一种数控测量头的浮动机构的制作方法

1.本实用新型涉及数控机床加工、测量技术领域，具体为一种数控测量头的浮动机构。


背景技术：

2.数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。数控机床综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，其中测量头结合三坐标体系实现自动尺寸的测量。测针是测量头中用于接触式测量的结构，与被测试零部件接触后测针会发生摆动，摆动过程中完成电信号的输出，完成测头的测量操作。测针与测头中的摆动机构连接，现有技术中摆动机构中设置有三个导电金属杆且金属杆位于两个导电金属球之间，当测针在360
°
范围内转动时通过金属杆与金属球之间接触完成电路导通，缺陷如下：
3.一、三个金属杆分别位于等边三角形的顶点，顶点方向与底边方向摆动时所需的力不同，进而导致360
°
旋转时圆度差，测量精度呈三角形；
4.二、当测针受到推顶力时只能钢性推顶，测量头易遭受损坏；
5.三、测量头无法再解决上述问题的基础上满足深槽底壁的检测；
6.本实用新型提出一种数控测量头的浮动机构，解决上述一个或多个技术问题。


技术实现要素：

7.一种数控测量头的浮动机构，包括：测针、摆动芯、底座、金属球、金属杆、浮动组件，所述测针与所述摆动芯连接，所述摆动芯通过弹簧与测量头壳体直接或间接连接，所述底座的上板面加工有三组金属球容纳孔且每组金属球容纳孔包括两个间隔排列的金属球容纳孔，每个所述金属球容纳孔中均安装有一个所述金属球，所述摆动芯沿中心轴线方向加工有三个等角度排列的金属杆安装孔，所述金属杆安装孔中均安装有一个平行于水平面的所述金属杆；非工作状态下：所述金属杆的另一端部位于两个所述金属球的斜上方且与两个所述金属球接触，电路接通；工作状态下，至少有一个所述金属杆与其斜下方的至少一个所述金属球脱离，电路断开，所述摆动芯与所述底座之间设置有浮动组件，通过设置所述浮动组件提高360
°
范围内测量的精度或/和形成浮动力避免钢性推顶或/和减小测量头的直径尺寸。
8.优选的，所述一种数控测量头的浮动机构,所述浮动组件包括6n个辅助金属球、3n个辅助弹簧，所述摆动芯加工有与辅助弹簧数量相同的辅助弹簧安装孔，辅助弹簧安装在所述辅助弹簧安装孔中，相邻两个所述金属杆之间设置有n个所述辅助弹簧；所述底座板面对应加工有3n组辅助金属球容纳孔且每组所述辅助金属球容纳孔包括两个间隔设置的辅助金属球容纳孔，所述辅助金属球安装在所述辅助金属球容纳孔中；非工作状态下：所述辅助弹簧与斜下方的两个辅助金属球接触，n为正自然数。
9.优选的，所述一种数控测量头的浮动机构,两个相邻的所述金属杆之间设置有n个
所述辅助弹簧；n为奇数时，第（n 1）/2个所述辅助弹簧与对面所述金属杆在同一直径方向，剩余（n-1）个所述辅助弹簧对称设置在中心位置的辅助弹簧两侧；当n为偶数时，n个所述辅助弹簧对称设置在对面所述金属杆所在直径的两侧。
10.优选的，所述一种数控测量头的浮动机构,所述辅助金属球的直径小于所述金属球的直径。
11.优选的，所述一种数控测量头的浮动机构,所述辅助弹簧平行于三个所述金属杆所在的水平面安装，三个所述辅助弹簧的安装高度低于所述金属杆的安装高度。
12.优选的，所述一种数控测量头的浮动机构,所述辅助弹簧沿摆动芯、辅助金属球方向倾斜向下设置。
13.再者，当测针作业过程中受到推顶力时，浮动组件可通过辅助弹簧的设置在升降平面产生浮动分力，避免钢性作用，保护测头，延长使用寿命。
14.优势如下：
15.（1）本实用新型涉及的数控测量头浮动机构通过设置浮动组件提高了测量头360
°
检测过程中的圆度，提高测量精度；
16.（2）本实用新型涉及的数控测量头浮动机构结构简单，改造成本低；
17.（3）本实用新型涉及的数控测量头浮动机构可根据减小辅助金属球的尺寸、改变辅助弹簧的尺寸及装配方向在保证测量精度的基础上减小测量头的体积，适用于深度槽零部件的嵌入式测量作业。
附图说明
18.下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：
19.图1是具体实施案例1对应的数控测量头浮动机构的整体示意图；
20.图2对应具体实施案例1中数控测量头浮动机构部分结构的俯视图；
21.图3对应具体实施案例2中数控测量头浮动机构部分结构的俯视图；
22.图4是具体实施案例3中当n=1时对应的数控测量头浮动机构的部分结构平面图；
23.图5是辅助弹簧的安装高度低于金属杆的安装高度的结构平面图；
24.编号对应的具体结构如下：
25.测针1，摆动芯2，底座3，金属球4，金属杆5，辅助金属球6，辅助弹簧7，
26.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
27.具体实施案例1：
28.一种数控测量头的浮动机构，包括：测针1、摆动芯2、底座3、金属球4、金属杆5、浮动组件，所述测针1与所述摆动芯2连接，所述摆动芯2通过弹簧与测量头壳体直接或间接连接，所述底座3的上板面加工有三组金属球容纳孔且每组金属球容纳孔包括两个间隔排列的金属球容纳孔，每个所述金属球容纳孔中均安装有一个所述金属球4，所述摆动芯2沿中心轴线方向加工有三个等角度排列的金属杆安装孔，所述金属杆安装孔中均安装有一个平行于水平面的所述金属杆5；非工作状态下：所述金属杆5的另一端部位于对应位置的两个所述金属球4的斜上方且与两个所述金属球4接触，电路接通；工作状态下，至少有一个所述
金属杆5与其斜下方的至少一个所述金属球4脱离，电路断开，所述摆动芯2与所述底座3之间设置有浮动组件，通过设置所述浮动组件提高360
°
范围内测量的精度、形成浮动力避免钢性推顶。
29.其中,所述浮动组件包括6个辅助金属球6、3个辅助弹簧7，所述摆动芯2加工有与辅助弹簧7数量相同的辅助弹簧安装孔，辅助弹簧7安装在所述辅助弹簧安装孔中，相邻两个所述金属杆5之间设置有1个所述辅助弹簧；所述底座3板面对应加工有3组辅助金属球容纳孔，所述辅助金属球6安装在所述辅助金属球容纳孔中；非工作状态下：所述辅助弹簧7与斜下方的两个辅助金属球接触。
30.进一步的，三个所述辅助弹簧分别位于两个相邻的所述金属杆5中间位置即与其对面的所述金属杆5在同一直径的两端部。
31.进一步的,所述辅助金属球6的直径小于所述金属球4的直径。
32.进一步的，所述辅助弹簧7平行于三个所述金属杆5所在的水平面安装，三个所述辅助弹簧7的安装高度低于所述金属杆5的安装高度。
33.减小辅助金属球6的直径，可更少的占用底座3的面积，在不增加底座面积（即不增大测试头体积）的情况下完成浮动组件的安装，辅助弹簧7的安装高度低于金属杆5，当测针测量摆动过程中，浮动组件中辅助弹簧更有效平衡摆动力，即尽量较小测量头体积的前提下保证浮动组件的作用效果，使测量精度呈六边形分布，提高整体测量精度。
34.具体实施案例2：
35.一种数控测量头的浮动机构，包括：测针1、摆动芯2、底座3、金属球4、金属杆5、浮动组件，所述测针1与所述摆动芯2连接，所述摆动芯2通过弹簧与测量头壳体直接或间接连接，所述底座3的上板面加工有三组金属球容纳孔且每组金属球容纳孔包括两个间隔排列的金属球容纳孔，每个所述金属球容纳孔中均安装有一个所述金属球4，所述摆动芯2沿中心轴线方向加工有三个等角度排列的金属杆安装孔，所述金属杆安装孔中均安装有一个平行于水平面的所述金属杆5；非工作状态下：所述金属杆5的另一端部位于对应位置的两个所述金属球4的斜上方且与两个所述金属球4接触，电路接通；工作状态下，至少有一个所述金属杆5与其斜下方的至少一个所述金属球4脱离，电路断开，所述摆动芯2与所述底座3之间设置有浮动组件，通过设置所述浮动组件提高360
°
范围内测量的精度、形成浮动力避免钢性推顶或减小测量头的直径尺寸，使测量头方便全部或部分进入深槽结构中完成测量工作。
36.进一步的,所述浮动组件包括12个辅助金属球6、6个辅助弹簧7，所述摆动芯2加工有与辅助弹簧7数量相同的辅助弹簧安装孔，辅助弹簧7安装在所述辅助弹簧安装孔中，相邻两个所述金属杆5之间设置有2个所述辅助弹簧；所述底座3板面对应加工有6组辅助金属球容纳孔，所述辅助金属球6安装在所述辅助金属球容纳孔中；非工作状态下：所述辅助弹簧7与斜下方的两个辅助金属球接触。
37.进一步的，相邻两个所述金属杆5之间的两个所述辅助弹簧7对称分布在其对面金属杆5所在直径的两侧。
38.进一步的,所述辅助金属球6的直径小于所述金属球4的直径。
39.进一步的,所述辅助弹簧7平行于三个所述金属杆5所在的水平面安装，三个所述辅助弹簧7的安装高度低于所述金属杆5的安装高度。
40.减小辅助金属球6的直径，可更少的占用底座3的面积，在不增加底座面积（即不增大测试头体积）的情况下完成浮动组件的安装，辅助弹簧7的安装高度低于金属杆5，当测针测量摆动过程中，浮动组件中辅助弹簧更有效平衡摆动力，即尽量较小测量头体积的前提下保证浮动组件的作用效果，使测量精度呈六边形分布，提高整体测量精度。
41.具体实施案例3：
42.一种数控测量头的浮动机构，包括测针1、摆动芯2、底座3、金属球4、金属杆5、浮动组件，通过设置所述浮动组件提高360
°
范围内测量的精度、形成浮动力避免钢性推顶或减小测量头的直径尺寸，使测量头方便全部或部分进入深槽结构中完成测量工作。
43.所述辅助弹簧7沿摆动芯2、辅助金属球6方向倾斜向下设置，对应的辅助弹簧安装孔也是倾斜孔。辅助弹簧7倾斜设置后，可进一步缩小底座3的直径，进而进一步缩小测量头的直径，时测量头整体呈现细长型结构，细长型的测量头可部分或全部进入深度槽内部进行测量操作，同时还能进一步提高深度槽用测量头的测量精度。
44.其他技术方案与具体实施案例1或具体实施案例2的全部或部分相同。
45.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。