本發(fā)明涉及一種正被機(jī)加工的工件的探針的測(cè)量頭。

背景技術(shù)：
已知的是，現(xiàn)在使用一種適當(dāng)?shù)臏y(cè)量裝置來檢查工件的尺寸和公差，尤其是在研磨期間檢查工件的尺寸和公差。這種裝置包括至少一個(gè)探針，所述至少一個(gè)探針接觸工件的表面并且連接到測(cè)量?jī)x器。測(cè)量?jī)x器基于探針的位移測(cè)定尺寸并且將所述尺寸發(fā)信號(hào)給機(jī)床，可能對(duì)機(jī)床進(jìn)行干預(yù)操作或停機(jī)操作。例如，為了測(cè)量圓筒形研磨軸的直徑，測(cè)量裝置設(shè)置有兩個(gè)探針，所述兩個(gè)探針在直徑上對(duì)置的側(cè)面處接觸工件。另外地，為了測(cè)量肩部等的軸向位置等，例如可設(shè)置僅僅一個(gè)探針。每個(gè)探針包括臂和測(cè)量頭，該臂在一個(gè)端部處具有接觸元件，該接觸元件適于感測(cè)將被測(cè)量的工件。測(cè)量頭適于使得探針臂能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，將該臂固定到測(cè)量裝置并且將該臂位移轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)，所述電信號(hào)可由機(jī)床進(jìn)行分析。例如，所述測(cè)量頭包括：固定部分，所述固定部分被緊固到測(cè)量裝置；活動(dòng)部分，所述活動(dòng)部分通過適當(dāng)?shù)你q鏈連接到固定部分并且適于承載探針臂，傳感器，所述傳感器適于測(cè)量活動(dòng)部分相對(duì)于固定部分的位移；以及可能存在的致動(dòng)器，所述致動(dòng)器用于在工件的裝卸期間使得活動(dòng)部分相對(duì)于固定部分移動(dòng)。上面提及的已知現(xiàn)有技術(shù)存在一些嚴(yán)重的缺陷。實(shí)際上，所述測(cè)量頭昂貴且易受到故障的影響。實(shí)際上，由于探針必須具有非常小的公差，甚至測(cè)量頭的各個(gè)元件的僅僅組裝也不得不以非常精確的方式進(jìn)行。以相同的方式，甚至測(cè)量頭部件的很小相互相位移可導(dǎo)致完全錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。所以需要期望進(jìn)行恒定調(diào)整的連續(xù)維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在這種情形下，本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是構(gòu)思出一種用于正被機(jī)加工的工件探針的測(cè)量頭，該測(cè)量頭能夠基本上消除上述缺陷。在該技術(shù)任務(wù)的范圍內(nèi)，本發(fā)明的一個(gè)重要目的是獲得一種用于正被機(jī)加工的工件探針的測(cè)量頭，該測(cè)量頭便宜且很少受到誤操作影響。所提及的技術(shù)任務(wù)和所指出的目的是通過一種根據(jù)本發(fā)明的用于正被機(jī)加工的工件的探針的測(cè)量頭來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明提供了一種用于正被機(jī)加工的工件的探針的測(cè)量頭，所述測(cè)量頭包括：固定部分，所述固定部分被緊固到外部固定支撐件；活動(dòng)部分，所述活動(dòng)部分包括用于探針臂的約束元件；旋轉(zhuǎn)鉸鏈，所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈適于將所述固定部分連接到所述活動(dòng)部分，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)怯蛇m于彈性變形的金屬元件制成的柔性樞轉(zhuǎn)式支承件，所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈包括圓筒形腔和多個(gè)托板，多個(gè)所述托板穿過所述圓筒形腔并限定多個(gè)筒形扇部，所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈與所述固定部分和所述活動(dòng)部分中的至少一個(gè)成一體結(jié)構(gòu)。所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈、固定部分和活動(dòng)部分成一體結(jié)構(gòu)。多個(gè)所述托板的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述托板基本上相互垂直并且基本上完全穿過所述圓筒形腔。兩個(gè)凹槽存在于所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈處，所述兩個(gè)凹槽適于將所述固定部分的靠近圓筒形腔的部分與所述活動(dòng)部分的靠近圓筒形腔的部分隔開，并且適于使得所述固定部分和活動(dòng)部分能夠相互進(jìn)行角位移。本發(fā)明提供了一種用于制造測(cè)量頭的方法，所述方法包括排屑加工步驟和電火花加工步驟，在所述電火花加工步驟中形成至少所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈。所述電火花加工步驟通過電火花線切割加工實(shí)現(xiàn)。所述旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)怯蛇m于彈性變形的金屬元件制成的柔性樞轉(zhuǎn)式支承件，并且所述柔性樞轉(zhuǎn)式支承件包括圓筒形腔和多個(gè)托板，多個(gè)所述托板穿過所述圓筒形腔并且限定了多個(gè)筒形扇部，在所述排屑加工步驟中，至少在所述筒形扇部之一處形成貫通孔，在所述電火花加工步驟中，機(jī)加工所述貫通孔以獲得所述筒形扇部。所述測(cè)量頭包括在所述固定部分和所述活動(dòng)部分之間的腔室，通過所述電火花加工步驟制成所述腔室。附圖說明在下文中，參照所附的附圖，通過對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述來闡明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中：圖1示出了一種根據(jù)本發(fā)明的包括測(cè)量頭的測(cè)量裝置；圖2是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量頭的軸測(cè)視圖；圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量頭的第一部分；以及圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量頭的第二部分。具體實(shí)施方式參照所提到的附圖，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量頭總體由附圖標(biāo)記1標(biāo)識(shí)。它適于在用于正被機(jī)加工的工件3的探針2中使用。探針2主要包括測(cè)量頭1和探針臂4，該探針臂包括接觸元件41，該接觸元件由陶瓷材料或類似材料的銷或球組成，適于探測(cè)正被機(jī)加工的工件3。探針2相應(yīng)地是測(cè)量裝置5的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，該測(cè)量裝置適于用來在進(jìn)行排屑加工操作時(shí)測(cè)量該排屑加工操作的精度。所以，測(cè)量頭1適于布置得靠近排屑機(jī)床，尤其是包括工具6(例如砂輪)的磨床。優(yōu)選地，測(cè)量頭1布置成靠近磨床，以用于測(cè)量工件3的直徑或者用來執(zhí)行諸如肩部軸向測(cè)量的其他測(cè)量。尤其是，就關(guān)注在磨床上正被機(jī)加工的工件3的直徑測(cè)量而言，使用包括兩個(gè)探針2的測(cè)量裝置5以及電連接到探針2(尤其是電連接到測(cè)量頭1)的測(cè)量?jī)x器7。支承裝置1主要包括：固定部分10；活動(dòng)部分11，該活動(dòng)部分緊固到探針臂4；和旋轉(zhuǎn)鉸鏈12，該旋轉(zhuǎn)鉸鏈適于將活動(dòng)部分11緊固到固定部分10。另外，有益的是，旋轉(zhuǎn)鉸鏈12與固定部分10和活動(dòng)部分11中的至少一個(gè)是一體結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)選與這兩者都是一體結(jié)構(gòu)。更具體地，固定部分10、活動(dòng)部分11和鉸鏈12是一體結(jié)構(gòu)，并且由金屬(優(yōu)選鋼)制成，由實(shí)心件制成，正如下面更好地指出的。固定部分10可通過適當(dāng)?shù)穆葆敽托纬捎诠潭ú糠?中的適當(dāng)螺紋座被緊固到外部固定支撐件，該外部固定支撐件諸如是測(cè)量裝置5的固定部分。固定部分10大體具有細(xì)長(zhǎng)的平行六面體的形狀，其一端部可連接到測(cè)量裝置5，相對(duì)端部牢固地緊固到鉸鏈12?；顒?dòng)部分11也剛性地連接到旋轉(zhuǎn)鉸鏈12，并且包括用于探針臂4的約束元件14，該約束元件優(yōu)選地由環(huán)或者用于各種類型的約束裝置的其他座組成。活動(dòng)部分11也具有細(xì)長(zhǎng)的平行六面體的形狀，該平行六面體布置成鄰近固定部分10并且平行于固定部分10，優(yōu)選地沿著幾乎整個(gè)固定部分10。約束元件14布置在鉸鏈12的附近。因此，在固定部分10與活動(dòng)部分11之間存在大體平行六面體形狀的腔室13。固定部分10和活動(dòng)部分11還包括用于運(yùn)動(dòng)式傳感器16的支座15。該支座15包括在活動(dòng)部分11中的孔，該孔用于引入傳感器16的第一部分16a，該支座與活動(dòng)元件11自身形成為一體。支座15還包括凹部，該凹部布置在固定部分10中并且適于容納傳感器8的第二部分16b。傳感器16適于探測(cè)活動(dòng)部分11繞著鉸鏈12的位移。尤其是，傳感器適于產(chǎn)生與接觸元件41相對(duì)于固定元件10的位移以及進(jìn)而位置成正比的電信號(hào)。例如，傳感器包括感應(yīng)式位移傳感器，更準(zhǔn)確地說，已知的LVDT型傳感器，即，其自身是已知的線性可變差動(dòng)變壓器型傳感器。鉸鏈12適當(dāng)?shù)氖峭ǔ７Q為柔性樞轉(zhuǎn)軸承型鉸鏈或柔性樞轉(zhuǎn)型鉸鏈。它由薄板金屬元件組成或者總之具有厚度減小的元件組成，適于彈性變形，尤其是如果變形的話則變形程度很小。鉸鏈12尤其包括多個(gè)(優(yōu)選兩個(gè))適當(dāng)?shù)拇怪蓖邪?blades)12a，所述垂直托板完全(diametrically)穿過圓筒形腔12b，在該圓筒形腔中，托板12a限定了多個(gè)(優(yōu)選四個(gè))筒形扇部12c。該圓筒形腔12b的側(cè)表面部分地(優(yōu)選大約50％)接界于固定元件2以及部分地接界于活動(dòng)元件3。在鉸鏈5處還限定有兩個(gè)凹槽12d，所述凹槽適于將固定部分10的靠近圓筒形腔12a的部分和活動(dòng)部分11的靠近圓筒形腔12a的部分隔開，并且使得所述部分的最大相互角位移能夠包含在2°至10°之間，優(yōu)選地在4°至6°之間。測(cè)量頭1最后包括保護(hù)殼體19，該保護(hù)殼體適于保護(hù)測(cè)量頭1，還實(shí)現(xiàn)了測(cè)量頭的內(nèi)部潤(rùn)滑。殼體19通過將螺釘緊固在布置于固定部分10中的支座19a中而被緊固，并且所述支座優(yōu)選地靠近約束元件14，所述殼體包括適于確保殼體19密封閉合的密封件。本發(fā)明還包括一種用于制造如前所述的測(cè)量頭1的新方法，該方法包括排屑加工步驟和電火花加工步驟，在電火花加工步驟中形成至少旋轉(zhuǎn)鉸鏈12。尤其是，除了鉸鏈12之外，測(cè)量頭1基本上完全在排屑加工步驟中形成。排屑是通過本身已知的工具來實(shí)現(xiàn)的，并且適于機(jī)械地作用在工件上。從排屑加工步驟，優(yōu)選地在由鉸鏈12所限定的腔處獲得包括貫通孔18的裝置，如圖3a中所示。尤其是，對(duì)于每個(gè)筒形扇部12c或者至少對(duì)于并不與凹槽12d接界的筒形扇部12c，設(shè)置貫通孔18。排屑加工步驟之后是電火花加工步驟。該電火花加工步驟通過電火花線切割加工(WEDM)而獲得，這種操作自身是已知的。因此，通過所述電火花加工形成限定圓筒形腔12b的筒形扇部12c，并且在不去除材料的情況下，形成托板12。另外，凹槽12d也適于通過同樣的方法形成。尤其是，每個(gè)單獨(dú)的筒形扇部12c通過將用于電火花的線引導(dǎo)到貫通孔18內(nèi)部或者引導(dǎo)通過這些凹槽12d而形成。另外，腔室13也通過電火花加工實(shí)現(xiàn)。下面是具有如上所述結(jié)構(gòu)的測(cè)量頭1的操作。使用測(cè)量裝置5來實(shí)施和實(shí)現(xiàn)所述尺寸和公差控制的操作者采取如下行動(dòng)。首先，他/她進(jìn)行探針在被鑒定樣品尺寸方面的校準(zhǔn)。隨后，被鑒定樣品運(yùn)動(dòng)離開探針并且探針2布置在工件3上，然后，開始機(jī)加工，尤其是開始研磨。探針然后以最大精度測(cè)量尺寸，并且在已經(jīng)獲得正確尺寸(即在設(shè)計(jì)步驟期間所限定的尺寸)時(shí)發(fā)信號(hào)給機(jī)床。尤其是，接觸元件41布置成與工件3接觸。當(dāng)工件3改變其直徑或者形狀時(shí)，接觸元件41通過繞著鉸鏈12轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)。因此，臂4、約束元件14、活動(dòng)部分11和傳感器16的第一活動(dòng)部分16a也被移動(dòng)。相反地，傳感器16的第二部分16b牢固地緊固到保持固定不動(dòng)的固定部分10。傳感器16然后測(cè)量第一活動(dòng)部分16a和第二部分16b的位移，并且將正比于接觸元件41的位移以及之后所測(cè)量的尺寸的電信號(hào)傳送給測(cè)量裝置5，該測(cè)量裝置為使用者顯示接觸元件41的位移以及之后所測(cè)量的尺寸。本發(fā)明獲得了非常重要的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，基本上由一體結(jié)構(gòu)形成的測(cè)量頭1并不受失衡、拆卸和后續(xù)的測(cè)量誤差的影響，因此需要縮減的維護(hù)。另外，所述方法能夠使得測(cè)量頭1造價(jià)便宜且精度高。本發(fā)明易于在本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)進(jìn)行變型。全部細(xì)節(jié)可由等同元件來替代，并且材料、形狀和尺寸可具有任何特性和大小。