一种单轴大跨度测量台的制作方法

1.本发明涉及测量台技术领域，尤其涉及一种单轴大跨度测量台。


背景技术：

2.对工件的尺寸测量是工业生产必不可少的环节，目前主要的尺寸测量方法有以下几种：
3.1、尺规手工测量：采用直尺、角规等测量直线距离和角度，采用塞规等测量孔径大小；
4.2、视觉二次元测量：将工件放置在背光源下，工件的轮廓和通孔边缘会清晰的呈现，然后利用相机拍摄图像，根据图像选择相应的测量点位进行测量；
5.3、触碰式三次元测量：采用红宝石小球作为触碰点，通过高精度xyz轴移动红宝石小球触碰工件上的点位，获得每个触碰点位的三维坐标，从而获得工件相关测量点位的相对几何关系；
6.4、视觉3d测量：一般采用高精度3d相机，配合高精度xyz三轴运动平台，通过多次拍摄拼接获得工件的几何三维模型，然后通过选择三维模型上的点位实现对工件对应点位的几何测量。
7.对于尺规手工测量存在如下缺点：1、人工测量系统误差大；2、测量工具无法适应复杂结构，例如异面结构无法摆放尺规；3、较大尺寸工具抗变形需要较大重量，不利于操作，造成测量精度下降。
8.对于视觉二次元测量存在如下缺点：1、对工件尺寸要求高，大尺寸测量需要高精度运动平台，成本高；2、无法测量z轴尺寸；3、异面点位之间基本无法测量。
9.对于触碰式三次元测量存在如下缺点：1、红宝石小球触碰位置对测量结果影响较大；2、小孔、小槽无法测量；3、测量过程中工件位置不能移动，测试项较多的场景下难以保持工件位置；4、设备精度过高，性能过剩，造价昂贵。
10.对于视觉3d测量存在如下缺点：1、设备造价高，对工业电脑性能要求高； 2、扫描过程较长，效率低下；3、软件操作复杂，测量方式不直观，对操作员要求较高。
11.上述测量方法对长距离、非共面点位的工件测量而言均具有较大的困难，对于尺规手工测量需要超大手工尺规量具，不好操作，甚至由于异面造成无法测量；对于视觉二次元测量和视觉3d测量，不但需要大尺寸的运动平台，而且往往会因为异面造成视角遮挡，测量不准确；对于触碰式三次元测量，需要高成本的大尺寸运动平台，成本较高。


技术实现要素：

12.基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种单轴大跨度测量台，包括：
13.机台，所述机台顶部位于三维笛卡尔坐标系xyz中的xoy平面内，并且机台上设有用于调节机台顶部在xoy平面内位置的第一调节组件；
14.承载支架，所述承载支架设于所述机台顶部；
15.主梁，所述主梁沿其长度方向所在的侧部位于三维笛卡尔坐标系xyz中的 xoz平面内，所述主梁沿其宽度方向所在的侧部位于三维笛卡尔坐标系xyz中的 yoz平面内，所述主梁设于所述承载支架上，并且承载支架上设有用于调节主梁沿其长度方向所在侧部在xoz平面内位置的第二调节组件，所述机台上设有用于调节主梁沿其宽度方向所在侧部在yoz平面内角度的第三调节组件；
16.测量组件，所述测量组件包括通用夹具、磁栅尺、磁栅尺读头，所述通用夹具沿主梁长度方向滑动安装在主梁上，所述通用夹具上可拆卸安装有量具，所述磁栅尺沿主梁长度方向安装在主梁上，所述磁栅尺读头安装在通用夹具上并与磁栅尺位置相对，磁栅尺读头会将测量数据传输给工业电脑，工业电脑可对测量数据进行归零、实时读数、读数有效位设置、数据记录和存储等处理。
17.优选的，所述通用夹具包括滑动板、连接支架、夹持板，所述滑动板沿主梁长度方向滑动安装在主梁上，并且磁栅尺读头安装在滑动板上，所述连接支架安装在滑动板上，所述夹持板滑动安装在连接支架上，并且夹持板上具有内接面呈矩形的矩形承载部，矩形承载部相邻两侧均设有螺纹贯穿内接面的紧固螺栓，量具可拆卸的安装在矩形承载部的内接面上。
18.优选的，所述第一调节组件包括多个调平脚杯，多个调平脚杯分布均匀的安装在机台底部。
19.优选的，所述第二调节组件包括两个牵引丝杆，两个所述牵引丝杆均竖直布置并分别螺纹安装在承载支架两端，所述主梁两端分别固定安装在两个牵引丝杆上。
20.优选的，所述第三调节组件包括两个横板，两个所述横板与主梁的两端一一对应设置，所述横板安装在主梁的底部，所述机台顶部位于主梁端部的下方位置设有四个呈矩形布置的调节丝杆，横板与四个调节丝杠螺纹连接。
21.优选的，所述机台顶部设有基座，所述基座上设有多个均匀布置的电磁铁。多个电磁铁在基座上呈矩形分布。
22.相较于现有技术，本发明提出的一种单轴大跨度测量台采用上述技术方案，达到了如下技术效果：
23.1、通过通用夹具和磁栅尺等的设置，通用夹具上可拆卸的安装不同类型的量具，进而可以利用量具对基座上的工件进行多重测量，使用方便，测量准确、高效、便捷；同时通用夹具上矩形内接面的设置，可以保证在通用夹具上多次安装同一量具时，量具会与磁栅尺读头的位置始终保持一致，进而进一步保证了测量的准确；
24.2、通过第一调节组件和第二调节组件等设置，第一调节组件用于调节机台顶部在xoy平面内位置，第二调节组件用于调节主梁沿其长度方向所在侧部在 xoz平面内位置，第三调节组件用于调节主梁沿其宽度方向所在侧部在yoz平面内角度，多组调节组件的设置可以使工件测量时保持水平状态、主梁沿其长度方向的侧部在xoz平面内保持水平状态、主梁沿其宽度方向的侧部在yoz平面内保持竖直状态，主梁位置的调节也即测量组件位置的调节，进而保证了测量组件对工件测量的准确性，使用方便；
25.3、通过夹具的移动来带动量具移动，结构简单，测量方式简便直接，制造成本低，测量效率高；同时具有较大的测量范围，支持较大工件异面点位的测量，测量精确，在进行多批次、测量项目较多的测量任务时，具有快速、便捷的特点；
26.4、通过配置工业电脑，磁栅尺读头与工业电脑电性连接，并且磁栅尺读头会将测量数据传送给工业电脑，工业电脑可以结合各类量具的测量数据，将测量数据快速整合计算，基于工业电脑的可编程性，可实现相关数据的记录、存储、分析。
附图说明
27.图1为本发明的第一状态整体结构示意图；
28.图2为本发明的第二状态整体结构示意图；
29.图3为本发明的a处放大结构示意图；
30.图4为本发明的通用夹具与量具整体结构示意图；
31.图5为本发明的矩形承载部与量具正视结构示意图。
32.图中：1.机台、2.承载支架、3.主梁、4.通用夹具、41.滑动板、42.连接支架、43.夹持板、5.磁栅尺读头、6.量具、7.矩形承载部、8.紧固螺栓、9.调平脚杯、10.牵引丝杆、11.横板、12.调节丝杆、13.基座、14.电磁铁、15.工件。
具体实施方式
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.参照图1-5，本发明提出一种单轴大跨度测量台，包括机台1、承载支架2、主梁3、测量组件，其中：
36.机台1顶部位于三维笛卡尔坐标系xyz中的xoy平面内，并且机台1上设有用于调节机台1顶部在的第一调节组件；具体的，第一调节组件包括多个调平脚杯9，多个调平脚杯9分布均匀的安装在机台1底部，通过调节多个调平脚杯9可以改变机台1顶部在xoy平面内的位置，使机台1顶部保持水平状态；
37.承载支架2设于机台1顶部，机台1顶部设有基座13，基座13上设有多个均匀布置的电磁铁14，上述机台1顶部位置的改变会带动基座13位置的改变，进而会使基座13位置保证水平，该基座13用于置放工件15并且由其上的电磁铁14将工件15进行固定；
38.主梁3沿其长度方向所在的侧部位于三维笛卡尔坐标系xyz中的xoz平面内，主梁3沿其宽度方向所在的侧部位于三维笛卡尔坐标系xyz中的yoz平面内，主梁3设于承载支架2上，并且承载支架2上设有用于调节主梁3沿其长度方向所在侧部在xoz平面内位置的第二调节组件，具体的，第二调节组件包括两个牵引丝杆10，两个牵引丝杆10均竖直布置并分别螺纹安装在承载支架2 两端，主梁3两端分别固定安装在两个牵引丝杆10上，通过调节两个
牵引丝杆 10，可以调节主梁3沿其长度方向的侧部在xoz平面内的位置，进而可以使主梁3的该侧部在xoz平面内保持水平状态。进一步的，机台1上设有用于调节主梁3沿其宽度方向所在侧部在yoz平面内角度的第三调节组件，具体的，第三调节组件包括两个横板11，两个横板11与主梁3的两端一一对应设置，横板 11安装在主梁3的底部，机台1顶部位于主梁3端部的下方位置设有四个呈矩形布置的调节丝杆12，横板11与四个调节丝杠12螺纹连接，通过四个调节丝杠12的转动可以调节横板11的角度，进而调节了主梁3沿其宽度方向的侧部在yoz平面内的角度，使主梁3的该侧部在yoz平面内保持竖直状态；
39.参照图3-5，测量组件包括通用夹具4、磁栅尺、磁栅尺读头5，通用夹具 4沿主梁3长度方向滑动安装在主梁3上，通用夹具4上可拆卸安装有量具6(图示为水平锥形量具)，磁栅尺沿主梁3长度方向安装在主梁3上，具体的，磁栅尺为增量式磁栅尺，磁栅尺读头5安装在通用夹具4上并与磁栅尺位置相对，磁栅尺读头5会将测量数据传输给工业电脑。具体的，通用夹具4包括滑动板41、连接支架42、夹持板43，滑动板41沿主梁3长度方向滑动安装在主梁3 上，并且磁栅尺读头5安装在滑动板41上，连接支架42安装在滑动板41上，夹持板43滑动安装在连接支架42上，并且夹持板43上具有内接面呈矩形的矩形承载部7，矩形承载部7相邻两侧均设有螺纹贯穿内接面的紧固螺栓8，量具 6可拆卸的安装在矩形承载部7的内接面上，该内接面为矩形设置，进而在量具 6置放安装在内接面上时，内接面至少有两个相邻的内侧面与量具6相接触抵靠，图5所示状态中，量具6的底侧面、右侧面分别与内接面的底侧面、右侧面接触抵靠，矩形承载部7上的两个紧固螺栓8会将量具6的另外两侧面进行夹持抵靠，进而保证在多次安装同一量具6时，内接面的右侧面、底侧面始终与量具6接触抵压，也即保证了同一量具6多次安装在矩形承载部7上的位置与磁栅尺读头位置始终保持一致。
40.工作原理：在需要对工件15进行测量时，可将工件15置放在基座13上并通过基座13上的多个电磁铁14将其位置进行固定；然后利用第一调节组件来调节基座13的位置，使工件15保持水平状态；利用第二调节组件来调节主梁3 在xoz平面内的位置，使主梁3沿长度方向的侧部保持水平状态；利用第三调节组件来调节主梁3在yoz平面内的角度，使主梁3沿其宽度方向的侧部保持竖直状态；主梁3位置的调节也即测量组件位置的调节，然后可以在矩形承载部7的内接面上依次安装不同的量具6，利用不同的量具6来测量工件15不同的数据。其中量具6可随滑动板41在主梁3上移动并可以停留在主梁3的任意位置，量具6停留在相应位置后，磁栅尺读头5会将量具6测量的数据传送给工业电脑，基于磁栅尺与磁栅尺读头5、量具6对应点的几何数据，工业电脑可以结合各类量具6的测量数据，将测量数据快速整合计算并进行储存，测量准确、高效、便捷。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。