[发明专利]一种高速精密轧辊磨床非接触式三点测量装置

说明书

本发明涉及非接触式测量技术领域，公开了一种高速精密轧辊磨床非接触式三点测量装置，包括底座，底座上部铰接有测量外架，测量外架上部铰接有测量架弯臂，测量架弯臂下端设有测量臂座，测量臂座内滑动连接有第一对称测量臂和第二对称测量臂，第一对称测量臂上设有第一探测部，第二对称测量臂上设有第二探测部，测量臂座中部连接有中位探测部，测量臂座内设有驱动部，驱动部驱动第一对称测量臂和第二对称测量臂移动。本方案主要应用于数控轧辊磨床在线测量功能中，解决了现有技术中测量装置测量精度低、测量过程中需要多次停车再启动致使轧辊磨削加工效率低以及测量过程中因需要将探头与待测轧辊表面接触并压紧致使降低轧辊表面质量的问题。

技术领域

本发明涉及非接触式测量技术领域，具体为公开了一种高速精密轧辊磨床非接触式三点测量装置。

背景技术

轧辊磨床为金属切削机床，由床身、头架、尾架、托架、纵横拖板、磨头、测量架及电气数控系统组成，分为承载系统、驱动系统、磨削系统、测量系统和控制系统五个子系统。工件由头架、尾架和托架支撑，并由头架驱动旋转。数控系统根据轧辊表面母线的数学模型，控制机床作多轴复合运动，在运动过程中实现砂轮对辊面金属的磨削。在线测量系统实时地将测量数据反馈给磨床控制系统，并由控制系统对机床出闭环控制，从而完成对工件的精密加工。

现有技术中轧辊磨床采用的测量方式都为两点测力式接触测量，其测量工作原理类似于大型的游标卡尺。目前，大多轧辊磨床采用的测量装置均为两点接触式，如图3、图4所示，传统的两点接触测量装置工作部分由测量臂座上安装两个对称的测量臂及探头组成，两点接触测量装置在测量工作时的工作原理都非常接近，类似于游标卡尺的测量原理：整体测量装置安装在轧辊磨床的床身上，测量前，先将轧辊磨床停车待到待测轧辊平稳不再运动，然后由导轨带动整体测量装置在待测轧辊的轴向方向运动选取测量区域；选取测量区域后，两个对称安装在测量臂座前后的测量臂同时靠近待测轧辊，直到探头与待测轧辊表面接触并压紧，使压力传感器检测到一定压力值时反馈给控制系统使得测量臂不再运动，最终测得待测轧辊外廓数据，这类传统测力式两点接触测量装置测量范围受到测量臂座的机械结构限制，且由于两个测量探头不在同一表面，测得数据精度不高，只能达到0.01mm且不能参与程序运算，无法实时反馈测量数据对加工参数进行调整，并且测量时因为探头与待测轧辊表面要直接接触所以要多次停车再启动严重影响加工效率并影响轧辊表面质量，因此这类两点接触式测量装置并不能很好的适应现代工业要求。

发明内容

本发明意在提供一种高速精密轧辊磨床非接触式三点测量装置，以解决现有技术中两点接触式测量装置测量精度低、测量过程中需要多次停车再启动致使轧辊磨削加工效率低以及测量过程中因需要将探头与待测轧辊表面接触并压紧致使降低轧辊表面质量的问题。

本发明提供基础方案是：一种高速精密轧辊磨床非接触式三点测量装置，包括水平滑动连接在数控轧辊磨床床身上的底座，底座呈竖直向布置，底座上部铰接有水平的测量外架，测量外架远离底座的一端铰接有L形的测量架弯臂，测量外架上部铰接有液压缸，液压缸的活塞杆铰接在测量架弯臂上部，测量架弯臂远离测量外架的一端设有呈长方形状的具有空腔的测量臂座，测量臂座的空腔内沿长度方向水平滑动连接有第一对称测量臂和第二对称测量臂，第一对称测量臂和第二对称测量臂靠近待测轧辊的一侧贯穿测量臂座并向外延伸形成延伸部，两个延伸部相互靠近后构成U形状，第一对称测量臂延伸部上连接有第一探测部，第二对称测量臂延伸部上连接有第二探测部，测量臂座靠近待测轧辊的一侧中部连接有中位测量臂，中位测量臂上连接有中位探测部，测量臂座内设有驱动部，驱动部驱动第一对称测量臂和第二对称测量臂沿测量臂座空腔的长度方向移动。