測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對位于工件中的旋轉(zhuǎn)對稱的空腔進(jìn)行測量的測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，這種測量裝置在尺寸測量制造技術(shù)的框架下特別是用于對機(jī)動車輛的內(nèi)燃機(jī)上的缸孔進(jìn)行測量。已知測量裝置具有用于支撐在工件上的基體以及具有測量頭，測量頭具有用于對空腔的內(nèi)壁進(jìn)行掃描的至少一個傳感器。已知測量裝置還具有與基體連接的軸，其中，測量頭能夠相對于基體沿著所述軸的軸向方向移動并且能夠圍繞由所述軸限定的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。在已知測量裝置中，所述軸用作導(dǎo)向軸，測量頭沿著該導(dǎo)向軸軸向方向移動，以能夠沿著缸孔的軸向方向接近內(nèi)壁的不同軸向位置，并且測量頭圍繞該導(dǎo)向軸旋轉(zhuǎn)，以沿著缸孔的周向方向?qū)Ω卓椎膬?nèi)壁進(jìn)行掃描。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于對位于工件中的旋轉(zhuǎn)對稱的空腔進(jìn)行測量的測量裝置，該測量裝置的應(yīng)用范圍將擴(kuò)大。
[0004]本發(fā)明基于這樣的構(gòu)思，即通過將測量裝置設(shè)計成使得它也可以被應(yīng)用在具有相對較小的直徑的空腔，特別是缸孔中，來擴(kuò)大測量裝置的應(yīng)用范圍。
[0005]以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明擺脫將測量頭設(shè)置在所述軸上的構(gòu)思。而是，所述軸被設(shè)計成空心軸并且容納有能夠借助于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動軸，所述測量頭不可相對轉(zhuǎn)動地與所述驅(qū)動軸的遠(yuǎn)端連接。由于本發(fā)明測量頭的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動通過容納在所述軸中的驅(qū)動軸產(chǎn)生并且測量頭不再是設(shè)置在所述軸的徑向外部上，因此以這種方式使所述裝置的遠(yuǎn)端，即具有測量頭的端部的徑向結(jié)構(gòu)空間變小。以這種方式，測量裝置便可以應(yīng)用在直徑相對較小的空腔，特別是缸孔中。根據(jù)相應(yīng)要求，所述軸也可以被實施成具有相對較小的直徑。
[0006]這種設(shè)置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動可以從驅(qū)動軸的近端，也就是遠(yuǎn)離測量頭的端部實現(xiàn)，從而使電導(dǎo)線的敷設(shè)得到明顯簡化。
[0007]為了實現(xiàn)測量頭的軸向定位，本發(fā)明還設(shè)定，所述軸能夠借助于滑動軸承裝置沿它的軸向方向可移動地設(shè)置在基體上，其中，為了使所述軸相對于基體移動而設(shè)有軸向驅(qū)動裝置。
[0008]也就是說，根據(jù)本發(fā)明，測量頭的軸向定位是通過所述軸相對于基體的移動來實現(xiàn)，其中，沿著工件空腔的周向方向?qū)涨坏膬?nèi)壁進(jìn)行掃描是通過測量頭借助于驅(qū)動軸相對于所述軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，省去了在已知測量裝置中測量頭與所述軸之間所需要達(dá)到的成本高昂的無間隙配合。此外，根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的使用壽命延長了，因為相對于已知測量裝置而言一一即測量頭沿軸向方向和沿周向方向的定位都是通過測量頭在所述軸上的運(yùn)動來實現(xiàn)，磨損減少了。
[0010]因此，本發(fā)明提供一種測量裝置，該測量裝置不僅具有高的測量精度，而且還是穩(wěn)固的且結(jié)構(gòu)相對簡單的以及使用壽命更長的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述軸或者測量裝置的遠(yuǎn)端是指所述軸或者測量裝置的具有測量頭的端部，而近端是指所述軸或者所述測量裝置的遠(yuǎn)離測量頭的端部。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)對稱的空腔是指一種空腔，該空腔的宏觀形狀是旋轉(zhuǎn)對稱的，而它的微觀形狀可能不具有旋轉(zhuǎn)對稱性。根據(jù)本發(fā)明的測量裝置特別是可以用于確定宏觀和/或微觀形狀與嚴(yán)格旋轉(zhuǎn)對稱性的偏差。
[0013]本發(fā)明的一種極其特別的有利改進(jìn)方案設(shè)定，所述軸支承在基體上所借助的滑動軸承裝置具有至少一個滑動軸承，該滑動軸承具有一個設(shè)置在所述軸上、具有徑向開口且?guī)в袌A錐形外表面的內(nèi)部件和一個帶有圓錐形內(nèi)表面的外部件，該圓錐形內(nèi)表面與內(nèi)部件的圓錐形外表面互補(bǔ)地形成，其中，設(shè)有用于將內(nèi)部件夾緊抵靠在外部件上的夾緊裝置，使得內(nèi)部件在夾緊裝置的作用下被外部件沿徑向壓緊。以這種方式獲得了所述軸在基體上的徑向無間隙的支承。如果/只要由于所述軸相對于基體的軸向相對運(yùn)動在所述軸上出現(xiàn)磨損，內(nèi)部件在夾緊裝置的作用下被外部件壓緊，從而即使在有磨損的情況下也確保了所述軸在基體上的無間隙支承。在這種實施方式中，滑動軸承裝置被設(shè)計成夾緊鉗狀，但是該夾緊鉗的作用不是以已知方式被用于夾緊，而僅僅是用于使所述軸在殼體上對中。該實施方式的另一優(yōu)點(diǎn)在于，內(nèi)部件用作將異物或者污物從所述軸刮除的刮除器。
[0014]適當(dāng)?shù)?，在前面提到的實施方式中，設(shè)有沿所述軸的軸向方向相互隔開的兩個滑動軸承，如在本發(fā)明的一種有利改進(jìn)方案中所設(shè)定的那樣。
[0015]具有內(nèi)部件和外部件的實施方式的另一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，夾緊裝置具有至少一個彈簧，特別是與所述軸同軸設(shè)置的至少一個波形彈簧墊片。通過該實施方式，夾緊裝置以特別簡單的方式實現(xiàn)。合適的波形彈簧墊片作為相對簡單且成本低廉的標(biāo)準(zhǔn)部件供使用。
[0016]為了通過使所述軸相對于基體移動來實現(xiàn)測量頭的軸向定位，本發(fā)明的一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，所述軸不可移動地設(shè)置在一個滑座上，該滑座能夠借助于軸向驅(qū)動裝置的直線驅(qū)動器相對于基體沿著一根沿所述軸的軸向方向的直線軸移動。
[0017]前面提到的實施方式的一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，直線驅(qū)動器是螺桿傳動裝置。合適的螺桿傳動裝置作為具有高定位精度的相對簡單且成本低廉的標(biāo)準(zhǔn)部件供使用。
[0018]具有螺桿傳動裝置的實施方式的一種改進(jìn)方案設(shè)定，螺桿傳動裝置具有與所述軸向驅(qū)動裝置的電動機(jī)處于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動連接的螺桿，在螺桿上不可相對轉(zhuǎn)動地且沿軸向可運(yùn)動地設(shè)有螺桿螺母，該螺桿螺母不可移動地與滑座連接。以這種方式，實現(xiàn)了一種用于使所述軸相對于基體移動的軸向驅(qū)動裝置并且同時該軸向驅(qū)動裝置具有高的定位精度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，為了使測量頭旋轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動可以按照任意合適的方式來實現(xiàn)，其中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置優(yōu)選具有電動機(jī)。一種結(jié)構(gòu)簡單且同時在對空腔的內(nèi)壁進(jìn)行掃描時具有高定位精度的有利實施方式設(shè)定，驅(qū)動軸通過皮帶傳動與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的電動機(jī)的輸出軸處于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動連接。
[0020]在前面提到的實施方式中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的電動機(jī)有利地設(shè)置在滑座上，如一種改進(jìn)方案所設(shè)定的那樣。也就是說，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的電動機(jī)在該實施方式中隨著滑座一起運(yùn)動。
[0021]本發(fā)明的在控制技術(shù)方面的一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和軸向驅(qū)動裝置具有能夠通過一個控制裝置相互獨(dú)立地操縱的電動機(jī)。以這種方式，測量頭相對于所述軸，也就是沿著待檢查空腔的軸向方向的軸向定位和沿著所述軸的周向方向的定位是彼此分開的，從而在對空腔進(jìn)行測量時能夠觸及空腔內(nèi)壁的任意期望的位置。
[0022]為了將測量過程設(shè)計成全自動，前述實施方式的一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，控制裝置被設(shè)計且被設(shè)置成用于按照測量程序自動地操縱電動機(jī)，使得測量頭在測量期間自動地沿著所述軸的周向方向和/或沿著所述軸的軸向方向接近內(nèi)壁的不同位置。
[0023]按照相應(yīng)要求，根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的測量頭具有一個或者多個傳感器。在這里，該傳感器或者這些傳感器可以按照任意合適的測量原理工作。本發(fā)明的一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，傳感器是觸覺傳感器。但是，根據(jù)本發(fā)明也可以使用非接觸式傳感器，例如按照光學(xué)測量原理工作的傳感器。
[0024]為了將根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的基體設(shè)計成不僅是簡單的而且是能起作用的，就這點(diǎn)而言，一種有利改進(jìn)方案設(shè)定，基體具有管狀部件和殼狀部件，在管狀部件上設(shè)置了滑動軸承裝置，在殼狀部件中容納有軸向驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。
[0025]本發(fā)明還提供一種缸孔測量裝置，它用于測量缸孔并且具有根據(jù)本發(fā)明的測量裝置。
【附圖說明】
[0026]下面借助于附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，在附圖中示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的測量裝置形成缸孔測量裝置的一個實施例。在這里，所有描述的、在附圖中示出的以及在權(quán)利要求中要求的特征單獨(dú)地、以及以任意合適的相互組合方式構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容，這不依賴于它們在權(quán)利要求及其引用關(guān)系中的概括以及不依賴于它們的描述或者在附圖中的圖示。
[0027]圖中:
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的一個實施例的立體剖視圖，
[0029]圖2為與圖1類似的圖示，但以較大的比例示出了圖1所示的測量裝置的遠(yuǎn)端區(qū)域中的細(xì)部，
[0030]圖3為與圖1類似的圖示，但以較大的比例示出了圖1所示的測量裝置的近端區(qū)域中的細(xì)部，
[0031]圖4為一種變化的圖不不出了圖3的細(xì)部，
[0032]圖5為與圖1類似的圖示但以較大的比例示出了圖1所示的測量裝置的滑動軸承裝置的一個滑動軸承區(qū)域的細(xì)部以及
[0033]圖6示出了圖5所示的滑動軸承的組成部分的立體分解圖。
[0034]在各圖中，相同或者相應(yīng)部件用相同的附圖標(biāo)記表示。
【具體實施方式】
[0035]為了說明根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的一個實施例，下面參照圖1至圖6進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的用于對位于工件中的旋轉(zhuǎn)對稱的空腔進(jìn)行測量的測量裝置2的一個實施例，該測量裝置被設(shè)計成缸孔測量裝置并且用于對機(jī)動車輛的內(nèi)燃機(jī)上的缸孔進(jìn)行測量。測量裝置2具有用于支撐在工件上的基體4。在所示實施例中，基體4具有管狀部件6，在該管狀部件上設(shè)置了滑動軸承裝置(在下文中將進(jìn)行說明)，以及具有殼狀部件8，在該殼狀部件中容納有軸向驅(qū)動裝置和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，它們將在下文進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037]該測量裝置2還具有測量頭10，該測量頭具有用于對空腔的內(nèi)壁進(jìn)行掃描的至少一個傳感器。
[0038]該測量裝置2還具有與基體4連接的軸12，其中，測量頭10能夠相對于基體4沿所述軸12的軸向方向移動并且能夠圍繞由所述軸12限定的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，軸12被設(shè)計成空心軸并且容納有能夠借助于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(將在下文進(jìn)行說明)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動軸14，測量頭1與驅(qū)動軸14的遠(yuǎn)端為不可相對轉(zhuǎn)動地連接。
[0040]軸12能夠借助于