[其他]外圓磨削在線光纖測量裝置

在審

• 申請號: 101985000004898
• 申請日: 1985-06-24
• 公開（公告）號: CN85104898B
• 公開（公告）日: 1987-12-16
• 發明（設計）人: 屈梁生;吳松林
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 嚴暉;于乃旬

一種外圓磨削在線光纖測量裝置，其中設置了一個用來測量工件表面粗糙度的光澤光纖傳感器和一個用來測量工件表面位移的位移光纖傳感器，可以用來在線測量工件表面粗糙度、圓度誤差。它使用了一個隨動接觸機構，使得該測量裝置結構簡單、易操作、功能齊全、成本低、可靠性強。

本發明是一種用于磨床加工工件的采用光學裝置的測量裝置。

以往機械加工的工件都是在機床停止工作以后，由工人用手工工具進行測量的。1981年，井上順章（日本）等在日本機械學會論文集（C編）47卷424號（昭56-12）第1672頁上發表的文章，提出了利用光導纖維傳感器作為光纖光澤計來測量工件表面粗糙度的光學測試裝置，井上順章等人為了克服實際加工中工件尺寸不斷減小及工件變形、振動對測定距離的影響，采用了渦流位移傳感器線控伺服電機，從而實現光纖傳感器與工件表面間的恒定距離。上述裝置存在著不足之處，首先由于線控伺服電機到絲杠機構這一傳動鏈中不可避免的帶來位移補償的誤差，另外該裝置僅能用于在線測量工件表面粗糙度，難以發展成為測量其它參數的多功能測量裝置。美國專利US3，568，372提出了一種磨削測量裝置，它是利用測量頭的探頭接觸工件，一位移傳感器利用探頭測出工件外圓尺寸的變化來控制砂輪拖板進給，同時其測頭可按照先前存貯的數字信號移動，使得由位移傳感器產生測量信號的位置能夠移動。這種裝置只能測量在線測量工件的幾何形狀誤差。

本發明的目的是提出了一種多功能的外圓磨削在線光纖測量裝置，其中不僅設置了一個用來測量工件表面粗糙度的光澤光纖傳感器，而且設置了一個用來測量工件表面位移的位移光纖傳感器，使得本發明既能在線測量工件表面粗糙度，同時可以在線測量工件的圓度誤差。

參照圖1本發明具有一個安裝在外圓磨床工作臺上的支架，和一個安裝在該支架上用以測量工件表面粗糙度并與工件保持恒定距離的光澤光纖傳感器（1），以及一個用來測量工件表面位移的位移光纖傳感器（2），該位移光纖傳感器（2）同一個能相對于固定于支架上的套柱（20）滑動的一端是V型鐵座的導柱（7）連接，并有一個裝于導柱（7）外，使導柱（7）的端部V型鐵座內側面與工件保持接觸的外彈簧（9）及限位螺母（18），該光澤光纖傳感器（1）同一個調整塊（5）以及一個能相對于導柱（7）滑動的內套筒（8）相連接，內套筒（8）的下端部有可調節的上螺帽（11）和下螺帽（10），并有一個安裝在導柱（7）內的內彈簧（16）。還可以使本發明裝置的支架由一個底座（23）和一個托架構成，該托架由滑柱（15），托板（25）組成，底座（23）的開夾緊套筒（13）對滑柱（15）抱合連接。也可以使本發明裝置的套柱（20）具有一個與托板（25）上燕尾相配合的燕尾槽，并在托板（25）上設置2-4個鎖緊螺釘（12）。光澤光纖傳感器（1）以及位移光纖傳感器（2）的輸出信號都可以由光電轉換器轉換為電信號輸出，本發明測量位移的原理在于用調準塊（5）通過光澤光纖傳感器（1）跟蹤被測量的表面，所以位移光纖傳感器（2）所測到的位移的變化是其相對被測表面的位移。

由此，本發明的光纖裝置不僅可以在外圓磨削中在線測量被加工工件的表面粗糙度，而且可以在線測量被加工工件的圓度誤差，成為一臺多功能的在線光纖測量裝置。為全面的自適應控制加工系統的研制，提供了必不可少的技術準備。另外，本發明還具有結構簡單，制造成本低，可靠性強的特點。

圖1是本發明的結構圖。

圖2是本發明的在線測量框圖。

圖3是隨動接觸機構對不同尺寸工件響應的情形。

圖4是工件幾何形狀誤差測試圖。

圖5是工件表面粗糙度測試圖。

本發明的具體實施例可以按圖1和圖2所示的結構和系統。