测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对位于工件中的旋转对称的空腔进行测量的测量装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，这种测量装置在尺寸测量制造技术的框架下特别是用于对机动车辆的内燃机上的缸孔进行测量。已知测量装置具有用于支撑在工件上的基体以及具有测量头，测量头具有用于对空腔的内壁进行扫描的至少一个传感器。已知测量装置还具有与基体连接的轴，其中，测量头能够相对于基体沿着所述轴的轴向方向移动并且能够围绕由所述轴限定的旋转轴线旋转。在已知测量装置中，所述轴用作导向轴，测量头沿着该导向轴轴向方向移动，以能够沿着缸孔的轴向方向接近内壁的不同轴向位置，并且测量头围绕该导向轴旋转，以沿着缸孔的周向方向对缸孔的内壁进行扫描。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种用于对位于工件中的旋转对称的空腔进行测量的测量装置，该测量装置的应用范围将扩大。
[0004]本发明基于这样的构思，即通过将测量装置设计成使得它也可以被应用在具有相对较小的直径的空腔，特别是缸孔中，来扩大测量装置的应用范围。
[0005]以此为出发点，本发明摆脱将测量头设置在所述轴上的构思。而是，所述轴被设计成空心轴并且容纳有能够借助于旋转驱动装置被旋转驱动的驱动轴，所述测量头不可相对转动地与所述驱动轴的远端连接。由于本发明测量头的旋转驱动通过容纳在所述轴中的驱动轴产生并且测量头不再是设置在所述轴的径向外部上，因此以这种方式使所述装置的远端，即具有测量头的端部的径向结构空间变小。以这种方式，测量装置便可以应用在直径相对较小的空腔，特别是缸孔中。根据相应要求，所述轴也可以被实施成具有相对较小的直径。
[0006]这种设置的另一优点在于，旋转驱动可以从驱动轴的近端，也就是远离测量头的端部实现，从而使电导线的敷设得到明显简化。
[0007]为了实现测量头的轴向定位，本发明还设定，所述轴能够借助于滑动轴承装置沿它的轴向方向可移动地设置在基体上，其中，为了使所述轴相对于基体移动而设有轴向驱动装置。
[0008]也就是说，根据本发明，测量头的轴向定位是通过所述轴相对于基体的移动来实现，其中，沿着工件空腔的周向方向对空腔的内壁进行扫描是通过测量头借助于驱动轴相对于所述轴的旋转来实现。
[0009]根据本发明的测量装置的另一优点在于，省去了在已知测量装置中测量头与所述轴之间所需要达到的成本高昂的无间隙配合。此外，根据本发明的测量装置的使用寿命延长了，因为相对于已知测量装置而言一一即测量头沿轴向方向和沿周向方向的定位都是通过测量头在所述轴上的运动来实现，磨损减少了。
[0010]因此，本发明提供一种测量装置，该测量装置不仅具有高的测量精度，而且还是稳固的且结构相对简单的以及使用寿命更长的。
[0011]根据本发明，所述轴或者测量装置的远端是指所述轴或者测量装置的具有测量头的端部，而近端是指所述轴或者所述测量装置的远离测量头的端部。
[0012]根据本发明，旋转对称的空腔是指一种空腔，该空腔的宏观形状是旋转对称的，而它的微观形状可能不具有旋转对称性。根据本发明的测量装置特别是可以用于确定宏观和/或微观形状与严格旋转对称性的偏差。
[0013]本发明的一种极其特别的有利改进方案设定，所述轴支承在基体上所借助的滑动轴承装置具有至少一个滑动轴承，该滑动轴承具有一个设置在所述轴上、具有径向开口且带有圆锥形外表面的内部件和一个带有圆锥形内表面的外部件，该圆锥形内表面与内部件的圆锥形外表面互补地形成，其中，设有用于将内部件夹紧抵靠在外部件上的夹紧装置，使得内部件在夹紧装置的作用下被外部件沿径向压紧。以这种方式获得了所述轴在基体上的径向无间隙的支承。如果/只要由于所述轴相对于基体的轴向相对运动在所述轴上出现磨损，内部件在夹紧装置的作用下被外部件压紧，从而即使在有磨损的情况下也确保了所述轴在基体上的无间隙支承。在这种实施方式中，滑动轴承装置被设计成夹紧钳状，但是该夹紧钳的作用不是以已知方式被用于夹紧，而仅仅是用于使所述轴在壳体上对中。该实施方式的另一优点在于，内部件用作将异物或者污物从所述轴刮除的刮除器。
[0014]适当地，在前面提到的实施方式中，设有沿所述轴的轴向方向相互隔开的两个滑动轴承，如在本发明的一种有利改进方案中所设定的那样。
[0015]具有内部件和外部件的实施方式的另一种有利改进方案设定，夹紧装置具有至少一个弹簧，特别是与所述轴同轴设置的至少一个波形弹簧垫片。通过该实施方式，夹紧装置以特别简单的方式实现。合适的波形弹簧垫片作为相对简单且成本低廉的标准部件供使用。
[0016]为了通过使所述轴相对于基体移动来实现测量头的轴向定位，本发明的一种有利改进方案设定，所述轴不可移动地设置在一个滑座上，该滑座能够借助于轴向驱动装置的直线驱动器相对于基体沿着一根沿所述轴的轴向方向的直线轴移动。
[0017]前面提到的实施方式的一种有利改进方案设定，直线驱动器是螺杆传动装置。合适的螺杆传动装置作为具有高定位精度的相对简单且成本低廉的标准部件供使用。
[0018]具有螺杆传动装置的实施方式的一种改进方案设定，螺杆传动装置具有与所述轴向驱动装置的电动机处于旋转驱动连接的螺杆，在螺杆上不可相对转动地且沿轴向可运动地设有螺杆螺母，该螺杆螺母不可移动地与滑座连接。以这种方式，实现了一种用于使所述轴相对于基体移动的轴向驱动装置并且同时该轴向驱动装置具有高的定位精度。
[0019]根据本发明，为了使测量头旋转所需的驱动轴的旋转驱动可以按照任意合适的方式来实现，其中，旋转驱动装置优选具有电动机。一种结构简单且同时在对空腔的内壁进行扫描时具有高定位精度的有利实施方式设定，驱动轴通过皮带传动与旋转驱动装置的电动机的输出轴处于旋转驱动连接。
[0020]在前面提到的实施方式中，旋转驱动装置的电动机有利地设置在滑座上，如一种改进方案所设定的那样。也就是说，旋转驱动装置的电动机在该实施方式中随着滑座一起运动。
[0021]本发明的在控制技术方面的一种有利改进方案设定，旋转驱动装置和轴向驱动装置具有能够通过一个控制装置相互独立地操纵的电动机。以这种方式，测量头相对于所述轴，也就是沿着待检查空腔的轴向方向的轴向定位和沿着所述轴的周向方向的定位是彼此分开的，从而在对空腔进行测量时能够触及空腔内壁的任意期望的位置。
[0022]为了将测量过程设计成全自动，前述实施方式的一种有利改进方案设定，控制装置被设计且被设置成用于按照测量程序自动地操纵电动机，使得测量头在测量期间自动地沿着所述轴的周向方向和/或沿着所述轴的轴向方向接近内壁的不同位置。
[0023]按照相应要求，根据本发明的测量装置的测量头具有一个或者多个传感器。在这里，该传感器或者这些传感器可以按照任意合适的测量原理工作。本发明的一种有利改进方案设定，传感器是触觉传感器。但是，根据本发明也可以使用非接触式传感器，例如按照光学测量原理工作的传感器。
[0024]为了将根据本发明的测量装置的基体设计成不仅是简单的而且是能起作用的，就这点而言，一种有利改进方案设定，基体具有管状部件和壳状部件，在管状部件上设置了滑动轴承装置，在壳状部件中容纳有轴向驱动装置和旋转驱动装置。
[0025]本发明还提供一种缸孔测量装置，它用于测量缸孔并且具有根据本发明的测量装置。
【附图说明】
[0026]下面借助于附图对本发明进行详细说明，在附图中示意地示出了根据本发明的测量装置形成缸孔测量装置的一个实施例。在这里，所有描述的、在附图中示出的以及在权利要求中要求的特征单独地、以及以任意合适的相互组合方式构成本发明的内容，这不依赖于它们在权利要求及其引用关系中的概括以及不依赖于它们的描述或者在附图中的图示。
[0027]图中:
[0028]图1示出了根据本发明的测量装置的一个实施例的立体剖视图，
[0029]图2为与图1类似的图示，但以较大的比例示出了图1所示的测量装置的远端区域中的细部，
[0030]图3为与图1类似的图示，但以较大的比例示出了图1所示的测量装置的近端区域中的细部，
[0031]图4为一种变化的图不不出了图3的细部，
[0032]图5为与图1类似的图示但以较大的比例示出了图1所示的测量装置的滑动轴承装置的一个滑动轴承区域的细部以及
[0033]图6示出了图5所示的滑动轴承的组成部分的立体分解图。
[0034]在各图中，相同或者相应部件用相同的附图标记表示。
【具体实施方式】
[0035]为了说明根据本发明的测量装置的一个实施例，下面参照图1至图6进行详细说明。
[0036]在图1中示出了根据本发明的用于对位于工件中的旋转对称的空腔进行测量的测量装置2的一个实施例，该测量装置被设计成缸孔测量装置并且用于对机动车辆的内燃机上的缸孔进行测量。测量装置2具有用于支撑在工件上的基体4。在所示实施例中，基体4具有管状部件6，在该管状部件上设置了滑动轴承装置(在下文中将进行说明)，以及具有壳状部件8，在该壳状部件中容纳有轴向驱动装置和旋转驱动装置，它们将在下文进行详细说明。
[0037]该测量装置2还具有测量头10，该测量头具有用于对空腔的内壁进行扫描的至少一个传感器。
[0038]该测量装置2还具有与基体4连接的轴12，其中，测量头10能够相对于基体4沿所述轴12的轴向方向移动并且能够围绕由所述轴12限定的旋转轴线旋转。
[0039]根据本发明，轴12被设计成空心轴并且容纳有能够借助于旋转驱动装置(将在下文进行说明)被旋转驱动的驱动轴14，测量头1与驱动轴14的远端为不可相对转动地连接。
[0040]轴12能够借助于