本發(fā)明屬于長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)是精密度很高的光柵系統(tǒng)長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器，可對(duì)各種工件外尺寸作絕對(duì)測(cè)量；內(nèi)尺寸作比較測(cè)量，適用于廠礦企業(yè)、科研單位，以及國(guó)家各級(jí)檢定機(jī)關(guān)的計(jì)量部門和實(shí)驗(yàn)室。它的主要用途是直接測(cè)量外徑千分尺的校對(duì)量棒、內(nèi)徑千分尺和自制量棒，還能作卡板、通孔或盲孔的孔徑內(nèi)尺寸測(cè)量以及外螺紋的中徑測(cè)量。所以，開發(fā)新型大理石光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)是我公司重要任務(wù)之一。大理石光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)，包括底座、尾架、v型支架、顯示器、萬(wàn)能工作臺(tái)和頭架，頭架上裝有阿貝測(cè)量組和頭架控制器，阿貝測(cè)量組包括阿貝頭、測(cè)軸。其中，采用的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)及其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是創(chuàng)新點(diǎn)之一。本發(fā)明的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)及控制系統(tǒng)采用高精度光柵作為長(zhǎng)度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)元件，光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)阿貝頭配備軸桿直線電機(jī)作為傳動(dòng)系統(tǒng)，阿貝頭移動(dòng)分為快速和慢速兩檔控制，快速檔用于初動(dòng)、快速運(yùn)行，慢速檔用于直接測(cè)量時(shí)使用，使用方便。傳統(tǒng)測(cè)長(zhǎng)機(jī)沒(méi)有電機(jī)傳動(dòng)，阿貝頭主要靠手動(dòng)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置，然后再進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，效率比較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用高精度光柵作為長(zhǎng)度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)元件，光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)阿貝頭配備軸桿直線電機(jī)作為傳動(dòng)系統(tǒng)，阿貝頭移動(dòng)分為快速和慢速兩檔控制，快速檔用于初動(dòng)、快速運(yùn)行，慢速檔用于直接測(cè)量時(shí)使用，使用方便。解決了傳統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)手動(dòng)運(yùn)行一致性較差，阿貝頭移動(dòng)時(shí)由于間隙存在的微擺動(dòng)，采用直線電機(jī)式控制系統(tǒng)配高精度直線導(dǎo)軌可達(dá)到消除上述問(wèn)題的效果。

本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)，包括裝在頭架上的阿貝測(cè)量組和頭架控制器，阿貝測(cè)量組包括阿貝頭、測(cè)軸，張力索夾頭裝在測(cè)軸上，測(cè)軸鎖緊螺釘和測(cè)軸指標(biāo)桿裝在頭架控制器盒上；頭架控制器包括底板和指標(biāo)，以及軸桿直線電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、可編程邏輯器件plc、高精度光柵傳感器和溫度傳感器，指標(biāo)裝在主軸聯(lián)塊上，主軸聯(lián)塊底部設(shè)開關(guān)感板；底板上左右兩邊通過(guò)螺絲安裝有對(duì)稱的兩塊彈簧座，彈簧座里安裝有壓簧和頂頭，頂頭上設(shè)有擋圈；底板下部左右對(duì)稱設(shè)有開關(guān)調(diào)節(jié)座和限位開關(guān)。

測(cè)軸下方裝有讀數(shù)頭：長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭和反饋光柵讀數(shù)頭，用于讀取底座上的光柵信號(hào)，并將信號(hào)送入計(jì)算機(jī)；讀數(shù)頭在光柵上方移動(dòng)。

頭架控制器盒上有四個(gè)開關(guān)，分別是左進(jìn)快開關(guān)、左進(jìn)慢開關(guān)、右進(jìn)慢開關(guān)、右進(jìn)快開關(guān)?？焖贆n用于初動(dòng)、快速運(yùn)行；慢速檔用于直接測(cè)量時(shí)使用。

軸桿電機(jī)組采用單光柵雙讀數(shù)頭，長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭為基準(zhǔn)，反饋光柵讀數(shù)頭是給軸桿直線電機(jī)提供精確定位，確保軸桿直線電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

原理：測(cè)軸可相對(duì)頭架沿測(cè)量方向運(yùn)動(dòng)，在需要時(shí)可用螺釘將測(cè)軸鎖緊。在測(cè)量時(shí)，當(dāng)頭、尾架兩測(cè)頭均與被測(cè)件接觸良好時(shí)，只允許移動(dòng)頭架使測(cè)軸在頭架兩端的懸伸量相同，將測(cè)軸指示桿與測(cè)力基準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)，可保證測(cè)量值準(zhǔn)確性。測(cè)軸的測(cè)量力由阿貝頭內(nèi)的彈力彈簧產(chǎn)生，彈簧分為左右部分來(lái)控制測(cè)量時(shí)所需要的測(cè)力。內(nèi)尺寸測(cè)量時(shí)和外尺寸測(cè)量時(shí)，只需要保證每次測(cè)量時(shí)測(cè)力都在同一測(cè)力。其中兩個(gè)限位開關(guān)的安裝位置是確保測(cè)量力不超限，保護(hù)頭架的重要裝置，另一個(gè)限位開關(guān)防止軸桿電機(jī)沖直線導(dǎo)軌，為硬限位。

上述的測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，頭架按鈕左進(jìn)快開關(guān)、左進(jìn)慢開關(guān)、右進(jìn)慢開關(guān)、右進(jìn)快開關(guān)及限位開關(guān)與plc連接，plc和驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器和軸桿直線電機(jī)連接，驅(qū)動(dòng)器和光柵的長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭和反饋光柵讀數(shù)頭連接，兩個(gè)讀數(shù)頭和pc機(jī)連接，pc機(jī)和溫控儀連接；其中兩個(gè)限位開關(guān)的安裝位置是確保測(cè)量力不超限，保護(hù)頭架的重要裝置，另一個(gè)限位開關(guān)防止軸桿電機(jī)沖直線導(dǎo)軌，為硬限位。

本發(fā)明原理：通過(guò)頭架按鈕給plc發(fā)送指令，plc再將相應(yīng)的信號(hào)發(fā)給驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)軸桿直線電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)。頭架是儀器的測(cè)量部件，其上裝有阿貝測(cè)軸，測(cè)軸可相對(duì)頭架沿測(cè)量方向運(yùn)動(dòng)，在測(cè)量時(shí)，當(dāng)頭、尾架兩測(cè)頭均與被測(cè)件接觸良好時(shí)，按下按鈕移動(dòng)頭架使測(cè)軸在頭架兩端的懸伸量相同，將測(cè)軸指示桿與測(cè)力基準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)，可保證測(cè)量值準(zhǔn)確性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明以光柵數(shù)顯系統(tǒng)作為長(zhǎng)度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)元件；光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)阿貝頭配備軸桿直線電機(jī)作為傳動(dòng)系統(tǒng)，阿貝頭移動(dòng)分為快速和慢速兩檔控制?？焖贆n用于初動(dòng)、快速運(yùn)行；慢速檔用于直接測(cè)量時(shí)使用。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)大理石光柵測(cè)長(zhǎng)機(jī)快速平穩(wěn)的移動(dòng)，電氣緊湊，可快速測(cè)量，可保證測(cè)量值準(zhǔn)確性,提高工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1是頭架外觀示意圖，

圖2是頭架的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是本發(fā)明頭架控制器示意圖，

圖4是圖3的立體圖，

圖5是本發(fā)明軸桿直線電機(jī)組示意圖，

圖6是本發(fā)明控制系統(tǒng)原理框圖，

圖中標(biāo)記：1.底板，2.彈簧座，3.頂頭，4.壓簧，5.主軸聯(lián)塊，6.指標(biāo)，7.開關(guān)調(diào)節(jié)座，8.限位開關(guān)，9.開關(guān)感板，10.左進(jìn)快開關(guān)，11.左進(jìn)慢開關(guān)，12.右進(jìn)慢開關(guān)，13.右進(jìn)快開關(guān)，8.限位開關(guān)，14.長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭，15.反饋光柵讀數(shù)頭，16.軸桿直線電機(jī)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。

參見(jiàn)圖1-6，一種測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)，包括裝在頭架上的阿貝測(cè)量組和頭架控制器，阿貝測(cè)量組包括阿貝頭、測(cè)軸，張力索夾頭裝在測(cè)軸上，測(cè)軸鎖緊螺釘和測(cè)軸指標(biāo)桿裝在頭架控制器盒上；頭架控制器包括底板1和指標(biāo)6，以及軸桿直線電機(jī)16、驅(qū)動(dòng)器、可編程邏輯器件plc、高精度光柵傳感器和溫度傳感器，指標(biāo)6裝在主軸聯(lián)塊5上，主軸聯(lián)塊5底部設(shè)開關(guān)感板9；底板1上左右兩邊通過(guò)螺絲安裝有對(duì)稱的兩塊彈簧座2，彈簧座2里安裝有壓簧4和頂頭3，頂頭3上設(shè)有擋圈；底板1下部左右對(duì)稱設(shè)有開關(guān)調(diào)節(jié)座7和限位開關(guān)8。

測(cè)軸下方裝有讀數(shù)頭：長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭14和反饋光柵讀數(shù)頭15，用于讀取底座上的光柵信號(hào)，并將信號(hào)送入計(jì)算機(jī)；讀數(shù)頭在光柵上方移動(dòng)。

頭架控制器盒上有四個(gè)開關(guān)，分別是左進(jìn)快開關(guān)10、左進(jìn)慢開關(guān)11、右進(jìn)慢開關(guān)12、右進(jìn)快開關(guān)13?？焖贆n用于初動(dòng)、快速運(yùn)行；慢速檔用于直接測(cè)量時(shí)使用。

軸桿電機(jī)組采用單光柵雙讀數(shù)頭，長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭14為基準(zhǔn)，反饋光柵讀數(shù)頭15是給軸桿直線電機(jī)提供精確定位，確保軸桿直線電機(jī)16運(yùn)行穩(wěn)定。

原理：測(cè)軸可相對(duì)頭架沿測(cè)量方向運(yùn)動(dòng)，在需要時(shí)可用螺釘將測(cè)軸鎖緊。在測(cè)量時(shí)，當(dāng)頭、尾架兩測(cè)頭均與被測(cè)件接觸良好時(shí)，只允許移動(dòng)頭架使測(cè)軸在頭架兩端的懸伸量相同，將測(cè)軸指示桿與測(cè)力基準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)，可保證測(cè)量值準(zhǔn)確性。測(cè)軸的測(cè)量力由阿貝頭內(nèi)的彈力彈簧產(chǎn)生，彈簧分為左右部分來(lái)控制測(cè)量時(shí)所需要的測(cè)力。內(nèi)尺寸測(cè)量時(shí)和外尺寸測(cè)量時(shí)，只需要保證每次測(cè)量時(shí)測(cè)力都在同一測(cè)力。其中兩個(gè)限位開關(guān)8的安裝位置是確保測(cè)量力不超限，保護(hù)頭架的重要裝置，另一個(gè)限位開關(guān)8防止軸桿電機(jī)沖直線導(dǎo)軌，為硬限位。見(jiàn)圖5。

上述的測(cè)長(zhǎng)機(jī)的阿貝頭測(cè)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，頭架按鈕左進(jìn)快開關(guān)10、左進(jìn)慢開關(guān)11、右進(jìn)慢開關(guān)12、右進(jìn)快開關(guān)13及限位開關(guān)8與plc連接，plc和驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器和軸桿直線電機(jī)16連接，驅(qū)動(dòng)器和光柵的長(zhǎng)度測(cè)量光柵讀數(shù)頭14和反饋光柵讀數(shù)頭15連接，兩個(gè)讀數(shù)頭和pc機(jī)連接，pc機(jī)和溫控儀連接；其中兩個(gè)限位開關(guān)8的安裝位置是確保測(cè)量力不超限，保護(hù)頭架的重要裝置，另一個(gè)限位開關(guān)8防止軸桿電機(jī)沖直線導(dǎo)軌，為硬限位。

本發(fā)明原理：通過(guò)頭架按鈕給plc發(fā)送指令，plc再將相應(yīng)的信號(hào)發(fā)給驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)軸桿直線電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)。頭架是儀器的測(cè)量部件，其上裝有阿貝測(cè)軸，測(cè)軸可相對(duì)頭架沿測(cè)量方向運(yùn)動(dòng)，在測(cè)量時(shí)，當(dāng)頭、尾架兩測(cè)頭均與被測(cè)件接觸良好時(shí)，按下按鈕移動(dòng)頭架使測(cè)軸在頭架兩端的懸伸量相同，將測(cè)軸指示桿與測(cè)力基準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)，可保證測(cè)量值準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的控制系統(tǒng)，電路系統(tǒng)緊湊；本發(fā)明關(guān)鍵在于直接采用按鈕移動(dòng)，plc控制來(lái)進(jìn)行操作；還有雙讀數(shù)頭的使用，使得軸桿直線電機(jī)定位精度高，解決傳統(tǒng)手動(dòng)測(cè)長(zhǎng)機(jī)移動(dòng)有間隙、水平方向有擺動(dòng)的問(wèn)題。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。