[发明专利]鞋模用三维测量机

权利要求书

1.一种鞋模用三维测量机，主要由下述系统组成：测绘工装系统、进给控制系统、机械运动系统和控制PC机；1)所述的测绘工装系统包括难测量工件的测绘工装，所述的难测量工件的测绘工装，包括基准平台(111)，所述的基准平台为一平板或凹面板；在平板或凹面板上的适当位置加工有用于固定等高固定块或/和侧面固定支架的通用固定孔；在平板或凹面板的内部适宜位置加工有用于固定零件固定装置的紧固件孔；在平板或凹面板上设置有适宜个数的测量基准；2)进给控制系统是用于控制设备三轴运动的进给方向及速度，使测量时效及精度得到协调；当测绘时，机械运动系统上的针式测头将测针接触到固定于测绘工装系统的样品鞋上的相应部位以采集样品的表面位置坐标，每次测针接触样品的瞬间，测头能迅速向数显表发送一个脉冲信号，数显表接收到脉冲信号后，将把每次触发瞬间的位置坐标记录并编码发送往控制PC机；3)所述的控制PC机，通过转换软件能将数显表发送来的一系列坐标编码信号还原于正在运行的三维软件中，三维设计人员根据足够多的三维点集还原出一个与固定在测绘工装上形状相同的样品鞋三维模型；

其特征在于：

所述的机械运动系统，其结构由底盘(1)、工作台(2)、立柱总成、XYZ三轴方向运动机构和测头系统组成，测头系统包括旋转自定心测头架、测头和测针；所述旋转自定心测头架(77)，包括测头旋转轴、针式测头和测针、左右调向机构(113)、前后移动调节机构(114)和前后移动微调机构(115)，测头旋转轴与左右调向机构的旋转轴固定座连接，左右调向机构的旋转轴固定座和左右方向调整座一端连接，左右调向机构的左右方向调整座中部与前后移动调节机构的前后方向调整座另一端连接，前后方向调整座一端与测头固定座另一端转动连接，左右调向机构的左右方向调整座另一端头与前后方向调整座的中部向外延伸端之间采用前后移动微调连接，测头固定座一端与针式测头固定连接，针式测头内装有测针；所述的左右调向机构包括旋转轴固定座、左右调节螺栓支撑轴、左右转轴和左右调节螺栓及左右方向调整座，旋转轴固定座的对耳内端部相对侧设有左右调节螺栓支撑轴插入孔和外端部相对侧设有左右转轴孔，相应在左右方向调整座匹配位置的一端头处设有左右调节螺栓支撑轴移动槽和由此端头向内的匹配位置处设有左右转轴插入孔，左右方向调整座的此端头插入旋转轴固定座的对耳之间，左右调节螺栓支撑轴插入左右调节螺栓支撑轴插入孔和所夹的左右方向调整座上设有的左右调节螺栓支撑轴移动槽后另一端通过螺母固定，左右转轴插入左右转轴孔和左右转轴插入孔后另一端通过螺母固定，在左右调节螺栓支撑轴移动槽两侧面的左右方向调整座上设有直通左右调节螺栓支撑轴移动槽的左右调节螺栓螺纹孔，左右调节螺栓分别旋入左右调节螺栓螺纹孔中且左右调节螺栓前端分别能顶在左右调节螺栓支撑轴上；所述的前后移动调节机构由测头固定座、前后方向调整座和测头固定座转轴构成，测头固定座另一端夹住前后方向调整座一端且能通过测头固定座转轴与前后方向调整座的一端转动连接，测头固定座转轴另一端用螺母锁紧；所述的前后移动微调机构由前后调节螺栓、前后调节螺栓支撑轴、左右方向调整座、前后转轴和前后方向调整座构成，前后方向调整座另一端与左右方向调整座固定于设于左右方向调整座中部位置的夹耳尽部侧面设有的前后转轴处且前后方向调整座能绕前后转轴转动，前后转轴另一端用螺母锁紧；左右方向调整座另一端头的夹耳端部上设有用于插前后调节螺栓支撑轴的前后调节螺栓支撑轴插入孔，在前后方向调整座的中部的向外 延伸端与左右方向调整座另一端头的夹耳端部相对应的侧面上设有前后调节螺栓支撑轴移动槽，前后调节螺栓支撑轴插入左右方向调整座的前后调节螺栓支撑轴插入孔和所夹的前后方向调整座的中部向外延伸端的前后调节螺栓支撑轴移动槽后通过螺母固定，在位于前后调节螺栓支撑轴移动槽两侧的前后方向调整座的中部的向外延伸端上设有前后调节螺栓旋入孔，前后调节螺栓分别旋进前后方向调整座的中部的向外延伸端上两侧所设有的前后调节螺栓旋入孔进入前后调节螺栓支撑轴移动槽中并能顶住前后调节螺栓支撑轴；

(1)所述的底盘(1)上加工有立柱底座定位槽(7)、Y轴直线导轨支架固定槽(8)、Y轴丝杆后轴承座定位槽(9)；工作台(2)上设有执行Y轴方向运动功能的Y轴方向运动机构；

(2)立柱总成由立柱底座(11)、立柱(12)、X轴直线导轨固定架(13)构成，每根立柱(12)的一端插入在立柱底座(11)的上端圆孔中，立柱底座(11)以过渡配合偏紧的方式装配固定在底盘(1)上的立柱底座定位槽(7)中；X轴直线导轨固定架(13)安装在立柱(12)的另一端；而上下两根的X轴直线导轨(4)的两端分别插在两侧的X轴直线导轨固定架(13)的上下两个X轴直线导轨固定架固定孔(84)内用螺丝固定；

(3)XYZ三轴方向运动机构：

①所述的Y轴方向运动机构设在工作台的背面上，在工作台(2)背面的合适部位加工出Y轴滚珠衬套定位槽(16)，栽入Y轴滚珠衬套(17)并锁上紧固螺丝；Y轴直线导轨(14)头尾各紧配一个Y轴直线导轨前固定架(18)和Y轴直线导轨后固定架(19)，Y轴直线导轨前固定架(18)和Y轴直线导轨后固定架(19)通过螺丝紧固在底盘(1)上；在工作台(2)背面的一端用螺丝固定有Y轴传动螺母固定座(25)，在Y轴传动螺母固定座(25)内紧配合一个Y轴传动螺母(27)，在Y轴传动螺母中穿过一支Y轴传动丝杆(28)，Y轴传动丝杆(28)一端紧配于固定在Y轴直线导轨前固定架(18)的Y轴传动丝杆前轴承(29)中，另一端紧配在固定于Y轴丝杆后轴承座(30)上的Y轴传动丝杆后轴承(31)里；Y轴传动丝杆后轴承座(30)固定在底盘(1)上；Y轴步进、伺服电机(32)通过Y轴电机固定架(33)紧锁在底盘(1)背后边缘，电机输出轴与Y轴传动丝杆(28)连接；在底盘(1)上合适位置用螺丝固定了一根严格与Y轴直线导轨(14)平行的Y轴光栅(37)，Y轴光栅读数头部位固定了一个Y轴光栅支架(38)，该支架与工作台(2)边缘固定；

②X轴方向运动机构，两根平行排列X轴直线导轨(4)头尾固定在分别设于相隔适宜间距的两立柱(12)上端的X轴直线导轨固定架(13)上，横梁滑块(3)能移动套在上下两根X轴直线导轨(4)；在横梁滑块(3)的内部空穴中固定有X轴传动螺母固定座(40)，在X轴传动螺母固定座(40)内紧配有X轴传动螺母(41)，X轴传动丝杆(42)的头尾两端分别紧配在固定于两个X轴直线导轨固定架(13)上的X轴丝杆轴承(43)内，X轴传动丝杆(42)配合且穿过X轴传动螺母(41)工作；X轴步进/伺服电机(44)通过X轴电机固定架(45)紧锁在其中一个X轴直线导轨固定架(13)上，电机输出轴和X轴传动丝杆(42)传动连接；X轴光栅(47)固定在X轴光栅支架(48)，X轴光栅支架(48)用螺丝锁定在X轴直线导轨固定架(13)；X轴光栅的读数头(49)固定在X轴光栅读数头支架(50)，将固定在读数头(49)上的X轴光栅读数头支架(50)锁在横梁滑块(3)的背面适当位置；

③Z轴方向运动机构，所述的Z轴方向运动机构整套安装在横梁滑块(3)正面上；两根Z轴直线导轨(53)头尾通过Z轴直线导轨上下固定架平行固定住，两根Z轴直线导 轨(53)各穿过Z轴滚珠衬套(56)，将滚珠衬套(56)分上下固定在横梁滑块(3)正面的上下边缘处；在Z轴直线导轨下固定架(54)内部通孔的下半部分，通过测头架转轴上下轴承和测头架转轴固定螺母(59)紧配安装了一测头架固定转轴(5)，在测头架固定转轴(5)的下末端固定旋转自定心测头架(77)；在Z轴直线导轨上固定架(54)和Z轴直线导轨下固定架(55)的通孔上部，通过Z轴丝杆上下轴承紧配了一根Z轴丝杆(62)；在横梁滑块(3)上垂直安装了Z轴丝杆上下托架；外面套着从动链轮、皮带轮的Z轴传动螺母(65)利用固定在上面的头尾两个轴承垂直紧配在Z轴丝杆上下托架中间，Z轴丝杆(62)配合在Z轴传动螺母(65)内的螺牙上工作；在横梁滑块(3)上通过Z轴电机支架(67)固定了一只Z轴步进/伺服电机(68)，在Z轴步进/伺服电机传递动力给安装在横梁滑块(3)上的Z轴传动螺母(65)转动；Z轴光栅(72)头尾通过Z轴光栅支架(73)固定在Z轴直线导轨上下固定架上，使Z轴光栅与Z轴直线导轨(53)平行；Z轴光栅的读数头(78)通过Z轴光栅读数头支架(74)固定在横梁滑块(3)上。