nèi)部加工的空氣通道將各噴嘴、氣源、傳感器等連通，主噴嘴8入口與測(cè)量氣源接頭連通，其出口分別與測(cè)量噴嘴10入口和傳感器11的輸入端連通，主噴嘴7入口與測(cè)量氣源接頭連通，其出口分別與偏移噴嘴14入口和傳感器11的另一輸入端連通，偏移噴嘴14出口接調(diào)零噴嘴13的入口，與清洗氣源連通的兩個(gè)清洗噴嘴15和16分別位于測(cè)量噴嘴10兩旁，主噴嘴7和8到傳感器11的空氣通道對(duì)稱(chēng)設(shè)置，主噴嘴7和8到測(cè)量噴嘴10和偏移噴嘴14的空氣通道也對(duì)稱(chēng)設(shè)置，所述的傳感器是擴(kuò)散硅差壓傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電式尺寸在線測(cè)量頭，其特征在于所述的基體9內(nèi)的空氣通道直徑為φ3－φ5mm，測(cè)量噴嘴10直徑不大于φ2mm，主噴嘴7和8直徑不大于φ1mm，各噴嘴長(zhǎng)度為8－15mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣電式尺寸在線測(cè)量頭，它包括與機(jī)床聯(lián)接調(diào)整部分、氣動(dòng)測(cè)量部分和擴(kuò)散硅差壓傳感器，它采用非接觸式高壓氣動(dòng)測(cè)量方法，傳感器將測(cè)量噴嘴和工件表面形成的背壓與偏移噴嘴、調(diào)零噴嘴形成的基準(zhǔn)壓力之差轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，反映工件的尺寸變化，它具有測(cè)量精度高、安裝調(diào)整方便，特別適于自動(dòng)化加工等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24B49/00GK2102178SQ9122205
公開(kāi)日1992年4月22日 申請(qǐng)日期1991年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月22日
發(fā)明者王波, 劉瑾, 張慶云, 胡明, 王軍 申請(qǐng)人:王波, 劉瑾, 張慶云, 胡明, 王軍