[发明专利]自动测量系统

说明书

本发明应用的范围很宽，特别适用于机械加工材料的精密测量。更准确地说，本发明涉及的测头能自动地在磨头上装、卸而不会干扰切削工具。

为了按一定尺寸自动机加工零件，精密机床的制造者们采用许多不同的技术。一种方法是以测头或传感器作为基准，测量出切削工具相对于被加工零件的位置。当使用传感器探测的位置不变或者该位置与切削工具实际切削的位置有关时，这种方法可以取得令人满意的结果。美国4365301和4428055号专利描述了这种技术的实例。

自动机加工零件的第二种方法是先用切削工具粗加工零件到一定的尺寸。然后，将机床附带的切削工具更换成测头，使用该机床测量被加工的零件。之后再卸下测头重新装上切削工具以便将零件加工到最终尺寸。这种方法已在美国4118871、4145816和4203225号专利中披露。虽然这种技术效果不错，但是要使切削工具再次准确地装回到切削工具夹持器内的同样位置上却是十分困难的。

第三种方法是将测头始终装到切削工具夹持器上。然而，该测头要承受振动，而振动有可能损伤测头的可靠性。这种总的构思在美国3559257和3605909号专利中已经披露过。

另外，还有一种测量工件的方法，它是在工作台上安装一种检验装置。这种方法使被加工的零件尺寸和形状的适应性降低。这种结构的实例在美国3774312、4070762和4296474号专利中都有描述。

本发明的目的在于提供一种自动测量系统，该系统在测量时，将测头安装到测量工具夹持器上，一但测量完毕，该系统自动卸下测头。

本发明的优点是提供一种能消除上述各种现有技术方案中的一种或多种限制及缺点的自动测量系统。

本发明的另一个优点是提供一种能自动地确定被加工零件形状的自动测量系统。

本发明还有一个优点是提供一种相对来说并不复杂而且容易改型成与当前已知的测量工件的技术组合的各种机床的自动测量系统。

本发明的再一个优点是提供一种相对来说在制造方面比较经济的自动测量系统。

因此，本发明提供一种自动测量系统和使用该系统的方法。该系统与包括安装切削工具的切削工具夹持器的切削加工机床组合在一起。本发明提供一种测头能自动地在切削工具夹持器上装、卸。

图1是根据本发明将测头装在座标磨床上的示意图;

图2是图1沿2-2线的局部剖面图;

图3是另一种联接件的局部剖面图;

图4是图3沿4-4线的剖面图。

本发明涉及一种与切削工具装置12一起使用的自动测量系统10。切削工具夹持器14用于安装切削工具16。再有，在本发明中，测头15和装置20组合在一起，该装置20能自动地装到上述切削工具夹持器14上，并且能自动地从上述切削工具夹持器14上卸下。

参照图1，该图示出一种切削工具装置12，该装置12最好是美国4547996和4630214号专利中公开的那种类型的座标磨床。虽然，在本发明的最佳实施例中组合的是一种座标磨床，而与其他各种类型的切削工具装置，例如铣床、磨床、车床以及各种高精度产品制造中使用的其他类型的标准机床工具的组合都在本发明的范围之内。切削工具装置12包括相对于切削工具16而言是固定的切削工具夹持器14。然而，切削工具夹持器14，例如公知的磨头，在许多轴线上是可动的，如同在美国4547996和4630214号专利中所描述的那样。切削工具装置12附加到工作台22处，该工作台在图中只给出了一部分。该工作台能够在垂直于通过切削工具装置12延伸的轴线24的平面内或沿该轴线24运动。如图1所示，机床主轴主心线25沿着磨削工具16的磨削表面延伸。切削工具装置12最好用中轴心线25作为基准定位。图中示出工作台22的顶面28上放有一个工件26。最好使用传统的计算机系统（图中未画出）控制该工作台的移动，该计算机也用来控制磨头14和定位测头。

工件26被切削工具16，例如图中所示的砂轮，粗加工成型之后，测量工件26确定出加工余量。如同前面已经描述过的那样，在机械工业中可以使用很多种公知的技术未完成这种测量。然而，这些技术中的每一种都具有一定的限制，从而使得精度下降。虽然，可以对现有技术的不准确度进行限制，然而要想能重复地达到本发明的高精度是不容易的。