一种基于双圆光栅轴系的圆度仪

1.本实用新型涉及精密测量技术领域，尤其涉及一种基于双圆光栅轴系的圆度仪。


背景技术：

2.圆度仪是一种利用回转轴法测量工件圆度误差的测量工具。其主要由主轴系统、立柱系统和控制系统等部分组成。其中，影响检测工件精度的因素主要来源于主轴系统的误差。为了提高圆度仪检测工件的精度，就需要能更加准确的检测到圆度仪轴系的误差。
3.在现有的圆度仪中，大都是采用气浮轴系或密珠轴系等高精密的主轴系统，其主轴结构较为复杂。由于是精密轴系，所以对工件的测量环境要求较高；且承载能力有限，只能适用于中小型工件的测量，无法对大型工件进行检测。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，解决或至少减轻现有圆度仪结构复杂且承载能力有限的问题，提供一种基于双圆光栅轴系的圆度仪。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种基于双圆光栅轴系的圆度仪，所述圆度仪包括测量组件、工作台面、转台和底座，所述测量组件设置于工作台面上表面一侧，测量组件包括立柱、横向导轨、测头支架和测头，所述转台转动设置于工作台面上方中心处，还包括双圆光栅轴组件，所述双圆光栅轴组件竖直设置于工作台面中心处，双圆光栅轴组件上端与转台连接、下端与底座连接；
7.所述双圆光栅轴组件包括双圆光栅主轴、上端圆光栅、下端圆光栅、上端读数头和下端读数头，所述双圆光栅主轴竖直转动设置于工作台面中心处，所述上端圆光栅和下端圆光栅分别同轴套合于双圆光栅主轴的上下两端，所述上端读数头和下端读数头分别对应设置于上端圆光栅和下端圆光栅的外侧。
8.为了进一步实现本实用新型，可优先选用以下技术方案：
9.优选的，所述双圆光栅轴组件与底座之间设置有驱动轴组件，所述驱动轴组件包括空心轴、轴端位移传感器和电机，所述空心轴竖直转动设置于底座，空心轴上端与双圆光栅主轴下端同轴可拆卸连接，所述轴端位移传感器固定设置于空心轴内上部，轴端位移传感器的测量端朝向双圆光栅主轴下端面中心处，所述电机固定设置于底座，电机与空心轴传动连接。
10.优选的，所述空心轴上端与双圆光栅主轴下端之间设置有拨盘传动机构，所述拨盘传动机构包括槽轮、拨盘和传动杆，所述槽轮固定套合于双圆光栅主轴下端，槽轮圆周外侧均匀设置有多个长槽，所述长槽沿槽轮径向设置，所述拨盘固定套合于空心轴上端，所述传动杆竖直设置于拨盘圆周外侧，传动杆下端与拨盘固定连接、上端嵌合于槽轮的长槽内，传动杆与槽轮的长槽数量相等且一一对应设置。
11.优选的，所述工作台面中心处固定设置有双圆光栅轴系套筒，所述双圆光栅轴系套筒呈圆管状，所述双圆光栅主轴同轴转动套合于双圆光栅轴系套筒内。
12.优选的，所述工作台面上表面中心处设置有防护罩，所述防护罩呈下端开口的圆筒状，所述上端圆光栅和上端读数头均位于防护罩内，所述双圆光栅主轴上端伸出防护罩且固定连接至转台。
13.优选的，所述底座上表面固定设置有驱动轴系套筒，所述驱动轴系套筒竖直设置且呈圆管状，所述空心轴同轴转动套合于驱动轴系套筒内。
14.优选的，所述底座呈空心壳体状，所述空心轴下端伸入底座内，所述电机的输出轴向下伸入底座，电机的输出轴和空心轴位于底座内的一段通过齿轮传动机构传动连接。
15.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
16.在圆度仪自身轴系精度不高的前提下，利用轴系误差测量和补偿，仍可实现高精度的圆度测量。因此本发明结构简单、适应性强，对使用环境要求不高，非常适合用于生产现场工件的检测，同时也具有很强的承载能力，可以用来测量大型的轴承、齿轮等工件。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图2为本实用新型的双圆光栅轴组件的结构剖视图；
19.图3为本实用新型的驱动轴组件的结构剖视图；
20.其中：1-双圆光栅轴组件；2-拨盘传动机构；3-驱动轴组件；4-立柱；5-横向导轨；6-测头支架；7-测头；8-工作台面；9-转台；10-防护罩；11-锁紧螺母；12-上端端盖；13-双圆光栅轴系轴承；14-双圆光栅轴系套筒；15-下端端盖；16-槽轮；17-下端圆光栅；18-下端读数头；19-下端读数头支架；20-双圆光栅主轴；21-上端读数头支架；22-上端读数头；23-上端圆光栅；24-传动杆；25-拨盘；26-挡圈；27-驱动轴系轴承；28-电机；29-齿轮传动机构；30-底座；31-轴端位移传感器支架；32-驱动轴系套筒；33-空心轴；34-轴端位移传感器。
具体实施方式
21.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.下面将结合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。
23.实施例1：
24.如图1-3所示，一种基于双圆光栅轴系的圆度仪，圆度仪包括测量组件、工作台面8、转台9和底座30，转台9用于承载被测工件，的立柱4固定在工作台面8上，立柱4上安装有横向导轨5，横向导轨5上设有带测头7的测头支架6，测量组件设置于工作台面8上表面一侧，测量组件包括立柱4、横向导轨5、测头支架6和测头7，转台9转动设置于工作台面8上方中心处，还包括双圆光栅轴组件1，双圆光栅轴组件1竖直设置于工作台面8中心处，双圆光
栅轴组件1上端与转台9连接、下端与底座30连接；
25.双圆光栅轴组件1包括双圆光栅主轴20、上端圆光栅23、下端圆光栅17、上端读数头22和下端读数头18，双圆光栅主轴20竖直转动设置于工作台面8中心处，上端圆光栅23和下端圆光栅17分别同轴套合于双圆光栅主轴20的上下两端，上端读数头22和下端读数头18分别对应设置于上端圆光栅23和下端圆光栅17的外侧。
26.为了防护双圆光栅主轴20和提高防尘效果，工作台面8中心处固定设置有双圆光栅轴系套筒14，双圆光栅轴系套筒14呈圆管状，双圆光栅主轴20同轴转动套合于双圆光栅轴系套筒14内；工作台面8上表面中心处设置有防护罩10，防护罩10呈下端开口的圆筒状，上端圆光栅23和上端读数头22均位于防护罩10内，双圆光栅主轴20上端伸出防护罩10且固定连接至转台9。
27.放置被测工件的转台9通过螺纹连接固定在双圆光栅主轴20上，与其同轴回转；双圆光栅轴系套筒14与双圆光栅主轴20之间设置有双圆光栅轴系轴承13，双圆光栅轴系轴承13用来支撑双圆光栅主轴20回转，此轴承可以是一对深沟球轴承或一对角接触球轴承，也可以是一个推力球轴承；双圆光栅主轴20上端装有锁紧螺母11进行轴向压紧，承受轴向力；双圆光栅轴系套筒14上下两端分别设置有上端端盖12和下端端盖15，上端端盖12和下端端盖15对双圆光栅轴系轴承13外圈定位；双圆光栅主轴20的轴肩和锁紧螺母11对双圆光栅轴系轴承13内圈定位；双圆光栅轴系套筒14通过螺栓安装固定在工作台面8上；上端圆光栅23和下端圆光栅17与双圆光栅主轴20同轴安装在双圆光栅轴系轴承13的两端外侧，随双圆光栅主轴20一起转动，也可以安装在两端内侧，但相比之下，安装在外侧的测量效果要优于内侧；双圆光栅轴系套筒14上端和下端分别使用安装有上端读数头支架21和下端读数头支架19，用以固定上端读数头22和下端读数头18，上端读数头22和下端读数头18均为圆周均布的1~4个；工作台面8上设有防护罩10，防止灰尘等杂物进入上端圆光栅23和上端读数头22，影响其测量精度；利用上端圆光栅23和上端读数头22之间的相对运动以及下端圆光栅17和下端读数头18之间的相对运动测量双圆光栅轴系误差。
28.本实施例中，双圆光栅轴组件1与底座30之间设置有驱动轴组件3，驱动轴组件3包括空心轴33、轴端位移传感器34和电机28，空心轴33竖直转动设置于底座30，空心轴33上端与双圆光栅主轴20下端同轴可拆卸连接，轴端位移传感器34固定设置于空心轴33内上部，轴端位移传感器34的测量端朝向双圆光栅主轴20下端面中心处，电机28固定设置于底座30，电机28与空心轴33传动连接。
29.为了优化产品结构，方便调节和装卸，空心轴33上端与双圆光栅主轴20下端之间设置有拨盘传动机构2，拨盘传动机构2包括槽轮16、拨盘25和传动杆24，槽轮16固定套合于双圆光栅主轴20下端，槽轮16圆周外侧均匀设置有多个长槽，长槽沿槽轮16径向设置，拨盘25固定套合于空心轴33上端，传动杆24竖直设置于拨盘25圆周外侧，传动杆24下端与拨盘25固定连接、上端嵌合于槽轮16的长槽内，传动杆24与槽轮16的长槽数量相等且一一对应设置。
30.为了防护空心轴33，底座30上表面固定设置有驱动轴系套筒32，驱动轴系套筒32竖直设置且呈圆管状，空心轴33同轴转动套合于驱动轴系套筒32内。
31.进一步优化产品结构，底座30呈空心壳体状，空心轴33下端伸入底座30内，电机28的输出轴向下伸入底座30，电机28的输出轴和空心轴33位于底座30内的一段通过齿轮传动
机构29传动连接。
32.驱动轴系套筒32与空心轴33之间设置有驱动轴系轴承27驱动轴系轴承27支撑空心轴33旋转，驱动轴系轴承27配有挡圈26，以固定驱动轴系轴承27的外圈；空心轴33内部沿轴线位置设有轴端位移传感器支架31；轴端位移传感器34安装在轴端位移传感器支架31上端，用以测量双圆光栅主轴20的轴向位移，轴端位移传感器支架31固定在底座30上。
33.本发明在圆度仪自身轴系精度不高的前提下，利用轴系误差测和补偿，仍可实现高精度的圆度测量。因此本发明结构简单、适应性强，对使用环境要求不高，非常适合用于生产现场工件的检测，同时也具有很强的承载能力，可以用来测量大型的轴承、齿轮等工件。
34.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。