多功能智能坐标检测仪的制作方法

本发明涉及一种坐标检测仪，特别是一种多功能智能坐标检测仪。

背景技术：

目前，传统的测量仪器都是单一用途。例如：轮廓度仪只能检测物体的外形轮廓，圆度仪只能测量物体的圆度、圆柱度，粗糙度仪只能检测物体表面粗糙度程度等等。要想使一个设计比较复杂的工件的加工制作与设计要求相符，就必须对工件加工后的各种数据进行测量。比如说工件上相应特征的直线度、平面度、位置度、圆柱度、同轴度、垂直度、圆跳动等等。而以这些数据作为目标量进行精密地测量，就需要有较高精密的仪器来进行操作。在本行业内部通常的方式是：使用不同精度，不同类型的仪器，轮流检测。这样做既增加成本，又占用大量空间，浪费大量人力物力。因为测量流程太多，检测精度也达不到理想效果，检测结果差异比较大。因此现在需要一种能够在一台机器上完成上述测量工作的装置，以达到一机多用，节省成本、提高测量精度的目的。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述现有技术所存在的不足，提出一种结构简单、设计巧妙，可以同时对多个不同参数进行测量；可实现一机多用，节省成本、提高测量精度等效果的多功能智能坐标检测仪。

本发明的技术解决方案是：一种多功能智能坐标检测仪，其特征在于：所述的检测仪包括安装台1，在安装台1上设置有三坐标系统，所述的三坐标系统的主轴7的端部设置有连接法兰2，在三坐标系统的底座上还设置有测头库位系统3，在安装台1上设置有气浮转台4，在气浮转台4内还设置有与所述气浮转台4相配的动平衡自动调节系统，

所述的三坐标系统包括电动导轨5和与其滑动连接的门型框架6，在门型框架6上设置有主轴7，所述的连接法兰2就设置在主轴7的端部，

所述的测头库位系统3包括固定设置在安装台1上的测头库位架8，在测头库位架8上并列地设置有多个测头库位盒9，每个测头库位盒9内都设置有电动导轨10，在不同的测头库位盒9内分别放置有粗糙度测头、扫描式测头、工显类测头、触发式测针和非接触式测针，上述的所有测头和测针都设置在一个测头连接法兰11下方，所述的测头连接法兰11上开设有环形槽12，所述的环形槽12与电动导轨10相配，在测头连接法兰11的顶面上还设置有三个键13，并且这三个键13在圆周上均匀分布，

所述的动平衡自动调节系统包括设置在气浮转台壳体24内的驱动电机14，驱动电机14的输出轴通过伞齿轮传动副15与转轴16相连；并且在驱动电机14的输出轴与伞齿轮传动副15之间还设置有联轴器17；在气浮转台底座25上设置有涡流传感器18，所述的涡流传感器18为四个，并且以转轴16的轴线为轴在圆周上均匀分布，在转轴16的底部还设置有平衡喷嘴19，所述的平衡喷嘴19为四个，同样以转轴16的轴线为轴在圆周上均匀分布，所述平衡喷嘴19的入气端与电控调压系统相连，电控调压系统与供气系统相连，而平衡喷嘴19的出气端则与转轴16的下端部径向对应，在转轴16下方的气浮转台底座25中设置有两列组合型向心球轴承20，在两列组合型向心球轴承20中设置有顶针21，所述顶针21的顶端顶在转轴16底端的圆锥形凹槽内，且顶针21的顶端也为圆锥状，在所述的气浮转台4的顶部设置有转台盘面22，所述的转轴16的顶端与转台盘面22的圆心连接，在转台盘面22的下方设置有至少三个在圆周上均匀分布的气浮喷嘴23，并以转台的轴心为圆心，以气浮喷嘴23的圆心到转台的轴心的距离为半径刻划有一定宽度的导气槽26，且所述的气浮喷嘴10的出口端位于导气槽26内，并且所述的气浮喷嘴23的入气端与气压平衡室相连，气压平衡室与供气系统相连，在所述的顶针21的下端部还设置有弹簧。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的测头库位系统，其上能够放置多个不同的测头（粗糙度测头、扫描式测头、工显类测头、触发式测针和非接触式测针），并且这些测头通过一个特殊结构的测头连接法兰与测头库位盒连接，该测头连接法兰能够让检测仪的主轴快速的将其从测头库位盒中进行取、放操作，以实现不同测头之间的快速切换。同时它还设置有一个特殊结构的转台。该转台的内部设置有多个在圆周方向上均匀分布的气浮喷嘴，在转台上的盘面转动时，这些气浮喷嘴能够在转盘下方形成一个很薄的空气膜，这样就能够大大降低转盘转动时产生的摩擦力，进而避免额外的功耗和不必要的振动；同时它为转台盘面的转轴还设计了一套动平衡系统，该系统通过多个涡流传感器来检测转轴是否发生偏移，向何方向发生偏移。并通过控制系统控制对应的平衡喷嘴工作，让转轴转动时始终保持较好的动平衡，进而保证转盘的水平度。综上所述，可以说这种多功能智能坐标检测仪具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中测针台架的结构示意图。

图3为图2中的A部放大图。

图4为本发明实施例中测针连接法兰的结构示意图。

图5为本发明实施例中自平衡驱动系统的结构示意图。

图6为图5中的F-F向的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图6所示：一种多功能智能坐标检测仪，它包括一个作为基础的安装台1，在安装台1上设置有三坐标系统，所述的三坐标系统的主轴7的端部设置有连接法兰2，在三坐标系统的底座上还设置有测头库位系统3，在安装台1上设置有气浮转台4，在气浮转台4内还设置有与所述气浮转台4相配的动平衡自动调节系统，

上述的三坐标系统包括电动导轨5和与其滑动连接的门型框架6，在门型框架6上设置有主轴7，所述的连接法兰2就设置在主轴7的端部，

上述的测头库位系统3包括固定设置在安装台1上的测头库位架8，在测头库位架8上并列地设置有多个测头库位盒9，每个测头库位盒9内都设置有电动导轨10，在不同的测头库位盒9内分别放置有粗糙度测头、扫描式测头、工显类测头、触发式测针和非接触式测针，上述的所有测头和测针都设置在一个测头连接法兰11下方，这里的测头连接法兰11能够与主轴7底端的连接法兰2磁性连接；所述的测头连接法兰11上开设有环形槽12，所述的环形槽12与电动导轨10相配，在测头连接法兰11的顶面上还设置有三个键13，并且这三个键13在圆周上均匀分布，

动平衡自动调节系统包括设置在气浮转台壳体24内的驱动电机14，驱动电机14的输出轴通过伞齿轮传动副15与转轴16相连；并且在驱动电机14的输出轴与伞齿轮传动副15之间还设置有联轴器17；在气浮转台底座25上设置有涡流传感器18，所述的涡流传感器18为四个，并且以转轴16的轴线为轴在圆周上均匀分布，在转轴16的底部还设置有平衡喷嘴19，所述的平衡喷嘴19为四个，同样以转轴16的轴线为轴在圆周上均匀分布，所述平衡喷嘴19的入气端与电控调压系统相连，电控调压系统与供气系统相连，而平衡喷嘴19的出气端则与转轴16的下端部径向对应，在转轴16下方的气浮转台底座25中设置有两列组合型向心球轴承20，在两列组合型向心球轴承20中设置有顶针21，所述顶针21的顶端顶在转轴16底端的圆锥形凹槽内，且顶针21的顶端也为圆锥状，在所述的气浮转台4的顶部设置有转台盘面22，所述的转轴16的顶端与转台盘面22的圆心连接，在转台盘面22的下方设置有至少三个在圆周上均匀分布的气浮喷嘴23，并以转台的轴心为圆心，以气浮喷嘴23的圆心到转台的轴心的距离为半径刻划有一定宽度的导气槽26，且所述的气浮喷嘴10的出口端位于导气槽26内，并且所述的气浮喷嘴23的入气端与气压平衡室相连，气压平衡室与供气系统相连，在所述的顶针21的下端部还设置有弹簧。

本发明实施例的多功能智能坐标检测仪的工作过程如下：需要进行某个工件的多参数检测时，首先将工件放置到转台盘面22的上方，然后利用三坐标系统驱动连接法兰2运动，连接法兰2可以去测头库位系统3上拿取不同的测头，以对工件的不同特征参数进行检测，连接法兰2在三维空间上的运动过程如下：门型框架6在电动导轨5上沿着电动导轨方向运动，而主轴7沿着门型框架6在X轴方向运动，连接法兰2则在主轴7的作用下沿着主轴方向运动，上述三个方向上的运动的合成，即实现了连接法兰2在三维空间上的运动.

连接法兰2需要取用某个测头时，首先在三坐标系统的驱动下运动至测头库位系统3的测头库位架8处，具体地说是运动至与该测针对应的库位盒9处，由于在连接法兰2的底端设置有电磁装置。因此连接法兰2能够与测头连接法兰11磁性连接，并驱动测头连接法兰11从库位盒9中滑出。连接法兰2与测头连接法兰11的顶面磁性连接，由于在测头连接法兰11的顶面上设置有三个在圆周上均匀分布的键13，因此可以保证测头连接法兰11与连接法兰2之间能够进行稳固的定位连接；

连接法兰2带动该测头对工件进行检测操作，检测结束后，连接法兰2将该测针送回到相应的库位盒9处，并将其推送到库位盒9内（让测头连接法兰11上的环形槽12重新滑入电动导轨10内），并到另一个库位盒处拿取另一个测头，以便进行该工件不同参数的检测；

需要转台盘面22带动工件转动时，首先由供气系统为所有的气浮喷嘴23供气，气浮喷嘴23喷出的空气会在转台盘面22的下方形成一个很薄的空气膜，最大程度地降低转台盘面22下方所承受的摩擦力。从而让旋转更加顺畅，同时也可以避免做出额外的功耗和不必要的振动。而在上述过程中，因为载荷的重心与转台的轴心不完全重合，转台盘面22和转轴16都会向上方做一个微小的位移，但由于在顶针21的底部设置有弹簧，因此顶针21会在弹簧的作用下始终顶在转轴3的底部。

驱动电机14启动，驱动电机14通过联轴器17将扭矩传递给伞齿轮传动副15，并最终驱动转轴16转动。如果转轴16在受力后，其轴线发生偏转，设置在其底部的涡流传感器18能够检测到这种偏转，并将该偏转的矢量值发送到控制系统中。控制系统通过供气系统控制相对应的平衡喷嘴19工作，同时通过电动调压系统来调节吹送出的气流的流速。利用吹送出的气流对转轴16的底部进行微调，让转轴16的轴线重新调整至垂直状态，进而来保证转台盘面22的水平程度。由于顶针21通过两列组合型向心球轴承20与气浮转台底座25上相连，气浮转台底座25与安装台1稳固连接。即顶针21能够相对于气浮转台底座25在一定范围内摆动。这样上述过程中，当转轴16转动时，根据陀螺原理，即可实现对转轴的自动对心调整。