專利名稱：三坐標(biāo)測量機主軸氣動安全保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)控精密測量設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種三坐標(biāo)測量機的安全 保護(hù)裝置，尤其是對主軸及測頭的安全保護(hù)。
技術(shù)背景主軸是測量機中最易于出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞的部分。主軸一般沿鉛垂方向 運動。 一般情況下，測頭都裝在主軸下端，若主軸失去平衡或速度過快 都容易使測頭受到損壞。為保護(hù)測頭及主軸的安全，三坐標(biāo)測量機對主 軸狀態(tài)實時監(jiān)測， 一旦測量機處于非正常狀態(tài)，立即發(fā)出緊急制動信號， 使主軸鎖定。目前，坐標(biāo)測量機中公知的主軸安全保障系統(tǒng)主要有主軸 動平衡機構(gòu)、機械運動保護(hù)和緊急制動等。三坐標(biāo)測量機有一個平衡機構(gòu)，通過氣缸或配重使主軸處于動平衡 狀態(tài)。當(dāng)使用平衡氣缸時，主軸與活塞之間用機械連接，當(dāng)主軸運動時， 活塞也隨著上下運動，壓縮空氣經(jīng)減壓閥被壓入氣缸或從氣缸中釋放。 在氣缸上部裝有一個盤形閘瓦，如果供給氣缸的壓力正常，閘瓦打開； 若壓力低于設(shè)定的閥值，閘瓦立即鎖緊，將活塞桿抱緊，防止主軸自行 下落，以此來保證主軸的安全。但此種裝置的條件是必須保證活塞桿的 直徑足夠大，這樣鎖緊才可靠，而且鎖緊活塞桿時，由于是滑動摩擦， 主軸勢必會有一段距離的滑行(滑行距離與活塞桿和縮緊機構(gòu)的材料以 及縮緊力有關(guān)，滑行距離的量化不好控制)，這對保障主軸的絕對安全 顯然存在一定缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能有效控制主軸的滑行距離，在出現(xiàn)主軸 失去平衡或速度過快等非正常狀態(tài)，立即使主軸鎖定的三坐標(biāo)測量機主 軸氣動安全保護(hù)裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，安全保護(hù)裝置主要由 單向孔盤、主、副氣缸蓋、止退盤、推桿、復(fù)位彈簧、膜片等零件組成。 氣缸的主氣缸蓋與止退盤用推桿連接在一起，推桿上裝有復(fù)位彈簧，推 桿和復(fù)位彈簧用彈簧座固定在止退盤上，推桿的一端穿過止退盤上的孔 插入單向孔盤的孔中；單向孔盤用螺釘固定在鋼絲輪盤上；與氣缸連為
一體的止退盤通過鍵與鋼絲輪盤的轉(zhuǎn)動軸上。止退盤的圓周上均勻開有三個槽口，每個槽口中設(shè)置兩個圓孔，兩 圓孔間的徑向夾角為30。；單向孔盤的圓周上間隔分布六個長孔和六個 圓孔，依照止退盤槽口的徑向夾角，設(shè)定任意相鄰兩圓孔間的徑向夾角 為e 1，此徑向夾角與其兩側(cè)兩個相鄰的兩圓孔的徑向夾角之差為士l° 5° 。止退盤槽口的徑向夾角為55° 60° 。單向孔盤圓周上任意 一個兩圓孔的夾角為9 1，其中，91=93=95， 92=64， 96為余角。 單向孔盤的圓周上分布的六個長圓孔和六個圓孔可以改為六個螺旋齒， 其螺旋齒的螺旋齒的角度為30。，六個螺旋齒均勻分布。本發(fā)明采用單向孔盤與止退盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計，此種結(jié)構(gòu)一方面簡化了 加工工藝，另一方面當(dāng)測量機發(fā)生故障時，其動作快速、可靠，不僅能 夠明顯減小主軸的滑移距離，而且使滑移距離得到量化，進(jìn)一步確保了 主軸及測頭的安全。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框2是本發(fā)明縱向剖面構(gòu)造示意圖；圖3是本發(fā)明單向孔盤的立體示意圖；圖4是圖3的正面投影圖；圖5是本發(fā)明止退盤的正面投影圖；圖6是本發(fā)明單向孔盤另一結(jié)構(gòu)形式的立體示意圖；圖7是圖6的側(cè)視圖；圖8是本發(fā)明中使用圖6單向孔盤的縱向剖面構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
安全保護(hù)裝置主要由單向孔盤1、主氣缸蓋4、副氣缸蓋IO、止退 盤5、推桿8、復(fù)位彈簧6、膜片9等零件組成。氣缸的主氣缸蓋4與止 退盤5用推桿8連接在一起，推桿8上裝有復(fù)位彈簧6，推桿8和復(fù)位 彈簧6用彈簧座7固定在止退盤5上，推桿8的一端穿過止退盤5上的 孔插入單向孔盤1的孔中；單向孔盤1用螺釘17固定在鋼絲輪盤18上; 與氣缸連為一體的止退盤5通過鍵16固定在鋼絲輪盤18的轉(zhuǎn)動軸19 上。止退盤5的圓周上均勻開有三個槽口 20、 21、 22，每個槽口中設(shè)置兩個圓孔，兩圓孔間的徑向夾角為30° ;單向孔盤1的圓周上間隔分布六個長孔和六個圓孔，依照止退盤5槽口 20或21或22的徑向夾角，設(shè)定任意相鄰兩圓孔間的徑向夾角e i，此徑向夾角與其兩側(cè)兩個相鄰的兩圓孔的徑向夾角之差為士l。 5° 。止退盤槽口 20或21或22的 徑向夾角為55。 60° 。單向孔盤1圓周上任意一個兩圓孔的夾角為e 1，其中，91=93=95， 92=94， 9 6為余角。單向孔盤1的圓周上分 布的六個長圓孔和六個圓孔可以改為六個螺旋齒23，其螺旋齒23的螺 旋齒的角度為30。，六個螺旋齒均勻分布。單向孔盤1中的圓孔和長孔為鎖止孔，止退盤5上的圓孔為推桿8 的位置孔，單向孔盤1的鎖止孔和止退盤5圓孔與推桿8共同保證了在 最小5。范圍內(nèi)即可鎖止單向孔盤1，而且，通過這個角度可以計算出轉(zhuǎn) 動軸19的最大滑移長度。通過單向孔盤1和止退盤5上孔的合理布置， 可進(jìn)一步細(xì)分角度范圍，角度范圍最小可細(xì)分到1° ，以減小主軸滑移 長度。本發(fā)明的動作由氣路進(jìn)行控制，當(dāng)測量機正常工作時，電磁閥打開 氣路，氣缸壓縮復(fù)位彈簧6，帶動推桿8脫離單向齒孔盤1，鋼絲輪盤 18可以隨意轉(zhuǎn)動。當(dāng)測量機出現(xiàn)異常情況或氣路壓力低于額定值時，控 制系統(tǒng)立即把監(jiān)測到的信號發(fā)送給電磁閥，電磁閥斷開氣路，復(fù)位彈簧 6帶動推桿8鎖住單向齒孔盤1，轉(zhuǎn)動軸19停止運動。本發(fā)明中氣缸推 動活塞頂桿15的力，與復(fù)位彈簧6的壓力相適應(yīng)，并保證氣缸中的壓 力在低于工作壓力時，復(fù)位彈簧6將推桿8壓入單向孔盤1。實施例一主氣缸蓋4、膜片9、副氣缸蓋10與壓板13和活塞頂桿15用螺 釘24連接組成氣缸?；钊敆U15與主氣缸蓋4之間安裝一銅套12，氣 缸再與止退盤5 —起通過鍵16安裝到鋼絲輪盤18的轉(zhuǎn)動軸19上，轉(zhuǎn) 動軸19與主氣缸蓋4之間夾一密封墊11，轉(zhuǎn)動軸19與止退盤5相互之 間不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。止退盤5上六個圓孔處上面各安裝一個彈簧座7， 止退盤5的每個圓孔中套裝銅套3，六個推桿8分別插入止退盤5的六 個圓孔中，推桿8上套裝復(fù)位彈簧6，主氣缸蓋4上打有孔，推桿8通 過此孔把主氣缸蓋4固定于推桿8與止退盤5之間，六個推桿8均插入 單向孔盤l的圓孔或長圓孔中；當(dāng)止退盤5的圓周上均勻開有三個槽口20、 21、 22，每個槽口中設(shè)置兩個圓孔26、 27，兩圓孔間的徑向夾角為 30° ，槽口20或21或22的角度為60。；單向孔盤1的圓周上間隔分 布六個長孔和六個圓孔，依照止退盤槽口 20或21或22的徑向夾角， 設(shè)定任意相鄰兩圓孔間的徑向夾角9 1=60° ， 9 1=9 3二9 5二60° ， 0 2= 9 4=55° ， 9 6為余角=70° 。(請將圖中的角度與此相吻合)單向孔盤 1與鋼絲輪盤19通過螺釘25連接，使單向孔盤1可以繞其轉(zhuǎn)動軸19轉(zhuǎn) 動。當(dāng)氣缸通過氣管接頭14進(jìn)氣達(dá)到額定壓力時，壓縮復(fù)位彈簧6，帶 動推桿8脫離單向齒孔盤1，鋼絲輪可以隨意轉(zhuǎn)動。當(dāng)氣缸壓力低于額 定壓力，復(fù)位彈簧6帶動鎖緊爪8鎖止單向齒孔盤1，鋼絲輪盤停止轉(zhuǎn) 動。在鋼絲輪盤18與單向孔盤5之間裝有一緩沖墊2，可以防止鎖緊爪 沖擊鋼絲輪盤18，同時避免發(fā)出過大的聲音。當(dāng)測量機正常工作時，電磁閥打開氣路，氣缸壓縮復(fù)位彈簧6，帶 動推桿8脫離單向齒孔盤1，鋼絲輪盤18可以隨意轉(zhuǎn)動。當(dāng)測量機出現(xiàn) 異常情況或氣路壓力低于額定值時，控制系統(tǒng)立即把監(jiān)測到的信號發(fā)送 給電磁閥，電磁閥斷開氣路，復(fù)位彈簧6帶動推桿8鎖住單向齒孔盤1， 轉(zhuǎn)動軸19停止運動。本發(fā)明中氣缸推動活塞頂桿15的力，與復(fù)位彈簧 6的壓力相適應(yīng)，并保證氣缸中的壓力在低于工作壓力時，復(fù)位彈簧6 將推桿8壓入單向孔盤1的長孔或圓孔中，鎖止轉(zhuǎn)動軸19。實施例二主氣缸蓋4、膜片9、副氣缸蓋10與壓板13和活塞頂桿15用螺 釘24連接組成氣缸?；钊敆U15與主氣缸蓋4之間安裝一銅套12，氣 缸再與止退盤5 —起通過鍵16安裝到鋼絲輪盤18的轉(zhuǎn)動軸19上，轉(zhuǎn) 動軸19與主氣缸蓋4之間夾一密封墊11，轉(zhuǎn)動軸19與止退盤5相互之 間不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。止退盤5上六個圓孔處上面各安裝一個彈簧座7， 止退盤5的每個圓孔中套裝銅套3，六個推桿8分別插入止退盤5的六 個圓孔中，推桿8上套裝復(fù)位彈簧6，主氣缸蓋4上打有孔，推桿8通 過此孔把主氣缸蓋4固定于推桿8與止退盤5之間，六個推桿8均插入 單向孔盤l的圓孔或長圓孔中；止退盤5的圓周上均勻開有三個槽口 20、21、 22，每個槽口中設(shè)置兩個圓孔26、 27，兩圓孔間的徑向夾角為30 ° ，槽口20或21或22的角度為60。；單向孔盤1的圓周上分布六個 螺旋齒23，其螺旋齒23的角度為30。，六個螺旋齒均勻分布。依照止
退盤槽口 20或21或22的徑向夾角，設(shè)定任意相鄰兩圓孔間的徑向夾 角e 1=55° ， 0 1=9 3=9 5=55° ， 6 2=9 4=60° ， 9 6為余角二75。。單 向孔盤1與鋼絲輪盤19通過螺釘25連接，使單向孔盤1可以繞其轉(zhuǎn)動 軸19轉(zhuǎn)動。當(dāng)氣缸通過氣管接頭14進(jìn)氣達(dá)到額定壓力時，壓縮復(fù)位彈 簧6，帶動推桿8脫離單向齒孔盤1，鋼絲輪可以隨意轉(zhuǎn)動。當(dāng)氣缸壓 力低于額定壓力，復(fù)位彈簧6帶動鎖緊爪8鎖止單向齒孔盤1，鋼絲輪 盤停止轉(zhuǎn)動。在鋼絲輪盤18與單向孔盤5之間裝有一緩沖墊2，可以防 止鎖緊爪沖擊鋼絲輪盤18，同時避免發(fā)出過大的聲音。當(dāng)測量機正常工作時，電磁閥打開氣路，氣缸壓縮復(fù)位彈簧6，帶 動推桿8脫離單向齒孔盤1，鋼絲輪盤18可以隨意轉(zhuǎn)動。當(dāng)測量機出現(xiàn) 異常情況或氣路壓力低于額定值時，控制系統(tǒng)立即把監(jiān)測到的信號發(fā)送 給電磁閥，電磁閥斷開氣路，復(fù)位彈簧6帶動推桿8鎖住單向孔盤1， 轉(zhuǎn)動軸19停止運動。本發(fā)明中氣缸推動活塞頂桿15的力，與復(fù)位彈簧 6的壓力相適應(yīng)，并保證氣缸中的壓力在低于工作壓力時，復(fù)位彈簧6 將推桿8壓入單向孔盤1，使單向孔盤1的螺旋齒23與止退盤5上的推 桿8共同作用鎖止轉(zhuǎn)動軸19。
權(quán)利要求
1.一種由氣缸的主、副氣缸蓋、膜片、壓板、活塞桿和氣管接頭組成的三坐標(biāo)測量機主軸氣動安全保護(hù)裝置，其特征是，氣缸的主氣缸蓋(4)與止退盤(5)用推桿(8)連接在一起，推桿(8)上裝有復(fù)位彈簧(6)，推桿(8)和復(fù)位彈簧(6)用彈簧座(7)固定在止退盤(5)上，推桿(8)的一端穿過止退盤(5)上的孔插入單向孔盤(1)的孔中；單向孔盤(1)用螺釘(17)固定在鋼絲輪盤(18)上；與氣缸連為一體的止退盤(5)通過鍵(16)固定在鋼絲輪盤(18)的轉(zhuǎn)動軸(19)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三坐標(biāo)測量機主軸氣動安全保護(hù)裝置， 其特征是，止退盤的圓周上均勻開有三個槽口 (20)、 (21)、 (22)，每 個槽口中設(shè)置兩個圓孔，兩圓孔間的徑向夾角為30° ;單向孔盤(1) 的圓周上間隔分布6個長孔和6個圓孔，依照止退盤槽口 (20)的徑向 夾角，設(shè)定任意相鄰兩圓孔間的徑向夾角為9 1，此徑向夾角與其兩側(cè)兩個相鄰的兩圓孔的徑向夾角之差為土r 5° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標(biāo)測量機主軸氣動安全保護(hù)裝置， 其特征是，止退盤槽口的徑向夾角為55° 60° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標(biāo)測量機主軸氣動安全保護(hù)裝置， 其特征是，單向孔盤(1)圓周上任意一個兩圓孔的夾角為e 1，其中，9 1=93=95， 92=94， 96為余角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三坐標(biāo)測量機主軸氣動安全保護(hù)裝置， 其特征是，單向孔盤(1)的圓周上分布六個螺旋齒，螺旋齒的角度為 30° ，六個螺旋齒均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明屬于數(shù)控精密測量設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種三坐標(biāo)測量機的安全保護(hù)裝置，尤其是對主軸及測頭的安全保護(hù)。安全保護(hù)裝置主要由單向孔盤、主、副氣缸蓋、止退盤、推桿、復(fù)位彈簧、膜片等零件組成。氣缸的主氣缸蓋與止退盤用推桿連接在一起，推桿上裝有復(fù)位彈簧，推桿和復(fù)位彈簧用彈簧座固定在止退盤上，推桿的一端穿過止退盤上的孔插入單向孔盤的孔中；單向孔盤用螺釘固定在鋼絲輪盤上；與氣缸連為一體的止退盤通過鍵與鋼絲輪盤的轉(zhuǎn)動軸上。本發(fā)明采用單向孔盤與止退盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計，當(dāng)測量機發(fā)生故障時，其動作快速、可靠，不僅能夠明顯減小主軸的滑移距離，而且使滑移距離得到量化，進(jìn)一步確保了主軸及測頭的安全。
文檔編號G01B5/00GK101126618SQ20071015160
公開日2008年2月20日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者祖江嵩 申請人:中國航空工業(yè)第一集團公司北京航空精密機械研究所