[其他]外圆磨削在线光纤测量装置

说明书

本发明是一种用于磨床加工工件的采用光学装置的测量装置。

以往机械加工的工件都是在机床停止工作以后，由工人用手工工具进行测量的。1981年，井上顺章（日本）等在日本机械学会论文集（C编）47卷424号（昭56-12）第1672页上发表的文章，提出了利用光导纤维传感器作为光纤光泽计来测量工件表面粗糙度的光学测试装置，井上顺章等人为了克服实际加工中工件尺寸不断减小及工件变形、振动对测定距离的影响，采用了涡流位移传感器线控伺服电机，从而实现光纤传感器与工件表面间的恒定距离。上述装置存在着不足之处，首先由于线控伺服电机到丝杠机构这一传动链中不可避免的带来位移补偿的误差，另外该装置仅能用于在线测量工件表面粗糙度，难以发展成为测量其它参数的多功能测量装置。美国专利US3，568，372提出了一种磨削测量装置，它是利用测量头的探头接触工件，一位移传感器利用探头测出工件外圆尺寸的变化来控制砂轮拖板进给，同时其测头可按照先前存贮的数字信号移动，使得由位移传感器产生测量信号的位置能够移动。这种装置只能测量在线测量工件的几何形状误差。

本发明的目的是提出了一种多功能的外圆磨削在线光纤测量装置，其中不仅设置了一个用来测量工件表面粗糙度的光泽光纤传感器，而且设置了一个用来测量工件表面位移的位移光纤传感器，使得本发明既能在线测量工件表面粗糙度，同时可以在线测量工件的圆度误差。

参照图1本发明具有一个安装在外圆磨床工作台上的支架，和一个安装在该支架上用以测量工件表面粗糙度并与工件保持恒定距离的光泽光纤传感器（1），以及一个用来测量工件表面位移的位移光纤传感器（2），该位移光纤传感器（2）同一个能相对于固定于支架上的套柱（20）滑动的一端是V型铁座的导柱（7）连接，并有一个装于导柱（7）外，使导柱（7）的端部V型铁座内侧面与工件保持接触的外弹簧（9）及限位螺母（18），该光泽光纤传感器（1）同一个调整块（5）以及一个能相对于导柱（7）滑动的内套筒（8）相连接，内套筒（8）的下端部有可调节的上螺帽（11）和下螺帽（10），并有一个安装在导柱（7）内的内弹簧（16）。还可以使本发明装置的支架由一个底座（23）和一个托架构成，该托架由滑柱（15），托板（25）组成，底座（23）的开夹紧套筒（13）对滑柱（15）抱合连接。也可以使本发明装置的套柱（20）具有一个与托板（25）上燕尾相配合的燕尾槽，并在托板（25）上设置2-4个锁紧螺钉（12）。光泽光纤传感器（1）以及位移光纤传感器（2）的输出信号都可以由光电转换器转换为电信号输出，本发明测量位移的原理在于用调准块（5）通过光泽光纤传感器（1）跟踪被测量的表面，所以位移光纤传感器（2）所测到的位移的变化是其相对被测表面的位移。

由此，本发明的光纤装置不仅可以在外圆磨削中在线测量被加工工件的表面粗糙度，而且可以在线测量被加工工件的圆度误差，成为一台多功能的在线光纤测量装置。为全面的自适应控制加工系统的研制，提供了必不可少的技术准备。另外，本发明还具有结构简单，制造成本低，可靠性强的特点。

图1是本发明的结构图。

图2是本发明的在线测量框图。

图3是随动接触机构对不同尺寸工件响应的情形。

图4是工件几何形状误差测试图。

图5是工件表面粗糙度测试图。

本发明的具体实施例可以按图1和图2所示的结构和系统。