专利名称：测长仪方形测量轴的六点定位直线运动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及长度计量仪器的机构，特别是一种测长仪方形测量轴 的六点定位直线运动机构。
技术背景测长仪是国家标准JB/T10574-2006《光学长度计量仪器基本参数》中 规定的标准光学计量仪器，根据其测量轴线呈水平或垂直，划分为卧式测长仪和立式测长 仪两种形式。测量轴和精密滚动轴承组是这两种测长仪实现测量直线运动的精密部件，二 者构成了测量轴直线运动机构，传统测长仪的测量轴为圆柱形。当代测长仪已实现数显化， 为了测量轴内部容纳光栅测量系统的需要，测量轴的横截面被设计成中空的矩形。测量轴 的直线运动精度，直接影响着测长仪的测量准确度；而直线运动的精度除取决于轴承组和 测量轴的制造质量外，还与轴承组中的各轴承位置布局设计紧密相关。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种测长仪方形测量轴的六点定位直线运 动机构，它是一种应用于测长仪的、结构优良的测量轴精密直线运动机构。 本实用新型的构成由方形测量轴、起测量轴线空间定位和测量轴运动导向作用 的轴承组和起封闭作用带弹簧的压紧轴承组组成，通过触测端6的方形测量轴2的中心线 的测量轴线，测量轴的横截面为矩形，其运动方向垂直于该矩形截面，与矩形截面垂直的四 个面是方形测量轴运动的导向面，其中，底面由底面定位轴承组3定位；后侧面由后侧面定 位轴承组8定位，这样就确定了方形测量轴线的空间位置；而前侧面上带压力弹簧1的前压 紧轴承组4和顶面上带压力弹簧7的上压紧轴承组9，对方形测量轴的空间定位施加封闭 力，但又不影响测量轴沿轴线方向的灵活运动。 与矩形截面垂直的方形测量轴底面由四个轴承组成的底面定位轴承组定位；与矩 形截面垂直的方形测量轴后侧面由两个轴承组成的后侧面定位轴承组定位；方形测量轴前 侧面上有三个带压力弹簧的轴承组成的前压紧轴承组、方形测量轴顶面由两个带压力弹簧 的轴承组成的上压紧轴承组，对方形测量轴施加封闭力。 与现有传统技术比较，本实用新型测量轴的横截面为矩形，测量轴内部局部掏空， 可以容纳光栅尺及其拾取光栅信号的读数头。由于掏空保留了矩形截面的四个角，因此对 方形测量轴的刚度不会产生明显的削弱，精密平面磨床可以保证方形测量轴四个导向面具 有极高的加工精度，从而使方形测量轴装配到测长仪上，能达到极高的运动精度。 由于轴承组中的每一个轴承的设计位置和定位功能分工明确，分布范围在最大允 许条件下尽量铺开，并且设置轴承个数精准，对测量轴无多余约束，因此该机构设计优良， 能保证在测量时，测量轴线空间定位稳定可靠，测量轴运动灵敏、无间隙、运动几何精度高。

图l是本实用新型结构示意图，图2是坐标图。 图中1.压力弹簧，2.方形测量轴，3.底面定位轴承组，4.前压紧轴承组，5.外壳， 6.触测端，7.压力弹簧，8.后侧面定位轴承组，9.上压紧轴承组。
具体实施方式
如图1、图2所示，测长仪的测量轴2是一个矩形截面的方形测量 轴，其运动方向垂直于该矩形截面。根据方形测量轴的测量范围设计测量轴的长、宽、高和 底面定位轴承组3，后侧面定位轴承组8的跨距；根据光栅尺及读数头的外形尺寸设计方形[0011] 方形测量轴的底面由底面定位轴承组3定位，测量轴顶面上的上压紧轴承组9，在 压力弹簧7的弹性力的作用下，使测量轴的底面与底面定位轴承组3紧密接触。其功能是 约束方形测量轴沿Z坐标运动和绕X、Y坐标转动的自由度。底面定位轴承组3由四个矩形 分布的轴承组成，它们与方形测量轴的接触点必须被校正在同一平面内。 方形测量轴的后侧面由二个轴承组成的后侧面定位轴承组8定位，方形测量轴前 侧面上的前压紧轴承组4，在压力弹簧1的弹性力的作用下，使方形测量轴的后侧面与后侧 面定位轴承组8紧密接触，其功能是约束方形测量轴沿Y坐标运动和绕Z坐标转动的自由 度。 方形测量轴空间运动的六个自由度中，已有五个被约束，剩下沿X坐标运动的自 由度用于实现测量直线运动。如果底面定位轴承组3和后侧面定位轴承组8的六个精密滚 动轴承无径向跳动、方形测量轴运动导向面的平面度误差为零，方形测量轴在理论上作纯 直线运动。 方形测量轴2的中段和所有的轴承及弹簧被包容在外壳5内，只有方形测量轴的 两端部分和触测端6悬伸在外壳之外。
权利要求一种测长仪方形测量轴的六点定位直线运动机构，由方形测量轴、起测量轴线空间定位和测量轴运动导向作用的轴承组和起封闭作用带弹簧的压紧轴承组组成，其特征在于通过触测端(6)的方形测量轴(2)的中心线为测量轴线，方形测量轴的横截面为矩形，其运动方向垂直于该矩形截面，与矩形截面垂直的四个面是方形测量轴运动的导向面，其中，底面由底面定位轴承组(3)定位；后侧面由后侧面定位轴承组(8)定位，这样就确定了方形测量轴线的空间位置；而前侧面上带压力弹簧(1)的前压紧轴承组(4)和顶面上带压力弹簧(7)的上压紧轴承组(9)，对方形测量轴(2)的空间定位施加封闭力，方形测量轴(2)内部局部被掏空，容纳光栅尺和读数头。
2. 根据权利要求1所述的测长仪方形测量轴的六点定位直线运动机构，其特征在于 与矩形截面垂直的方形测量轴底面由四个轴承组成的底面定位轴承组(3)定位；与矩形截 面垂直的方形测量轴后侧面由两个轴承组成的后侧面定位轴承组(8)定位；方形测量轴前 侧面上有三个带压力弹簧(1)的轴承组成的前压紧轴承组(4)、方形测量轴顶面由两个带压力弹簧(7)的轴承组成的上压紧轴承组(9)，对方形测量轴施加封闭力。
专利摘要本实用新型公开了一种测长仪方形测量轴的六点定位直线运动机构，属于测长仪的方形测量轴，该机构方形测量轴(2)的横截面为矩形，其运动方向垂直于该矩形截面，与矩形截面垂直的方形测量轴底面由四个轴承组成的底面定位轴承组(3)定位；与矩形截面垂直的测量轴后侧面由两个后侧面定位轴承组(8)定位；测量轴前侧面上由三个带压力弹簧(1)的前压紧轴承组(4)、测量轴顶面由两个带压力弹簧(7)的上压紧轴承组(9)，对方形测量轴施加封闭力，方形测量轴内部局部被掏空，容纳光栅尺和读数头，本实用新型结构设计优良、紧凑、刚性好、运动灵活、无间隙，因此运动精度高，特别适用于高精度测长仪。
文档编号G01B11/02GK201463841SQ20092012535
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者胡清 申请人:贵阳新天光电科技有限公司