一種一維氣浮光柵掃描測(cè)頭的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密掃描測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種一維氣浮光柵掃描測(cè)頭。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前，在測(cè)量儀器上比較常用的測(cè)頭為電感式掃描測(cè)頭，其是利用線圈的自感互感的變化來實(shí)現(xiàn)測(cè)量的一種裝置，在測(cè)量過程中測(cè)針接觸被測(cè)件時(shí)會(huì)受到測(cè)量力使測(cè)針發(fā)生偏移，并且測(cè)針會(huì)發(fā)生撓曲變形。該類測(cè)頭雖然結(jié)構(gòu)簡單可靠，對(duì)工作環(huán)境要求不高，分辨力較高，但是它的缺點(diǎn)是測(cè)針發(fā)生撓曲變形會(huì)帶來較大的測(cè)量誤差，響應(yīng)頻率低，不宜用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量，輸出信號(hào)為模擬量信號(hào)，易受到干擾。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種一維氣浮光柵掃描測(cè)頭。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種一維氣浮光柵掃描測(cè)頭，包括支座、端座以及安裝于測(cè)針座上的測(cè)針；端座由兩側(cè)板及前端安裝板組成；測(cè)針座安裝于端座前端安裝板的外側(cè)面，端座內(nèi)安裝有氣浮軸套，芯軸安裝于端座的兩側(cè)板之間，氣浮軸套與端座的側(cè)板之間安裝有測(cè)力彈簧；端座前端安裝板的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有光柵尺和讀數(shù)頭。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于:
[0007]所述前端安裝板的外側(cè)面和測(cè)針座的底面上均沿圓周方向均勻開設(shè)三個(gè)盲孔，且前端安裝板的外側(cè)面和測(cè)針座的底面上的盲孔的位置相對(duì)設(shè)置，每個(gè)盲孔內(nèi)鉚進(jìn)兩個(gè)鋼球，前端安裝板的外側(cè)面上的三個(gè)盲孔中的鋼球沿徑向均布，測(cè)針座底面上的三個(gè)盲孔中的鋼球沿圓周方向均布；前端安裝板的外側(cè)面的中心設(shè)置有拉緊磁鐵，測(cè)針座的底面中心設(shè)置有吸片；測(cè)針座安裝在端座上時(shí)，拉緊磁鐵吸附吸片，使安裝板的外側(cè)面和測(cè)針座的底面上三組相對(duì)的兩個(gè)盲孔內(nèi)的四個(gè)鋼球咬合，此時(shí)測(cè)針座上每個(gè)盲孔中兩個(gè)鋼球的中心連線與端座上每個(gè)盲孔中兩個(gè)鋼球的中心連線相垂直。
[0008]所述前端安裝板外側(cè)面和測(cè)針座底面上的盲孔均開設(shè)在直徑為40mm的圓周上。
[0009]所述前端安裝板外側(cè)面上的盲孔的深度為3mm，測(cè)針座底面上的盲孔的深度為2mm ο
[0010]所述前端安裝板外側(cè)面上的鋼球，鉚進(jìn)盲孔內(nèi)的體積大于盲孔外的體積；測(cè)針座底面上的鋼球，鉚進(jìn)盲孔內(nèi)的體積小于盲孔外的體積。
[0011]所述支座上安裝讀數(shù)頭支架，并位于端座的前端安裝板的內(nèi)側(cè)面和氣浮軸套之間；讀數(shù)頭安裝于讀數(shù)頭支架上。
[0012]所述讀數(shù)頭支架與光柵尺安裝在同一方向上。
[0013]所述讀數(shù)頭支架上開設(shè)有一長方形孔，讀數(shù)頭安裝在該長方形孔的一端。
[0014]所述端座內(nèi)設(shè)置兩個(gè)氣浮軸套，每個(gè)氣浮軸套均通過螺釘固定安裝在支座上。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明一維氣浮光柵掃描測(cè)頭，當(dāng)測(cè)針受力時(shí)，測(cè)針、測(cè)針座、端座及芯軸會(huì)一起運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而引起安裝在端座上的光柵尺相對(duì)于光柵讀數(shù)頭的運(yùn)動(dòng)，從而將測(cè)針的位置變化量轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈻懦咦x數(shù)的變化量，實(shí)現(xiàn)測(cè)頭的檢測(cè)目的，不依賴于自感互感的檢測(cè)原理，而是依靠機(jī)械傳動(dòng)原理以及光柵完成檢測(cè)，不僅檢測(cè)靈敏度高而且抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍內(nèi)測(cè)頭位置變化量的測(cè)量并減小測(cè)針撓曲變形帶來的測(cè)量誤差。
[0017]進(jìn)一步的，本發(fā)明通過測(cè)針座與端座之間采用3對(duì)4鋼球的十字交叉咬合安裝，保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性；同時(shí)，會(huì)使測(cè)針在運(yùn)動(dòng)的過程中只受很小的摩擦力，提高了測(cè)量精度。
[0018]進(jìn)一步的，本發(fā)明采用一對(duì)氣浮軸承組成的直線氣浮導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)使芯軸在氣浮軸套中運(yùn)動(dòng)時(shí)只受很小的摩擦力，可實(shí)現(xiàn)無摩擦和無振動(dòng)的平滑移動(dòng)，具有運(yùn)動(dòng)精度高、清潔無污染等特點(diǎn)；同時(shí)，因其誤差均化作用，可用比較低的制造精度來獲得較高的導(dǎo)向精度。并且通過測(cè)力彈簧的變形回復(fù)能力實(shí)現(xiàn)測(cè)量的連續(xù)性。
【【附圖說明】】
[0019]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明端座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明測(cè)針座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為測(cè)針座、端座咬合安裝示意圖；
[0023]圖5為測(cè)針運(yùn)動(dòng)到正向(X+)限位時(shí)的示意圖；
[0024]圖6為測(cè)針運(yùn)動(dòng)到負(fù)向(X-)限位時(shí)的示意圖；
[0025]圖中:1為支座；2為氣路接頭；3為端座；4為芯軸；5為讀數(shù)頭；6為讀數(shù)頭支架；7為測(cè)針；8為測(cè)針座；9為光柵尺；10為氣浮軸套；11為測(cè)力彈簧；12-1為鋼球；12_2為鋼球；13為拉緊磁鐵；14為吸片。
【【具體實(shí)施方式】】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0027]參見圖1至圖3，本發(fā)明包括支座1、氣路接頭2、氣浮軸套10、芯軸4、測(cè)力彈簧11、讀數(shù)頭5、讀數(shù)頭支架6、光柵尺9、端座3、拉緊磁鐵13、吸片14、鋼球12、測(cè)針座8、測(cè)針7。所述測(cè)針7裝在測(cè)針座8上，通過裝在測(cè)針座中間孔中的吸片14與裝在端座中間孔中的拉緊磁鐵13以及鉚在測(cè)針座和端座上的鋼球來實(shí)現(xiàn)測(cè)針的咬合安裝，光柵尺9安裝在端座上端面的底部，由螺釘將讀數(shù)頭支架6與支座I連接在一起，讀數(shù)頭5裝在讀數(shù)頭支架6上，氣浮軸套10與支座I之間由螺釘固定連接，氣浮軸套中的芯軸4安裝在端座3的兩側(cè)板之間，在各氣浮軸套與端座側(cè)板之間裝有一個(gè)測(cè)力彈簧11。所述測(cè)針座8上Φ40的圓周方向上均勻分布三組深度為2mm的孔，每組有兩個(gè)，安裝時(shí)鋼球12-2鉚進(jìn)盲孔內(nèi)的體積小于盲孔外的體積；同樣在端座3上Φ40的圓上徑向均勻分布三組深度為3mm的孔，每組有兩個(gè)，安裝時(shí)鋼球12-1鉚進(jìn)盲孔內(nèi)的體積大于盲孔外的體積。安裝測(cè)針時(shí)位于端座中間的拉緊磁鐵13吸附測(cè)針座中間裝的吸片14使兩者接觸，對(duì)應(yīng)的每兩個(gè)孔中的4個(gè)鋼球咬合安裝。所述讀數(shù)頭支架6安裝在支座I上時(shí)要與光柵尺9在同一方向上，讀數(shù)頭支架上有一長方形的孔，要將讀數(shù)頭安裝在有孔的一端。
[0028]本發(fā)明的工作原理如下:
[0029]在使用之前，要檢查測(cè)針座8與端座3之間是否咬合安裝緊湊、氣浮軸套10是否充氣、測(cè)力彈簧11是否工作良好，然后使測(cè)頭受一適度的力，觀察測(cè)針7、端座3及芯軸4是否可以一起平穩(wěn)、連續(xù)運(yùn)動(dòng)。
[0030]測(cè)頭在使用過程中受力時(shí)，測(cè)針7、測(cè)針座8及芯軸4會(huì)在一定范圍內(nèi)沿中心位置運(yùn)動(dòng)，若正向運(yùn)動(dòng)，參見圖4，測(cè)頭受X+方向的力，測(cè)針、測(cè)針座及芯軸會(huì)一起沿X+方向運(yùn)動(dòng)，安裝在端座上的光柵尺9 一起運(yùn)動(dòng)并采集到運(yùn)動(dòng)的位置信息，而安裝在讀數(shù)頭支架6上的讀數(shù)頭5靜止不動(dòng)，進(jìn)而引起安裝在端座上的光柵尺9相對(duì)于光柵讀數(shù)頭5的運(yùn)動(dòng)，從而將測(cè)針的位置變化量轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈻懦咦x數(shù)的變化量，實(shí)現(xiàn)測(cè)頭的檢測(cè)目的；同時(shí)，X+方向上氣浮軸