一种高自由度的在线外径检测测头的制作方法

1.本实用新型涉及了检测领域，具体的是一种高自由度的在线外径检测测头。


背景技术：

2.在使用多轴凸轮自动车床加工时，对于公差要求高(如
±
0.03)的外径尺寸，由于设备精度和加工时切屑的影响，实际生产中无法保证工件100％落在公差范围了，所以需要进行全检，一般是将相关的测量系统安装在设备上进行在线检测，即所谓的防错(poka-yoke)，它通过在线全检的手段对生产产品进行逐一的检查，以确定其是否合格。
3.关于这个测量系统里面的测头，一般是通过连接杆刚性地固定在设备的基座上的。
4.这种方案的测头构造简单，连接可靠，一般情况下这是实用可行的方式。
5.但对节拍很短的工件(如用八轴车床加工节拍为6秒的工件，则意味着车床的八个主轴每6秒就要旋转&定位一次)，且工件的直径大于20mm时(因为直径越大则测头与工件接触时的瞬间冲击力越大)。实际生产中发现应用起来不大可行，因为一是由于速度过快造成测量不够准确，偶尔触发系统误报警而停机，影响生产效率。二是由于接触时的瞬间冲击力过大，不时导致测头的损坏。
6.由于接触速度过快且没有缓冲，造成测量不够准确，偶尔将实际是合格的工件测成超差的了，从而触发系统报警而停机，影响生产效率。即测量可靠性不够好而产生了误报警。
7.由于接触时的瞬间冲击力过大，不时导致测头的损坏。
8.由于是刚性连接，对位置的要求很高，需要将中心调整得很好才能使用。所以调整起来很繁琐，花费的时间也长。


技术实现要素：

9.为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种高自由度的在线外径检测测头，其测量容错能力高，大大减少误报警导致的停机，从而提高了生产效率，同时保证了产量和产品的质量。
10.为实现上述目的，本技术实施例公开了一种高自由度的在线外径检测测头，包括：
11.滑轨，所述滑轨的一侧设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽之间设有第一凸块和第二凸块；
12.第一簧片，所述第一簧片的一端设置在所述第一凹槽内；
13.第二簧片，所述第二簧片的一端设置在所述第二凹槽内；
14.卡钳，所述卡钳包括第一臂和第二臂，所述第一臂包括固定部和测量部，所述固定部的一侧上设有第三凹槽和第四凹槽，所述第一簧片的另一端设置在所述第三凹槽内，所述第二簧片的另一端设置在所述第四凹槽内，所述固定部上第三凹槽和第四凹槽之间设有限位杆，所述限位杆的一端固定在所述固定部上，所述限位杆的另一端设置在所述第一凸
块和所述第二凸块之间；所述测量部整体呈l型，所述测量部的一端通过螺丝固定在所述固定部上，所述测量部的另一端垂直于所述固定部设置，此端上还设有固定触点；所述第二臂的一端固定在所述固定部上，所述第二臂上设有传感器和可动触点，所述可动触点和所述固定触点相对设置。
15.优选的，所述测头还包括固定座，所述固定座上设有滑块，所述滑轨为燕尾槽滑轨，所述滑块能够在所述滑轨的另一侧上来回移动，所述滑轨上设有通孔，所述通孔内壁面上设有内螺纹，所述滑块和所述滑轨通过螺栓穿过所述通孔进行固定。
16.优选的，所述固定触点上设有外螺纹，所述固定触点螺接在所述测量部上。
17.本实用新型的有益效果如下：
18.1、由于簧片有一定的扭曲弹力，测头在左右方向具有一定的弹性自由度，测量容错能力提高；
19.2、第一簧片和第二簧片的厚度仅为0.2mm，是整个测头结构中最薄弱的环节，如有意外或冲击力过大时，其先发生变形或断裂从而起到保护测头的作用，且其价格低廉，是很好的保险环节的构造；
20.3、第一簧片和第二簧片上下方向可以有很大的摆动幅度，为了保证测头位置不出现过大的偏离，增加了限位销，让其只能在5mm范围内摆动，这5mm让测头上下方向有足够的空间来自我调整中心；
21.4、提高了测头测量的稳定性，大大减少误报警导致的停机，从而提高了生产效率，同时保证了产量和产品的质量。
22.为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型实施例中一种高自由度的在线外径检测测头的结构示意图；
25.以上附图的附图标记：
26.1、滑轨；11、第一凹槽；12、第二凹槽；13、第一凸块；14、第二凸块；
27.2、第一簧片；
28.3、第二簧片；
29.4、卡钳；41、第一臂；42、固定部；43、第三凹槽；44、第四凹槽；45、限位杆；46、测量部；47、固定触点；48、第二臂；49、可动触点；
30.5、传感器；
31.6、固定座；61、滑块；
32.7、工件；
33.8、车床主轴夹头。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
36.为达到上述目的，本实用新型提供一种高自由度的在线外径检测测头。
37.请参考图1，所述侧头包括滑轨1、第一簧片2、第二簧片3以及卡钳4。
38.所述滑轨1的一侧设有第一凹槽11和第二凹槽12，所述第一凹槽11和所述第二凹槽12之间设有第一凸块13和第二凸块14。
39.所述第一簧片2的一端设置在所述第一凹槽11内。
40.所述第二簧片3的一端设置在所述第二凹槽12内。
41.可以理解的是，所述第一簧片和第二簧片的厚度仅为0.2mm。
42.所述卡钳4包括第一臂41和第二臂48，所述第一臂41包括固定部42和测量部46，所述固定部42的一侧上设有第三凹槽43和第四凹槽44，所述第一簧片2的另一端设置在所述第三凹槽43内，所述第二簧片3的另一端设置在所述第四凹槽44内，所述固定部42上第三凹槽43和第四凹槽44之间设有限位杆45，所述限位杆45的一端固定在所述固定部42上，所述限位杆45的另一端设置在所述第一凸块13和所述第二凸块14之间；所述测量部46整体呈l型，所述测量部46的一端通过螺丝固定在所述固定部42上，所述测量部46的另一端垂直于所述固定部42设置，此端上还设有固定触点47；所述第二臂48的一端固定在所述固定部42上，所述第二臂48上设有传感器5和可动触点49，所述可动触点49和所述固定触点47相对设置。
43.所述测头还包括固定座6，所述固定座6上设有滑块61，所述滑轨1为燕尾槽滑轨1，所述滑块61能够在所述滑轨1的另一侧上来回移动，所述滑轨1上设有通孔，所述通孔内壁面上设有内螺纹，所述滑块61和所述滑轨1通过螺栓穿过所述通孔进行固定。
44.所述固定触点47上设有外螺纹，所述固定触点47螺接在所述测量部46上。
45.在本实施例中，请参照图1，借由上述结构，通过松紧螺丝调整卡钳4的第一臂41的测量部46的位置，使固定触点47与可动触点49之间的距离比需测量的直径小0.3至0.5mm(如需测量的直径为20mm，则调整两个触点的距离为19.5至19.7mm)，然后将螺丝拧紧。
46.将测头装置安装到机器内，使固定触点47和可动触点49的连线与工件7的轴线垂直，且前后方向应让两个触点落在需测量的外径的中部附近。
47.通过调整滑轨1的螺栓并上下移动来调整的高度，使工件7在与可动触点49接触之前先与固定触点47接触，此时限位杆45应向下移动并位于第一凸块13和第二凸块14之间(即调整让第一臂41和第二臂48的中心高比工件7的中心高大约2至2.5mm，当工件7过来时
就会先碰到固定触点47，并将测头下压，此时限位销就下移到止动块的中间附近)。这可确保工件7始终与固定触点47接触。如果零件未接触固定触点47，则测量尺寸会显示过大。
48.随着车床主轴夹头8带动工件7的横向移动，可动触点49也开始接触工件7。
49.可动触点49的回缩规律是从刚开始接触的回缩量为0到接触到工件7外径最高点时的回缩量为最大值，然后过了最高点后可动触点49又逐渐伸出，直到与工件7脱离时其回缩量恢复到0。
50.测量系统通过传感器5回传的信号记录上一步的最大值，然后与系统设置的上限值和下限值比较，如果在两者范围内则结果是ok的，机器继续正常运行；如果在两者范围外则结果ng，触发机器的报警系统并停机，需操作员处理好ng件并复位后机器才能继续运行。
51.可以理解的是，第一簧片2和第二簧片3在受到侧向力时可以有小幅度的左右方向弹性摆动来满足目的一的缓冲作用；由于这两片簧片厚度很薄，在整个测头结构中是最薄弱的环节，如有意外或冲击力过大时，其先发生变形或断裂从而起到保护测头的作用；再就是簧片如附图图示那样安装时，测头上下方向比左右方向具有更大的弹性摆动幅度，从而在中心不正时起到中心补偿对正的作用。
52.本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。