[发明专利]三坐标测量机主轴气动安全保护装置

说明书

技术领域

本发明属于数控精密测量设备领域，涉及一种三坐标测量机的安全保护装置，尤其是对主轴及测头的安全保护。

背景技术

主轴是测量机中最易于出现严重损坏的部分。主轴一般沿铅垂方向运动。一般情况下，测头都装在主轴下端，若主轴失去平衡或速度过快都容易使测头受到损坏。为保护测头及主轴的安全，三坐标测量机对主轴状态实时监测，一旦测量机处于非正常状态，立即发出紧急制动信号，使主轴锁定。目前，坐标测量机中公知的主轴安全保障系统主要有主轴动平衡机构、机械运动保护和紧急制动等。

三坐标测量机有一个平衡机构，通过气缸或配重使主轴处于动平衡状态。当使用平衡气缸时，主轴与活塞之间用机械连接，当主轴运动时，活塞也随着上下运动，压缩空气经减压阀被压入气缸或从气缸中释放。在气缸上部装有一个盘形闸瓦，如果供给气缸的压力正常，闸瓦打开；若压力低于设定的阀值，闸瓦立即锁紧，将活塞杆抱紧，防止主轴自行下落，以此来保证主轴的安全。但此种装置的条件是必须保证活塞杆的直径足够大，这样锁紧才可靠，而且锁紧活塞杆时，由于是滑动摩擦，主轴势必会有一段距离的滑行(滑行距离与活塞杆和缩紧机构的材料以及缩紧力有关，滑行距离的量化不好控制)，这对保障主轴的绝对安全显然存在一定缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效控制主轴的滑行距离，在出现主轴失去平衡或速度过快等非正常状态，立即使主轴锁定的三坐标测量机主轴气动安全保护装置。本发明的技术解决方案是，安全保护装置主要由单向孔盘、主、副气缸盖、止退盘、推杆、复位弹簧、膜片等零件组成。气缸的主气缸盖与止退盘用推杆连接在一起，推杆上装有复位弹簧，推杆和复位弹簧用弹簧座固定在止退盘上，推杆的一端穿过止退盘上的孔插入单向孔盘的孔中；单向孔盘用螺钉固定在钢丝轮盘上；与气缸连为一体的止退盘通过键与钢丝轮盘的转动轴上。

止退盘的圆周上均匀开有三个槽口，每个槽口中设置两个圆孔，两圆孔间的径向夹角为30°；单向孔盘的圆周上间隔分布六个长孔和六个圆孔，依照止退盘槽口的径向夹角，设定任意相邻两圆孔间的径向夹角为θ1，此径向夹角与其两侧两个相邻的两圆孔的径向夹角之差为±1°～5°。止退盘槽口的径向夹角为55°～60°。单向孔盘圆周上任意一个两圆孔的夹角为θ1，其中，θ1＝θ3＝θ5，θ2＝θ4，θ6为余角。单向孔盘的圆周上分布的六个长圆孔和六个圆孔可以改为六个螺旋齿，其螺旋齿的螺旋齿的角度为30°，六个螺旋齿均匀分布。

本发明采用单向孔盘与止退盘的结构设计，此种结构一方面简化了加工工艺，另一方面当测量机发生故障时，其动作快速、可靠，不仅能够明显减小主轴的滑移距离，而且使滑移距离得到量化，进一步确保了主轴及测头的安全。

附图说明

图1是本发明的系统框图

图2是本发明纵向剖面构造示意图；

图3是本发明单向孔盘的立体示意图；

图4是图3的正面投影图；

图5是本发明止退盘的正面投影图；

图6是本发明单向孔盘另一结构形式的立体示意图；

图7是图6的侧视图；

图8是本发明中使用图6单向孔盘的纵向剖面构造示意图。

具体实施方式

安全保护装置主要由单向孔盘1、主气缸盖4、副气缸盖10、止退盘5、推杆8、复位弹簧6、膜片9等零件组成。气缸的主气缸盖4与止退盘5用推杆8连接在一起，推杆8上装有复位弹簧6，推杆8和复位弹簧6用弹簧座7固定在止退盘5上，推杆8的一端穿过止退盘5上的孔插入单向孔盘1的孔中；单向孔盘1用螺钉17固定在钢丝轮盘18上；与气缸连为一体的止退盘5通过键16固定在钢丝轮盘18的转动轴19上。

止退盘5的圆周上均匀开有三个槽口20、21、22，每个槽口中设置两个圆孔，两圆孔间的径向夹角为30°；单向孔盘1的圆周上间隔分布六个长孔和六个圆孔，依照止退盘5槽口20或21或22的径向夹角，设定任意相邻两圆孔间的径向夹角θ1，此径向夹角与其两侧两个相邻的两圆孔的径向夹角之差为±1°～5°。止退盘槽口20或21或22的径向夹角为55°～60°。单向孔盘1圆周上任意一个两圆孔的夹角为θ1，其中，θ1＝θ3＝θ5，θ2＝θ4，θ6为余角。单向孔盘1的圆周上分布的六个长圆孔和六个圆孔可以改为六个螺旋齿23，其螺旋齿23的螺旋齿的角度为30°，六个螺旋齿均匀分布。