CN111409023B - 一种便捷角度调整的三激光位移传感器夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便捷角度调整的三激光位移传感器夹具，包括正三棱柱定位件、L型固定件、角度调整机构、夹具法兰盘。所述角度调整机构设置在L型固定件上，由角度调整螺杆、弧形角度调节滑槽、角度定位槽、弹簧、套筒及刻度线等组成。正三棱柱定位件可通过螺栓连接将三个L型固定件周向装配，并可通过螺栓连接装配好夹具法兰盘以便与机器人末端进行配合。本夹具可使三个激光位移传感器在刀具的周向均匀布置，不同的测量角度需求下可以便捷调整传感器角度，免去角度调整过程中需要拆装传感器的繁琐过程。

Description

一种便捷角度调整的三激光位移传感器夹具

技术领域

本发明涉及夹具，特别涉及一种三激光位移传感器夹具。

背景技术

对于大量空间尺寸大、面形复杂的工件，对其进行表面加工时，往往需要对其进行表面法向测量，当前较为普遍应用的是基于非接触式激光位移传感器的测量方法，针对不同应用情况应选择不同角度的激光位移传感器装夹测量方法。例如工件表面的钻孔工序，在对不同孔径的制孔需求或不同曲率的工件表面下，所需测量的制孔点周边测量点范围不同，需要选择不同角度的激光位移传感器测量工件表面法线向量使其更加准确，在普通夹具上，应对不同制孔需求时往往需要对传感器甚至夹具进行拆卸调整，繁琐的拆卸步骤费时费力，影响加工周期，更重要的是频繁地拆装夹具及传感器不仅会对夹具造成磨损还会使传感器精度下降甚至损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可以便捷角度调整的三激光位移传感器夹具。

本发明的便捷角度调整的三激光位移传感器夹具，包括正三棱柱定位件，在所述的正三棱柱定位件的中间开有一个通孔，所述的通孔用于穿过加工刀具使加工刀具从通孔伸出；所述的通孔以所述的正三棱柱定位件的上下底面的中心连线为中心轴线，在所述的正三棱柱定位件的三个矩形侧壁上分别开有三个装配螺纹盲孔，每一个矩形侧壁上的三个装配螺纹盲孔的中心的连线构成等边三角形，所述的等边三角形的中心位于矩形侧壁两对角线中心，三个矩形侧壁上的装配螺纹盲孔相对于各自的矩形侧壁的位置和大小相同；

在每一个矩形侧壁上分别连接有一个L型固定件，在每一个L型固定件的第一直角板上开有与矩形侧壁上的三个装配螺纹盲孔的位置一一对应设置的安装通孔并且所述的装配螺纹盲孔和安装通孔通过穿过两者的装配内六角螺栓固定相连；

在每一个L型固定件的第二直角板的一侧开有弧形角度调节滑槽，在所述的弧形角度调节滑槽的两个弧形侧壁处且背离装配螺纹盲孔一侧的第二直角板的后壁上分别连续开有多个弧形角度调节定位槽，每一个弧形角度调节定位槽的中心轴位于弧形角度调节滑槽的中心弧线上，且弧形角度调节定位槽的深度为第二直角板厚度的一半，位于所述的弧形角度调节滑槽两侧的弧形角度调节定位槽关于弧形角度调节滑槽的中心弧线对称设置；在每一个L型固定件的第二直角板的另一侧开有一个传感器定位孔，一个激光位移传感器通过沿平行于第一直角板的方向穿过激光位移传感器与传感器定位孔的传感器定位螺杆以及拧紧在穿过第二直角板的传感器定位螺杆端部上的螺母固定在第二直角板上，三个激光位移传感器所发出的三个激光射线可以汇聚于一点；

角度调整机构包括一根角度调整螺杆，所述的角度调整螺杆穿过激光位移传感器以及弧形角度调节滑槽，在所述的角度调整螺杆与弧形角度调节定位槽接触一侧的杆段上套有一根弹簧，在设置有弹簧一侧的角度调整螺杆的端部螺纹连接有防松螺母，在所述的弹簧外套有一个套筒，在所述的套筒外壁上开有螺纹，所述的弹簧的一端与套筒内壁固定相连并且靠近防松螺母的另一端为活动端，所述的角度调整螺杆能够沿弧形角度调节滑槽移动并通过弧形角度调节定位槽卡住套筒固定在设定位置的弧形角度调节定位槽处；

在所述的第二直角板后壁上设置有刻度线，所述的刻度线为以所述的传感器定位孔在第二直角板外壁上的中心点与各个角度调节定位槽在第二直角板外壁上的中心点的各个连线作为刻度线；

在正三棱柱定位件与夹具法兰盘接触的顶面上开有三个顶面装配螺纹盲孔，所述的三个顶面装配螺纹盲孔中心组成一个顶面正三角形，所述的顶面正三角形中心位于通孔的轴线上。

本方法的有益效果是：通过使三个激光位移传感器在刀具的周向均匀布置，且在本发明的夹具上所安装的激光位移传感器测量范围不会发生干涉，在不同的测量角度需求下可以便捷调整角度，免去角度调整过程中需要拆装传感器的繁琐过程。

附图说明

图1为本发明的便捷角度调整的三激光位移传感器夹具的总装示意图；

图2-1是图1中所示的夹具中的L型固定件的弧形角度调节滑槽及弧形角度调节定位槽示意图；

图2-2是图1中所示的夹具中的L型固定件的安装通孔及传感器定位孔示意图；

图2-3是图1中所示的夹具中的L型固定件的刻度线示意图；

图3为图1所示的夹具中的角度调整机构示意图；

图4为本发明的三激光位移传感器夹具的装配示意图。

具体实施方式

以下参照附图并通过具体实施例对本发明作进一步的说明：

如附图所示，本发明的一种便捷角度调整的三激光位移传感器夹具，包括正三棱柱定位件7，在所述的正三棱柱定位件7的中间开有一个通孔8，所述的通孔8用于穿过加工刀具使加工刀具从通孔8伸出。所述的通孔8以所述的正三棱柱定位件7的上下底面的中心连线为中心轴线，在所述的正三棱柱定位件7的三个矩形侧壁上分别开有三个装配螺纹盲孔18，每一个矩形侧壁上的三个装配螺纹盲孔18的中心的连线构成等边三角形，所述的等边三角形的中心位于矩形侧壁两对角线中心。三个矩形侧壁上的装配螺纹盲孔18相对于各自的矩形侧壁的位置和大小相同。盲孔呈正三角布置用于限制L型固定件3自由度，使其L型固定件3与正三棱柱定位件7装配更加牢固。

在每一个矩形侧壁上分别连接有一个L型固定件3，在每一个L型固定件3的第一直角板上开有与矩形侧壁上的三个装配螺纹盲孔18的位置一一对应设置的安装通孔12并且所述的装配螺纹盲孔18和安装通孔12通过穿过两者的装配内六角螺栓17固定相连。

在每一个L型固定件3的第二直角板的一侧开有弧形角度调节滑槽10，在所述的弧形角度调节滑槽10的两个弧形侧壁处且背离装配螺纹盲孔18一侧的第二直角板的后壁上分别连续开有多个弧形角度调节定位槽11，每一个弧形角度调节定位槽11的中心轴位于弧形角度调节滑槽10的中心弧线上，且弧形角度调节定位槽11的深度为第二直角板厚度的一半，位于所述的弧形角度调节滑槽10两侧的弧形角度调节定位槽11关于弧形角度调节滑槽10的中心弧线对称设置。在每一个L型固定件3的第二直角板的另一侧开有一个传感器定位孔13，一个激光位移传感器1通过沿平行于第一直角板的方向穿过激光位移传感器与传感器定位孔13的传感器定位螺杆15以及拧紧在穿过第二直角板的传感器定位螺杆15端部上的螺母固定在第二直角板上。传感器定位螺杆主要用于定位传感器的位置以及作为角度调整的转轴使用。

角度调整机构2包括一根角度调整螺杆16，所述的角度调整螺杆16穿过激光位移传感器1以及弧形角度调节滑槽10，在所述的角度调整螺杆16与弧形角度调节定位槽接触一侧的杆段上套有一根弹簧5，在设置有弹簧一侧的角度调整螺杆16的端部螺纹连接有防松螺母6，在所述的弹簧5外套有一个套筒4，在所述的套筒4外壁上开有螺纹，起防滑作用，所述的弹簧5的一端与套筒4内壁固定相连并且靠近防松螺母6的另一端为活动端，可由防松螺母6经手动旋转在螺杆上移动对弹簧5挤压增加弹力。所述的角度调整螺杆16能够沿弧形角度调节滑槽10移动并通过弧形角度调节定位槽11卡住套筒4固定在设定位置的弧形角度调节定位槽处，用于传感器角度调整。

套筒可以在手动或在弹簧压力下在螺杆上移动。当需要调整角度时，手动滑动套筒使角度调整螺杆16可以在L型固定件3的角度调节滑槽10上移动，达到所需角度时松开套筒，在弹簧5的压力下会自动锁紧传感器完成角度调整。

在所述的第二直角板后壁上设置有刻度线14，以方便操作人员读取定位槽的角度便于调整。所述的刻度线14为以所述的传感器定位孔13在第二直角板外壁上的中心点与各个角度调节定位槽11在第二直角板外壁上的中心点的各个连线作为刻度线14。

本装置可以使激光位移传感器均匀周向布置在刀具上，且可以同时装夹三个激光位移传感器。当三个传感器方向设置成相同角度且不为0°时，所发出的三个激光射线9可以汇聚于一点。均设置成0°可使三个激光射线互相平行。

本装置中的正三棱柱定位件7位于夹具中心，起到定位夹具作用，在正三棱柱定位件7与夹具法兰盘19接触的顶面上开有三个顶面装配螺纹盲孔23，所述的三个顶面装配螺纹盲孔中心组成一个顶面正三角形，所述的顶面正三角形中心位于通孔8的轴线上。利用内六角螺栓21穿过夹具法兰盘19上的三个法兰装配通孔22以及正三棱柱定位件7上的顶面装配螺纹盲孔23将法兰盘19与正三棱柱定位件7紧固，可将正三棱柱定位件7固定在夹具法兰盘上，利用紧固螺栓穿过夹具法兰盘19上的法兰装配通孔20可以将夹具及传感器安装在机器人末端或执行器的法兰上，三个L型固定件3分别与正三棱柱的三个矩形侧壁进行配合。使其周向呈120度均匀布置在刀具周围。每一个L型固定件3上的一个角度调整机构2用于便捷调整激光位移传感器1角度。

本装置的安装使用方法如下：

将组装好的夹具和激光位移传感器，利用紧固螺栓穿过夹具法兰盘19上的法兰装配通孔20可以将夹具及传感器安装在机器人末端或执行器的法兰上使其紧固，刀具从通孔8伸出，刀具轴线与通孔轴线8重合，即刀具轴线在通孔轴线上。此时激光位移传感器在刀具周向均匀呈120度布置，可以将激光射线9投射在工件上对工件表面进行非接触式测量。再根据实际需求情况和传感器实际测量范围参数选择传感器的布置角度，进行角度调整时无需重新拆装传感器，仅需用手指夹住套筒4向防松螺母方向拉动一定距离即可使角度调整螺杆16带动激光位移传感器1在角度调节滑槽10上滑动调整角度。可以按照L型固定件的背面刻度线14来选择合适的角度，在本发明中，以5度为一个单位角度倍数递增，可以调节从0度到45度中的10个角度。滑动到所需角度后，松开手指，在弹簧5的压力下套筒4会进入到角度调节定位槽11中固定。若弹力不足以固定，可再次拧动防松螺母。增大弹簧压力来夹紧激光位移传感器，使其牢固。

Claims (1)

1.一种便捷角度调整的三激光位移传感器夹具，其特征在于：包括正三棱柱定位件(7)，在所述的正三棱柱定位件的中间开有一个通孔(8)，所述的通孔用于穿过加工刀具使加工刀具从通孔伸出；所述的通孔以所述的正三棱柱定位件的上下底面的中心连线为中心轴线，在所述的正三棱柱定位件的三个矩形侧壁上分别开有三个装配螺纹盲孔(18)，每一个矩形侧壁上的三个装配螺纹盲孔的中心的连线构成等边三角形，所述的等边三角形的中心位于矩形侧壁两对角线中心，三个矩形侧壁上的装配螺纹盲孔相对于各自的矩形侧壁的位置和大小相同；

在每一个矩形侧壁上分别连接有一个L型固定件(3)，在每一个L型固定件的第一直角板上开有与矩形侧壁上的三个装配螺纹盲孔(18)的位置一一对应设置的安装通孔(12)并且所述的装配螺纹盲孔和安装通孔通过穿过两者的装配内六角螺栓(17)固定相连；

在每一个L型固定件(3)的第二直角板的一侧开有弧形角度调节滑槽(10)，在所述的弧形角度调节滑槽的两个弧形侧壁处且背离装配螺纹盲孔一侧的第二直角板的后壁上分别连续开有多个弧形角度调节定位槽(11)，每一个弧形角度调节定位槽的中心轴位于弧形角度调节滑槽的中心弧线上，且弧形角度调节定位槽的深度为第二直角板厚度的一半，位于所述的弧形角度调节滑槽两侧的弧形角度调节定位槽关于弧形角度调节滑槽的中心弧线对称设置；在每一个L型固定件(3)的第二直角板的另一侧开有一个传感器定位孔(13)，一个激光位移传感器(1)通过沿平行于第一直角板的方向穿过激光位移传感器与传感器定位孔的传感器定位螺杆(15)以及拧紧在穿过第二直角板的传感器定位螺杆(15)端部上的螺母固定在第二直角板上，三个激光位移传感器所发出的三个激光射线可以汇聚于一点；

角度调整机构(2)包括一根角度调整螺杆(16)，所述的角度调整螺杆穿过激光位移传感器(1)以及弧形角度调节滑槽，在所述的角度调整螺杆与弧形角度调节定位槽接触一侧的杆段上套有一根弹簧(5)，在设置有弹簧一侧的角度调整螺杆的端部螺纹连接有防松螺母(6)，在所述的弹簧外套有一个套筒(4)，在所述的套筒外壁上开有螺纹，所述的弹簧(5)的一端与套筒内壁固定相连并且靠近防松螺母的另一端为活动端，所述的角度调整螺杆能够沿弧形角度调节滑槽(10)移动并通过弧形角度调节定位槽(11)卡住套筒(4)固定在设定位置的弧形角度调节定位槽处；

在所述的第二直角板后壁上设置有刻度线(14)，所述的刻度线为以所述的传感器定位孔(13)在第二直角板外壁上的中心点与各个角度调节定位槽(11)在第二直角板外壁上的中心点的各个连线作为刻度线；

在正三棱柱定位件(7)与夹具法兰盘(19)接触的顶面上开有三个顶面装配螺纹盲孔(23)，所述的三个顶面装配螺纹盲孔中心组成一个顶面正三角形，所述的顶面正三角形中心位于通孔(8)的轴线上。

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