CN111256634A - 一种导轨综合精度测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导轨综合精度测量设备，包括导轨托起装置、导轨拉紧装置和精度测量装置，导轨拉紧装置位于导轨托起装置的上方，导轨托起装置能够托起被测导轨将其送至导轨拉紧装置，导轨拉紧装置能够将倒置状态下的被测导轨悬挂在精度测量装置的测量位置上，精度测量装置工作时，同步带驱动机构启动，通过轴向移动座同时带动标准滑块和滑块连接框架沿导轨轴向行走，并通过传感器测量标准滑块的下端面相对基准水平面的浮动位移，进而实现被测导轨的中心高、倾斜、扭曲等各项精度测量，同时杜绝了现有技术中因传感器的接触探头与被测导轨之间产生摩擦磨损而影响测量精度的问题,大大减少人工操作和节约时间，测量效率及精度高。

Description

一种导轨综合精度测量设备

技术领域

本发明属于直线导轨测量领域，更具体地说，涉及一种导轨综合精度测量设备。

背景技术

导轨作为导向装置，能够在负载的情况下实现高精度的直线运动，在加工设备上广泛应用，导轨的精度也直接影响加工精度，因此对导轨的精度检测至关重要。

目前，直线导轨精度测量大多依据JB/T7175.4-2006相关精度检测标准，采用手工测量或接触式传感器进行测量，手工测量导轨精度时，用螺钉将导轨固定在大理石平台上，将表座与导轨侧基准面和导轨安装平面对齐，并将表头对准导轨的所需测量表面，然后以与直线导轨底面贴合的大理石平台平面作为底面测量基准、表座的侧面靠住导轨的侧面作为侧面测量基准，拖动表座测量标准滑块顶面和侧面在不同位置的变动量，测量的最大和最小值的差值即为导轨的平行度误差。但是，该测量方法的过程费时费力，而且只能分段取点测量，测量准确度低，且对试验员素质要求高。也有一些测量参考JB/T7175.4-2006相关标准，采用非接触式气压位移检测头通过检测标准滑块顶面和导轨底面的距离变动量，来分析导轨滚道到导轨底面的平行度误差，但非接触式气压位移检测头受导轨和滑块表面粗糙度的影响，可以检测分析导轨滚道到导轨底面的平行度变化趋势，检测的数据重复精度会因为表面粗糙度的变化而变化。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种导轨综合精度测量设备，通过与被检测导轨底面和侧面均贴合的移动平面作为测量基准直接进行检测，大大减少人工操作和节约时间，测量效率及精度高，符合JB/T7175.4-2006相关精度检测标准。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种导轨综合精度测量设备，其以被测导轨的长度方向为设备的轴向，以被测导轨的宽度方向为设备的横向，所述导轨综合精度测量设备包括机架以及安装在所述机架上的导轨托起装置、导轨拉紧装置和精度测量装置，所述导轨拉紧装置位于所述导轨托起装置的上方；

所述导轨托起装置沿所述轴向间隔地布置有多个，所述导轨托起装置能够托起被测导轨将其送至所述导轨拉紧装置；

所述导轨拉紧装置沿所述轴向间隔地布置有多个，所述导轨拉紧装置能够将倒置状态下的被测导轨悬挂在所述精度测量装置的测量位置上，所述被测导轨的上端面与所述导轨拉紧装置上的基准水平面相靠；

所述精度测量装置包括标准导轨、标准滑块、滑块连接框架、轴向移动座和同步带驱动机构，所述标准导轨设有两个且分别与所述被测导轨的轴向两端同轴相靠，所述标准导轨呈倒置状态且其上端面与所述基准水平面相靠；所述标准滑块呈倒置状态并能在所述标准导轨和被测导轨上滑移，所述标准滑块置于所述滑块连接框架的内部且其横向两侧分别与所述滑块连接框架固定相连，所述滑块连接框架的顶部设有与所述标准滑块或被测导轨的上端面及两侧面滑动贴合的滑槽；所述滑块连接框架的底部设有三个分别用于测量所述标准滑块的下端面相对所述基准水平面的浮动位移的传感器，三个所述传感器分别与所述标准滑块的下端面的中部及两侧对应；所述滑块连接框架的外部与所述轴向移动座固定相连，所述同步带驱动机构安装在所述机架上，所述轴向移动座与所述同步带驱动机构的同步带固定相连。

作为本发明的优选方案，所述导轨托起装置包括用于承托被测导轨的升降座和用于驱动所述升降座升降的顶推气缸，所述顶推气缸安装在机架上，所述顶推气缸的活塞杆与所述升降座连接。

作为本发明的优选方案，所述升降座上设有与所述被测导轨适配的定位槽。

作为本发明的优选方案，所述导轨拉紧装置包括气缸安装座、拉紧气缸、连接块、导轨拉钉、导轨定位块、定位块安装板和所述标准导轨；

所述气缸安装座呈悬臂结构固定在所述机架的一侧，所述拉紧气缸竖直地安装在所述气缸安装座的悬臂端，所述拉紧气缸的活塞杆朝下设置且其末端与所述连接块固定相连；

所述定位块安装板固定在所述气缸安装座的悬臂端的底部，所述导轨定位块为长条结构，其长度方向沿所述轴向延伸，所述导轨定位块的上端与所述定位块安装板固定相连；

所述导轨拉钉自下而上依次穿过被测导轨、导轨定位块和定位块安装板，且所述导轨拉钉的末端与所述连接块固定相连，所述导轨定位块的下端面为所述基准水平面，所述被测导轨的上端面与所述导轨定位块的下端面紧靠；

所述标准导轨与所述导轨定位块固定相连，所述标准导轨的上端面与所述导轨定位块的下端面紧靠。

作为本发明的优选方案，所述定位块安装板设有与所述导轨定位块配合的安装凹槽。

作为本发明的优选方案，所述导轨定位块通过螺钉固定在所述安装凹槽上。

作为本发明的优选方案，所述导轨拉钉的末端通过拔叉与所述连接块固定相连。

作为本发明的优选方案，所述标准导轨通过螺钉固定在所述导轨定位块上。

作为本发明的优选方案，所述机架的轴向两端分别设有导轨侧面限位滑块，所述导轨侧面限位滑块与所述标准导轨滑动连接。

作为本发明的优选方案，所述传感器为接触式传感器，所述传感器的探头与所述标准滑块的下端面相抵。

实施本发明的一种导轨综合精度测量设备，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

本发明通过导轨托起装置和导轨拉紧装置的组合设计，将倒置状态下的被测导轨悬挂在精度测量装置的测量位置上，利用标准导轨对被测导轨的两端进行校准定位，并使标准导轨与被测导轨的上端面(即导轨实际装配时的底面)位于同一基准水平面上，同时还通过滑块连接框架上的滑槽，使其与被测导轨的上端面及两侧面贴合，形成移动平面作为测量基准直接进行检测，进而实现被测导轨的高精度定位安装；精度测量装置工作时，同步带驱动机构启动，通过轴向移动座同时带动标准滑块和滑块连接框架沿导轨轴向行走，并通过传感器测量标准滑块的下端面相对基准水平面的浮动位移，进而实现被测导轨的中心高、倾斜、扭曲等各项精度测量；同时，由于标准滑块沿导轨轴向行走时不会与各传感器产生相对的轴向位移，杜绝了现有技术中因传感器的接触探头与被测导轨之间产生摩擦磨损而影响测量精度的问题。可见，本发明的导轨综合精度测量设备实现了导轨的高精度自动化测量，大大减少人工操作和节约时间，测量效率及精度高，符合JB/T7175.4-2006相关精度检测标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供的一种导轨综合精度测量设备的结构示意图；

图2是于图1所示结构的局部放大图；

图3是于图1所示结构的轴向的局部结构示意图；

图中标记：

100、机架，200、导轨托起装置，201、升降座，202、顶推气缸，203、定位槽，300、导轨拉紧装置，301、气缸安装座，302、拉紧气缸，303、连接块，304、导轨拉钉，305、导轨定位块，306、定位块安装板，307、拔叉，400、精度测量装置，401、标准导轨，402、标准滑块，403、滑块连接框架，404、轴向移动座，405、同步带驱动机构，406、滑槽，407、传感器，408、导轨侧面限位滑块，500、被测导轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

另外，需要说明的是，本发明的描述中，术语“前”及“后指的是：导轨综合精度测量设备在使用状态时，靠近用户的一面为“前”，远离用户的一面则为“后”。

如图1至图3所示，本发明的优选实施例，一种导轨综合精度测量设备，其以被测导轨500的长度方向为设备的轴向，以被测导轨500的宽度方向为设备的横向，所述导轨综合精度测量设备包括机架100以及安装在所述机架100上的导轨托起装置200、导轨拉紧装置300和精度测量装置400，所述导轨拉紧装置300位于所述导轨托起装置200的上方。

本实施例中，所述导轨托起装置200沿所述轴向间隔地布置有多个，所述导轨托起装置200能够托起被测导轨500将其送至所述导轨拉紧装置300。具体的，所述导轨托起装置200包括用于承托被测导轨500的升降座201和用于驱动所述升降座201升降的顶推气缸202，所述顶推气缸202安装在机架100上，所述顶推气缸202的活塞杆与所述升降座201连接。其中，所述升降座201上设有与所述被测导轨500适配的定位槽203，以方便被测导轨500的定位安装。

本实施例中，所述导轨拉紧装置300沿所述轴向间隔地布置有多个，所述导轨拉紧装置300能够将倒置状态下的被测导轨500悬挂在所述精度测量装置400的测量位置上，所述被测导轨500的上端面(即导轨实际装配时的底面)与所述导轨拉紧装置300上的基准水平面相靠。具体的，所述导轨拉紧装置300包括气缸安装座301、拉紧气缸302、连接块303、导轨拉钉304、导轨定位块305和定位块安装板306；所述气缸安装座301呈悬臂结构固定在所述机架100的一侧，所述拉紧气缸302竖直地安装在所述气缸安装座301的悬臂端，所述拉紧气缸302的活塞杆朝下设置且其末端与所述连接块303固定相连；所述定位块安装板306固定在所述气缸安装座301的悬臂端的底部，所述导轨定位块305为长条结构，其长度方向沿所述轴向延伸，所述导轨定位块305的上端与所述定位块安装板306固定相连；所述导轨拉钉304自下而上依次穿过被测导轨500、导轨定位块305和定位块安装板306，且所述导轨拉钉304的末端通过拔叉307与所述连接块303固定相连，所述导轨定位块305的下端面为所述基准水平面，所述被测导轨500的上端面与所述导轨定位块305的下端面紧靠。其中，所述定位块安装板306设有与所述导轨定位块305配合的安装凹槽，以方便导轨定位块305的定位安装；所述导轨定位块305通过螺钉固定在所述安装凹槽上。

本实施例中，所述精度测量装置400能够行走在被测导轨500上，并测量被测导轨500的中心高、倾斜、扭曲等各项精度。具体的，所述精度测量装置400包括标准导轨401、标准滑块402、滑块连接框架403、轴向移动座404和同步带驱动机构405，所述标准导轨401设有两个且分别与所述被测导轨500的轴向两端同轴相靠，所述标准导轨401呈倒置状态且其上端面(即导轨实际装配时的底面)与所述基准水平面相靠；所述标准滑块402呈倒置状态并能在所述标准导轨401和被测导轨500上滑移，所述标准滑块402置于所述滑块连接框架403的内部且其横向两侧分别与所述滑块连接框架403固定相连，所述滑块连接框架403的顶部设有与所述标准导轨401或被测导轨500的上端面及两侧面滑动贴合的滑槽406；所述滑块连接框架403的底部设有三个分别用于测量所述标准滑块402的下端面相对所述基准水平面的浮动位移的传感器407，三个所述传感器407分别与所述标准滑块402的下端面的中部及两侧对应；所述滑块连接框架403的外部与所述轴向移动座404固定相连，所述同步带驱动机构405安装在所述机架100上，所述轴向移动座404与所述同步带驱动机构405的同步带固定相连。其中，所述标准导轨401通过螺钉与所述导轨定位块305固定相连，所述标准导轨401的上端面与所述导轨定位块305的下端面紧靠；所述传感器407为接触式传感器，所述传感器407的探头与所述标准滑块402的下端面相抵。

示例性的，所述机架100的轴向两端分别设有导轨侧面限位滑块408，所述导轨侧面限位滑块408与所述标准导轨401滑动连接，以限制标准导轨401的侧面方向，提高标准导轨401的安装精度。

本发明的导轨综合精度测量设备的操作步骤为：

首先将标准滑块402套在一端的标准导轨401上，连接好滑块连接框架403和传感器407，传感器407的读数以在标准导轨401上作为零值；然后将被测导轨500放置在升降座201的定位槽203上，由顶推气缸202推动，顶到靠近导轨定位块305上，定位槽203同时限制好标准导轨401和被测导轨500的侧面方向，人手安装导轨拉钉304，用拔叉307快速连接到拉紧气缸302末端的连接块303上，通过拉紧气缸302向上拉紧，被测导轨500的上端面定位在导轨定位块305的下端面(即基准水平面)上；被测导轨500定位安装好后，启动同步带驱动机构405，通过轴向移动座404同时带动标准滑块402和滑块连接框架403沿导轨轴向行走；标准滑块402每通过被测导轨500的一个孔距，记录一次3个传感器407的读数，被测导轨500的各个点的数据传输到电脑上，并自动算出被测导轨500的中心高、倾斜、扭曲等各项精度；被测导轨500全长测量完成后，标准滑块402退回到初始一端的标准导轨401上，顶推气缸202顶起，拉紧气缸302将被测导轨500顶下，拔出拔叉307，使得被测导轨500回到升降座201的定位槽203上，顶推气缸202回到原位，由此完成一根导轨的测量。

综上，本发明的导轨综合精度测量设备通过导轨托起装置200和导轨拉紧装置300的组合设计，将倒置状态下的被测导轨500悬挂在精度测量装置400的测量位置上，利用标准导轨401对被测导轨500的两端进行校准定位，并使标准导轨401与被测导轨500的上端面位于同一基准水平面上，同时还通过滑块连接框架403上的滑槽406，使其与被测导轨500的上端面及两侧面贴合，形成移动平面作为测量基准直接进行检测，进而实现被测导轨500的高精度定位安装；精度测量装置400工作时，同步带驱动机构405启动，通过轴向移动座404同时带动标准滑块402和滑块连接框架403沿导轨轴向行走，并通过传感器407测量标准滑块402的下端面相对基准水平面的浮动位移，进而实现被测导轨500的中心高、倾斜、扭曲等各项精度测量；同时，由于标准滑块402沿导轨轴向行走时不会与各传感器407产生相对的轴向位移，杜绝了现有技术中因传感器407的接触探头与被测导轨500之间产生摩擦磨损而影响测量精度的问题。可见，本发明的导轨综合精度测量设备实现了导轨的高精度自动化测量，大大减少人工操作和节约时间，测量效率及精度高。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种导轨综合精度测量设备，以被测导轨的长度方向为设备的轴向，以被测导轨的宽度方向为设备的横向，其特征在于，包括机架以及安装在所述机架上的导轨托起装置、导轨拉紧装置和精度测量装置，所述导轨拉紧装置位于所述导轨托起装置的上方；

所述导轨托起装置沿所述轴向间隔地布置有多个，所述导轨托起装置能够托起被测导轨将其送至所述导轨拉紧装置；

所述导轨拉紧装置沿所述轴向间隔地布置有多个，所述导轨拉紧装置能够将倒置状态下的被测导轨悬挂在所述精度测量装置的测量位置上，所述被测导轨的上端面与所述导轨拉紧装置上的基准水平面相靠；

所述精度测量装置包括标准导轨、标准滑块、滑块连接框架、轴向移动座和同步带驱动机构，所述标准导轨设有两个且分别与所述被测导轨的轴向两端同轴相靠，所述标准导轨呈倒置状态且其上端面与所述基准水平面相靠；所述标准滑块呈倒置状态并能在所述标准导轨和被测导轨上滑移，所述标准滑块置于所述滑块连接框架的内部且其横向两侧分别与所述滑块连接框架固定相连，所述滑块连接框架的顶部设有与所述标准滑块或被测导轨的上端面及两侧面滑动贴合的滑槽；所述滑块连接框架的底部设有三个分别用于测量所述标准滑块的下端面相对所述基准水平面的浮动位移的传感器，三个所述传感器分别与所述标准滑块的下端面的中部及两侧对应；所述滑块连接框架的外部与所述轴向移动座固定相连，所述同步带驱动机构安装在所述机架上，所述轴向移动座与所述同步带驱动机构的同步带固定相连。

2.如权利要求1所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述导轨托起装置包括用于承托被测导轨的升降座和用于驱动所述升降座升降的顶推气缸，所述顶推气缸安装在机架上，所述顶推气缸的活塞杆与所述升降座连接。

3.如权利要求2所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述升降座上设有与所述被测导轨适配的定位槽。

4.如权利要求1所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述导轨拉紧装置包括气缸安装座、拉紧气缸、连接块、导轨拉钉、导轨定位块、定位块安装板和所述标准导轨；

所述气缸安装座呈悬臂结构固定在所述机架的一侧，所述拉紧气缸竖直地安装在所述气缸安装座的悬臂端，所述拉紧气缸的活塞杆朝下设置且其末端与所述连接块固定相连；

所述定位块安装板固定在所述气缸安装座的悬臂端的底部，所述导轨定位块为长条结构，其长度方向沿所述轴向延伸，所述导轨定位块的上端与所述定位块安装板固定相连；

所述导轨拉钉自下而上依次穿过被测导轨、导轨定位块和定位块安装板，且所述导轨拉钉的末端与所述连接块固定相连，所述导轨定位块的下端面为所述基准水平面，所述被测导轨的上端面与所述导轨定位块的下端面紧靠；

所述标准导轨与所述导轨定位块固定相连，所述标准导轨的上端面与所述导轨定位块的下端面紧靠。

5.如权利要求4所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述定位块安装板设有与所述导轨定位块配合的安装凹槽。

6.如权利要求5所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述导轨定位块通过螺钉固定在所述安装凹槽上。

7.如权利要求4所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述导轨拉钉的末端通过拔叉与所述连接块固定相连。

8.如权利要求4所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述标准导轨通过螺钉固定在所述导轨定位块上。

9.如权利要求1所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述机架的轴向两端分别设有导轨侧面限位滑块，所述导轨侧面限位滑块与所述标准导轨滑动连接。

10.如权利要求1所述的导轨综合精度测量设备，其特征在于，所述传感器为接触式传感器，所述传感器的探头与所述标准滑块的下端面相抵。

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