三針輔助測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，包括長(zhǎng)度計(jì)、長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器以及三針檢定裝置，三針檢定裝置包括測(cè)頭以及三針測(cè)量工作臺(tái)；三針測(cè)量工作臺(tái)是單筋工作臺(tái)；測(cè)頭設(shè)置在長(zhǎng)度計(jì)的端部；測(cè)頭是斧型測(cè)頭；待測(cè)三針置于測(cè)頭與單筋工作臺(tái)之間；長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器控制長(zhǎng)度計(jì)并通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)帶動(dòng)測(cè)頭進(jìn)行輔助測(cè)試。本發(fā)明提供了一種測(cè)量誤差小以及測(cè)力可控的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】三針輔助測(cè)試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種三針輔助測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對(duì)三針進(jìn)行測(cè)試時(shí)，常用系統(tǒng)為測(cè)長(zhǎng)機(jī)或光學(xué)計(jì)與量塊，工作臺(tái)的組合系統(tǒng)。
[0003]本系統(tǒng)對(duì)三針進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要長(zhǎng)度計(jì)以及三針檢定工作臺(tái)協(xié)助完成。
[0004]所用長(zhǎng)度計(jì)是C2500長(zhǎng)度計(jì)，是一款由HEIDENHAIN公司生產(chǎn)的帶有可伸縮測(cè)頭的光柵式長(zhǎng)度測(cè)力傳感器，其測(cè)頭的伸縮即觸測(cè)過(guò)程是完全由電路自動(dòng)控制的，其控制儀器上有兩個(gè)按鍵和一個(gè)三段開關(guān)；
[0005]其中:
[0006]三段式開關(guān)用來(lái)選擇測(cè)力，根據(jù)其是用說(shuō)明書，三段式開關(guān)分別對(duì)應(yīng)0.75NUN以及1.5N的測(cè)力。
[0007]左按鍵功能是收回測(cè)桿(將傳感器側(cè)頭從被測(cè)件表面移開以放置或移動(dòng)被測(cè)量的零件)。右按鍵功能，伸出測(cè)桿，直到其測(cè)頭與被測(cè)零件表面接觸，并保持所選測(cè)力。此時(shí)測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸，根據(jù)測(cè)桿伸出的長(zhǎng)度，讀取被測(cè)點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)。
[0008]不難發(fā)現(xiàn)，原有的控制儀器具有三個(gè)測(cè)力檔位，分別是0.75NUN以及1.5N ;換言之，C2500長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力的連續(xù)調(diào)節(jié)能力較差。而根據(jù)相關(guān)材料要求，對(duì)于不同材質(zhì)的零件進(jìn)行接觸式測(cè)量時(shí)，其測(cè)力大小是有嚴(yán)格規(guī)定的，同時(shí)在測(cè)量不同幾何形狀的零件時(shí)，例如非常薄的薄壁件時(shí)，其測(cè)量的控制也是非常重要的(測(cè)力過(guò)大形變變大)。這就要求在測(cè)量時(shí)具有一種能夠按需調(diào)節(jié)出所需測(cè)力的儀器。而海德漢長(zhǎng)度計(jì)問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，加之其原有控制器由該公司隨長(zhǎng)度計(jì)直接提供，目前通過(guò)各種途徑的了解和咨詢，不論是該公司還是其他團(tuán)體或個(gè)人，均未實(shí)際擁有具有此款長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力的連續(xù)調(diào)節(jié)能力的儀器。
[0009]現(xiàn)有常用的三針檢定采用的儀器多為測(cè)長(zhǎng)機(jī)，沒(méi)有專用的測(cè)頭及工作臺(tái)，而已有的用于量塊檢定的帶筋工作臺(tái)是為了檢定平面度非常好的量塊而設(shè)計(jì)的，且均用于立式光學(xué)計(jì)，量塊檢定儀等的帶筋工作臺(tái)有金屬和陶瓷等材質(zhì)，形狀有方形和圓形。而帶筋工作臺(tái)分有單筋和多筋之分；幾種工作臺(tái)及其配備的球形測(cè)頭和平面測(cè)頭均是為了完成量塊檢定而設(shè)計(jì)的，其功能在于盡量減少量塊變形造成的量塊測(cè)量誤差。故均采用多條平行工作筋構(gòu)成一個(gè)平面以承載量塊，其中的“單筋工作臺(tái)”并非只具有單一筋，而是指中間筋高出其他筋20um左右的工作臺(tái)，目的是防止量塊變形對(duì)量塊測(cè)量的影響。
[0010]但在三針檢定中，以上這些工作臺(tái)都不適用，三針作為一種螺紋中徑檢定量具，具有圓柱型結(jié)構(gòu)；又根據(jù)其使用方式和檢規(guī)可知，其圓柱度，直徑要求較高，直線度要求較低。
[0011]使用現(xiàn)有的帶筋工作臺(tái)有兩個(gè)問(wèn)題:
[0012]首先，由三針本身直線度誤差引進(jìn)的測(cè)量不確定度過(guò)大，即將更多的直線度誤差引入到了直徑測(cè)量結(jié)果中。由于三針的結(jié)構(gòu)和使用方式，導(dǎo)致三針普遍存在直線度不好的情況。在使用傳統(tǒng)的帶筋工作臺(tái)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于三針的幾種常見變形而造成測(cè)量誤差。例如，三針中部呈拱形，兩側(cè)有承載筋時(shí)，易形成空隙，特別是一些成扭轉(zhuǎn)狀的三針，在傳統(tǒng)測(cè)座上即使翻轉(zhuǎn)三針也不能消除由于架空引起的誤差。
[0013]其次，原有工作臺(tái)使用不便。三針的長(zhǎng)度普遍為50mm左右，根據(jù)檢規(guī)要求，其檢定直徑時(shí)為了減小圓度誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，需沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)次被檢三針進(jìn)行測(cè)量，使用具有大承載面的帶筋工作臺(tái)時(shí)，三針會(huì)帖付與工作臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)操作比較困難，三針整個(gè)承載在工作臺(tái)上，只能用鑷子進(jìn)行翻轉(zhuǎn)操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種測(cè)量誤差小以及測(cè)力可控的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明提供了一種三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，包括長(zhǎng)度計(jì)、長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器以及三針檢定裝置，其特殊之處在于:所述三針檢定裝置包括測(cè)頭以及三針測(cè)量工作臺(tái)；所述三針測(cè)量工作臺(tái)是單筋工作臺(tái)；所述測(cè)頭設(shè)置在長(zhǎng)度計(jì)的端部；所述測(cè)頭是斧型測(cè)頭；待測(cè)三針置于測(cè)頭與單筋工作臺(tái)之間；所述長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器控制長(zhǎng)度計(jì)并通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)帶動(dòng)測(cè)頭進(jìn)行輔助測(cè)試。
[0016]上述單筋工作臺(tái)包括基礎(chǔ)面以及設(shè)置在基礎(chǔ)面上的凸棱；所述凸棱在基礎(chǔ)面上形成單筋結(jié)構(gòu)；待測(cè)三針的軸向與凸棱所在的軸向是非平行的，且待測(cè)三針置于測(cè)頭與凸棱之間。
[0017]上述凸棱頂部的最高面與基礎(chǔ)面之間的距離不高于0.3mm,不低于0.25mm ;所述基礎(chǔ)面的平面度誤差不高于0.lum。
[0018]上述單筋工作臺(tái)還包括設(shè)置在凸棱一側(cè)或兩側(cè)的用于防止三針滑落的輔助承載臺(tái)。
[0019]上述斧型測(cè)頭與待測(cè)三針的接觸的部位設(shè)置有條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面。
[0020]上述條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面的長(zhǎng)度不低于三針的直徑；所述條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面的寬度不大于0.2mm。
[0021]上述長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器是具有連續(xù)調(diào)節(jié)能力的長(zhǎng)度測(cè)力調(diào)節(jié)器。
[0022]上述長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器包括控制芯片、電壓輸出器以及旋轉(zhuǎn)編碼器；所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)控制芯片接入電壓輸出器；所述電壓輸出器通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)帶動(dòng)測(cè)頭進(jìn)行輔助測(cè)試。
[0023]上述電壓輸出器包括積分電路以及脈沖寬度調(diào)制器；所述控制芯片依次通過(guò)積分電路以及脈沖寬度調(diào)制器與長(zhǎng)度計(jì)相連；所述控制芯片是單片機(jī)或CPU。
[0024]本發(fā)明提供了一種三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下改進(jìn):
[0025]第一，自主研發(fā)了一套三針檢定裝置，該裝置包括斧型測(cè)頭以及單筋工作臺(tái)；斧型測(cè)頭具有寬度0.2_長(zhǎng)度5_的帶狀測(cè)量面，方便配合單筋工作臺(tái)檢測(cè)圓柱狀的三針；單筋工作臺(tái)是由與測(cè)量面是由平面度極佳的單筋與斧型測(cè)頭構(gòu)成的條帶狀測(cè)量范圍，在與圓柱型三針接觸時(shí)，能夠保證最小接觸面，并保證三針前后移動(dòng)時(shí)不影響測(cè)量結(jié)果；由于僅存在一個(gè)工作筋，其三針的直線度誤差無(wú)法影響直徑測(cè)量；使用本發(fā)明所提供的單一筋工作臺(tái)時(shí)，由于單筋工作臺(tái)本身比較窄，可以用手很方便的從兩側(cè)直接操作。
[0026]第二，自主研發(fā)了一套具有連續(xù)調(diào)節(jié)能力的無(wú)級(jí)別的長(zhǎng)度測(cè)力調(diào)節(jié)器。該長(zhǎng)度測(cè)力調(diào)節(jié)器是PWM波配合積分電路形成的可控的電壓輸出器，其主控采用單片機(jī)芯片，將兩個(gè)按鍵及一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器接入芯片；由單片機(jī)直接處理按鍵和旋轉(zhuǎn)編碼器的輸入；對(duì)照測(cè)力一電壓一PWM波占空比的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將所需測(cè)力對(duì)應(yīng)的特定占空的PWM波輸出到長(zhǎng)度計(jì)，方向的轉(zhuǎn)換直接通過(guò)轉(zhuǎn)換輸出極性實(shí)現(xiàn)。在使用海德漢長(zhǎng)度計(jì)進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，根據(jù)被測(cè)零件的測(cè)量要求，該長(zhǎng)度測(cè)力調(diào)節(jié)器，本發(fā)明所提供的控制長(zhǎng)度計(jì)以特定的測(cè)力進(jìn)行觸測(cè)，從而得到更加精確的測(cè)量結(jié)果，其中的旋轉(zhuǎn)編碼器可以從0.3N到5N以不大于0.05N的步距任意調(diào)節(jié)出自己需要的測(cè)力，向上扳動(dòng)控制搖桿時(shí)，長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭回縮，向下扳動(dòng)控制搖桿時(shí)，長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭以設(shè)定的測(cè)力伸出，由單片機(jī)控制輸出的測(cè)力對(duì)零件長(zhǎng)度測(cè)量的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，可更精確與安全的測(cè)量不同材料，不同幾何尺寸的零件。
[0027]基于以上內(nèi)容，本發(fā)明能夠大幅提聞二針檢定工作的效率以及精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明所采用的單筋工作臺(tái)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明所采用的測(cè)頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)頭與三針檢定工作臺(tái)進(jìn)行協(xié)助配合時(shí)的示意圖；
[0031]圖4是本發(fā)明采用測(cè)頭與單筋工作臺(tái)進(jìn)行協(xié)助配合時(shí)的示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明所采用的長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器的電路框架原理圖；
[0033]其中:
[0034]1-凸棱；2_基礎(chǔ)面；3_測(cè)頭；4_長(zhǎng)度計(jì)；5_待測(cè)二針；6_控制芯片；7_旋轉(zhuǎn)編碼器；8_電壓輸出器；81_積分電路；82_脈沖寬度調(diào)制器。
【具體實(shí)施方式】
[0035]參見圖1以及圖2，本發(fā)明提供了一種三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，包括長(zhǎng)度計(jì)4、長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器以及三針檢定裝置，該三針檢定裝置包括測(cè)頭3以及三針測(cè)量工作臺(tái)；三針測(cè)量工作臺(tái)是單筋工作臺(tái)；測(cè)頭3設(shè)置在長(zhǎng)度計(jì)4的端部；測(cè)頭3是區(qū)別與傳統(tǒng)球形測(cè)頭和平面型測(cè)頭的斧型測(cè)頭；待測(cè)三針5置于測(cè)頭3與單筋工作臺(tái)之間；長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器控制長(zhǎng)度計(jì)4并通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)4帶動(dòng)測(cè)頭3進(jìn)行輔助測(cè)試。
[0036]單筋工作臺(tái)包括基礎(chǔ)面2以及設(shè)置在基礎(chǔ)面2上的凸棱I ;凸棱I在基礎(chǔ)面2上形成單筋結(jié)構(gòu)；待測(cè)三針5的軸向與凸棱I所在的軸向是非平行的，且待測(cè)三針5置于測(cè)頭3與凸棱I之間。
[0037]凸棱I頂部的最高面與基礎(chǔ)面2之間的距離不高于0.3mm ;基礎(chǔ)面2的平面度不低于0.1um0
[0038]單筋工作臺(tái)還包括設(shè)置在凸棱I 一側(cè)或兩側(cè)的用于防止三針滑落的輔助承載臺(tái)。
[0039]測(cè)頭3是斧型測(cè)頭3，斧型測(cè)頭3與待測(cè)三針5的接觸的部位設(shè)置有條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面。
[0040]條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面的長(zhǎng)度不低于三針的直徑；條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面的寬度不大于0.2mm。
[0041]長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器是具有連續(xù)調(diào)節(jié)能力的長(zhǎng)度測(cè)力調(diào)節(jié)器。
[0042]參見圖3，是使用現(xiàn)有的帶筋工作臺(tái)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于三針的幾種常見變形所造成的誤差示意圖。[0043]參見圖4，單筋工作臺(tái)時(shí)由與測(cè)量面是由平面度極佳的單筋與斧型測(cè)頭構(gòu)成的條帶狀測(cè)量范圍，在于圓柱型三針接觸時(shí)，能夠保證最小接觸面，并保證三針前后移動(dòng)時(shí)不影響測(cè)量結(jié)果。由于僅存在一個(gè)工作筋，其三針的直線度誤差無(wú)法影響直徑測(cè)量。
[0044]參見圖5，長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器包括控制芯片6、電壓輸出器8以及旋轉(zhuǎn)編碼器7 ;旋轉(zhuǎn)編碼器7通過(guò)控制芯片6接入電壓輸出器8 ；電壓輸出器8通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)4帶動(dòng)測(cè)頭3進(jìn)行輔助測(cè)試。
[0045]電壓輸出器8包括積分電路81以及脈沖寬度調(diào)制器82 ;控制芯片6依次通過(guò)積分電路81以及脈沖寬度調(diào)制器82與長(zhǎng)度計(jì)4相連；控制芯片6是單片機(jī)或CPU ;積分電路81是電學(xué)領(lǐng)域常用的各種積分電路81。
【權(quán)利要求】
1.一種三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，包括長(zhǎng)度計(jì)、長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器以及三針檢定裝置，其特征在于:所述三針檢定裝置包括測(cè)頭以及三針測(cè)量工作臺(tái)；所述三針測(cè)量工作臺(tái)是單筋工作臺(tái)；所述測(cè)頭設(shè)置在長(zhǎng)度計(jì)的端部；所述測(cè)頭是斧型測(cè)頭；待測(cè)三針置于測(cè)頭與單筋工作臺(tái)之間；所述長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器控制長(zhǎng)度計(jì)并通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)帶動(dòng)測(cè)頭進(jìn)行輔助測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述單筋工作臺(tái)包括基礎(chǔ)面以及設(shè)置在基礎(chǔ)面上的凸棱；所述凸棱在基礎(chǔ)面上形成單筋結(jié)構(gòu)；待測(cè)三針的軸向與凸棱所在的軸向是非平行的，且待測(cè)三針置于測(cè)頭與凸棱之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述凸棱頂部的最高面與基礎(chǔ)面之間的距離不高于0.3mm,不低于0.25mm ;所述基礎(chǔ)面的平面度誤差不高于0.lum。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述單筋工作臺(tái)還包括設(shè)置在凸棱一側(cè)或兩側(cè)的用于防止三針滑落的輔助承載臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述斧型測(cè)頭與待測(cè)三針的接觸的部位設(shè)置有條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面的長(zhǎng)度不低于三針的直徑；所述條狀測(cè)量面或帶狀測(cè)量面的寬度不大于0.2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器是具有連續(xù)調(diào)節(jié)能力的長(zhǎng)度測(cè)力調(diào)節(jié)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述長(zhǎng)度計(jì)測(cè)力調(diào)節(jié)器包括控制芯片、電壓輸出器以及旋轉(zhuǎn)編碼器；所述旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)控制芯片接入電壓輸出器；所述電壓輸出器通過(guò)長(zhǎng)度計(jì)帶動(dòng)測(cè)頭進(jìn)行輔助測(cè)試。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三針輔助測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓輸出器包括積分電路以及脈沖寬度調(diào)制器；所述控制芯片依次通過(guò)積分電路以及脈沖寬度調(diào)制器與長(zhǎng)度計(jì)相連；所述控制芯片是單片機(jī)或CPU。
【文檔編號(hào)】G01B21/10GK103499324SQ201310468862
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李琳, 周宇濤, 項(xiàng)陽(yáng) 申請(qǐng)人:西安航空動(dòng)力控制科技有限公司