[發明專利]一種微小零件平面度精密測量裝置

有效

• 申請號: 201310379532.6
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103616007A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 王洪喜;陳憬朝;黃志龍;賈建軍;祝強;陳曉東;王亞曉
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01B21/30
• 分類號: G01B21/30
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本發明屬于精密測量技術領域，特別涉及一種用于測量微小精密零件平面度的裝置。

背景技術

????在國內機械制造和機械加工領域中，對一些微小零部件很難進行高精度的平面度測量，例如陀螺儀的動壓軸承、小型氣浮墊、量塊等。目前基本上是使用三坐標測量儀或平晶進行測量，三座標測量儀的精度無法滿足精度要求，而當零件平面度精度要求在0.5微米以上時平晶也無法實現定量測量平面度。隨著微小零件精密加工技術的進步，對微小零件的檢測工具和檢測裝備的需求越來越急迫。本專利所設計裝置就是針對精密小零件的平面度測量而設計的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在之不足，提供了一種微小零件平面度精密測量裝置。該裝置可對一些微小零件進行平面度精密檢測，有效地解決現有測量裝置無法滿足微小零件平面度精密測量的問題。

本發明設計了一種微小零件平面度測量裝置，主要由底座、立柱、工件調整組件、柔性導向機構組件、位移測量組件和測量驅動組件等部分構成。

全部裝置位于底座之上，由立柱支撐二維柔性導向機構，在柔性導向機構上安裝有位移測量組件；在底座的中間安裝有被測工件調整組件，通過該組件可以調節被測工件表面的位置，使之與測針掃面的平面平行；在底座的一側安裝有測量驅動組件，主要是由微分頭和鋼絲及其固定結構構成，該組件能夠實現對二維柔性導向機構的驅動。

該裝置的操作過程如下：

（1）將被測工件放置與卡盤上固定，并通過四自由度調節裝置調節其被測表面與XY平面平行；

（2）按照測量力的要求，調節測桿高度和測量力調節螺釘，使測量力符合測量要求；

（3）按照一定的進給步長，分別旋轉X軸微分頭和Y軸微分頭（參考圖5），在每一個測量點處記錄位移顯示器的讀數；

（4）利用平面度的評價方法（如最小二乘法）計算出工件的平面度。

導向機構通過X軸與Y軸兩組柔性機構來實現測針在X、Y兩個方向對工件上表面進行掃描。平面度測量對X、Y方向的定位精度要求較低，而對其在Z軸方向的導向精度要求較高，采用柔性導向機構恰能滿足這一功能要求。X軸、Y軸微分頭固定在微分頭固定座上，通過鋼絲和軸承與相應的X軸動板、Y軸動板相連接，通過旋轉微分頭帶動鋼絲可精確地實現柔性機構的平動。在X、Y方向按照一定的間隔進行掃描，記錄每一個掃描點顯示器上的數據，應用該數據即可評價工件的平面度誤差。

本發明相對于現有技術，具有如下優點：

（1）柔性鉸鏈導向機構取代傳統的滑動或滾動導軌機構，可顯著提高在測量方向（Z向）的精度；

（2）通過轉動微分頭實現測量組件X軸、Y軸柔性機構的運動，從而實現測針對被測零件表面的掃描測量，X軸、Y軸的位移可由微分頭直接讀出，該裝置操作方便、直觀。

（3）使用微分頭帶動鋼絲可實現柔性機構的平動，避免了采用電機驅動所帶來的振動，從而消除振動帶來的測量誤差，有利于提高平面度測量精度；

（4）通過卡盤固定待測工件，卡盤安裝在四自由度調節平臺上面，該裝置可以調節工件被測平面與導向機構掃描平面平行，方便測量；

（5）測針組件上安裝有測量力調節彈簧，通過測量力調節彈簧張力的調整可以調節測針的測量力大小；

（6）本發明結構簡單，操作方便，可以實現微小零件平面度的快速、精確檢測。

附圖說明

圖1是本發明微小精密零件平面度測量裝置的主視圖。

圖2是圖1的A—A剖視圖。

圖3是本發明微小精密零件平面度測量裝置的右視圖。

圖4是本發明微小精密零件平面度測量裝置的卡盤和四自由度調節裝置俯視圖。

圖中1—位移傳感器，2—軸承固定座，3—卡盤，4—四自由度調節平臺，5—底座，6—調節絲杠，7—卡爪，8—被測工件，9—測針，10—測桿，11—立柱，12—測桿調節螺釘，13—測量力調節彈簧，14—測量力調節螺釘，15—微分頭支架，16—微分頭固定座，17—Y軸鋼絲，18—X軸微分頭，19—Y軸微分頭，20—第三軸承，21—Y軸動板，22—X軸固定板，23—Y軸柔性鉸鏈，24—X軸支撐板，25—Y軸固定板，26—桿件，27—Y軸支撐板，28—X軸復位彈簧，29—X軸動板，30—Y軸復位彈簧，31—X軸柔性鉸鏈，32—X軸導向板，33—Y軸導向板，34—X軸鋼絲，35—第一軸承，36—第二軸承、37—簧片、38—Z向動板、39—測桿固定板、40—彈簧支架、41—傳感器固定板。

具體實施方式