[其他]同轴线性位移磁性测量装置

说明书

本发明是用于机床或其它类似机器上的一种磁性测量装置，是同轴线性位移磁性测量装置的一种改进方案。

由于采用磁性测尺测量长度和角度的测量系统具有高的测量精度，因此它们在工业上得到了各种应用。近几年来，它们也已应用于自动控制领域。在这些采用磁性测尺的测量装置中，同轴线性位移磁性测量装置因其结构紧凑简单且能安装于任何位置而得到各种应用，成为最受欢迎的测量装置。

普通的同轴线性位移磁性测量装置由一个在一根棒状磁性材料上以予先确定的间距录上一组线性磁化点而做成的线性磁性测尺和一个有供插入该磁性测尺的测尺通孔的多隙头。磁性测尺插入多隙头的测尺通孔中以便组成一个同轴的线性位移磁性测量装置。在这种测量系统中，其中的一个线性磁性测尺和多隙头是固定的，另一个线性磁性测尺则与一个运动物体相联。在运动物体运动时，将多隙头中产生的信号进行电子处理以测出运动物体的位移。

图2示出了普通线性磁性测尺和多隙头的一种典型结构。线性磁性测尺21固定在与一个运动物体（诸如机床的刀架）相联的导向轴20上，组成一个整体。通过直线运动球轴承22，可使上述整体件相对于磁性测尺外壳23滑动。带有插入磁性测尺的测尺通孔的多隙头24固定于外壳23上。测尺21插在测尺通孔中，随导向轴20一起运动。由柔性电缆26输出表示测尺21位移的信号。

但是，采用上述结构，磁性测尺外壳23的长度必须与测尺21的长度相同，如图2所示。因此，磁性测量装置就要做得很长，由于它很长，当将其安装在机床和其它类似的机器上时，它的安装位置就受到限制。在有些情况下，为了将装置装到机床上，还必须使用定位架或夹具，从而使用起来不方便。另一种结构是将测尺21固定而使多隙头24成为活动的。多隙头24固定在轴20上，轴20则通过轴承22可滑动地安装在外壳23上，如图3所示。测尺21由紧固件25固定在外壳23上，测尺的位置与轴20相隔一定距离并与轴20平行，同时，测尺插入固定于轴20上的多隙头24的测尺通孔内。多隙头24随轴20一起运动，由电缆26传递表示多隙头24位移的信号。采用这种结构，轴20与测尺21没有联成一体，而是相互分开。如果由于轴20的加工精度不高，使得轴20相对于测尺21的轴线发生倾斜，则测尺21和多隙头24之间的相对关系会引起位置误差，那么测量值就会出现误差，从而不能进行精确的测量。

本发明考虑了上述情况，发明的目的是提供一种磁性测量装置，该磁性测量装置的总体长度可减至最小且可消除因导向轴倾斜引起的误差。

在本发明的一种同轴线性位移磁性测量装置中，一个空心导向轴与一个多隙头紧固成一体。线性磁性测尺的一端固定在磁性测尺的外壳上，使得线性磁性测尺与空心导向轴同轴。线性磁性测尺的另一端配有一个导向头，依靠这个导向头，使线性磁性测尺能沿着空心导向轴的内表面滑动，从而将线性磁性测尺装于空心导向轴内。

图1示出本发明的一个实施例的示意断面图。

图2示出采用固定式多隙头的普通同轴线性位移磁性测量装置的示意断面图。

图3示出采用固定式磁性测尺的普通同轴线性位移磁性测量装置的示意断面图。

优先实施例的详细描述

本发明的一种同轴线性位移磁性测量装置是按以下方式装配的：

一个与运动物体（诸如机床刀架）相联的导向轴由空心导向轴1和固定在该空心导向轴1一端上的多隙头4组成。利用直线运动球轴承2将轴1可滑动地安装在磁性测尺的外壳3上。用紧固件6将测尺5的一端悬臂地支撑在支撑件7上。支撑件7装在外壳3上。测尺5的另一端插入固定在轴1上的多隙头4的测尺通孔中。线性磁性测尺5由其顶端的导向头8沿着轴1的内表面9进行导向。夹在支撑件7和多隙头4之间的螺旋弹簧10沿着测尺5向外壳3的外边推动多隙头4和轴1，以便轴1能平稳地返回到其原位。

在采用这种结构的同轴线性位移测量装置中，当与运动物体（诸如机床刀架）相联的空心导向轴1随刀架或其它类似物体的运动而滑动时，固定在轴1上的多隙头4被带动而与运动物体保持一予定的间距。多隙头4根据本身的位移读出磁性测尺的磁化点，并由柔性电缆11输出一个信号。当空心导向轴1移动时，多隙头4沿测尺5滑动，导向头8沿着轴1内表面9滑动，导向头的另一端是测尺5，导向头插在轴1内。轴1与测尺5同轴。

根据本发明，由于测尺5的长度可伸缩，磁性测量装置的总长度可以减小，使得装置紧凑。此外，由于轴1与测尺5的轴同轴，即使轴1倾斜，测尺5和多隙头4之间也不会产生相对位置误差。所以，测量值不会产生误差。