[其他]計量裝置

無效

• 申請號: 87102434
• 申請日: 1987-03-04
• 公開（公告）號: CN87102434A
• 公開（公告）日: 1987-11-25
• 發明（設計）人: 休·羅杰斯·萊恩;彼得·迪安·翁揚
• 申請（專利權）人: 蘭克·泰勒·霍布森有限公司
• 主分類號: G01B5/20
• 分類號: G01B5/20;G06F15/46
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹濟洪,許新根

本發明是有關計量裝置，特別是涉及用于測量諸如園度和直線性等外形以及它們的誤差的裝置。

一種已知的計量裝置，包括一個用來安放工件的可旋轉部件;用來旋轉該部件的第一驅動機構;一個在可旋轉部件旋轉期間用來檢測工件表面的傳感器;用來相對于該工件的安放部件而移動的支撐該傳感器的機構;為了實現傳感器有效移動的第二驅動機構;以及為了從提供計量數據的傳感器上得到接收信號進行處理的數字計算機。

在上述已知裝置使用時，工作被放在可轉動的支撐座上，如有必要時可進行對中和找平。測量工件外形時將工件旋轉，使得傳感器能越過工件表面。當傳感器越過工件表面時，傳感器輸出一個信號，這個信號是隨工件外形的特征而變化的。在測量工件外形時，關鍵問題是為檢測出工件外形的最小變化，需要傳感器有高的分辨率的矛盾。例如，一個優于20毫微米的分辨率和一個允許外形有較大變化的工件要求有寬的工件范圍去調節是一個矛盾。因此，一個理想的傳感器將包括一個觸針和變換器，變換器輸出一個信號，這個信號和觸針移動的至少幾個毫米的距離是線性關系，在其工作范圍內，使用上述的高分辨率效果幾乎都是很顯著的。直到目前為止，還不能生產出一種符合這些要求的令人滿意的變換器。因此，對工件外形的測量是相當地慢，為了適應具有較大變化外形的工件，需要操作人員反復地改變傳感器的位置，這種操作過程是極不方便的。

現有技術裝置的另一個問題是由于變換器工作范圍的限制，使得對中和找平工序必定很困難。特別是，在對中和找平之前，必須保證工件被放置在安放工件裝置上的某一位置，這個位置的任何對中誤差應保證在變換器的工作范圍之內。這個位置過去是由人眼來確定的，其結果使得在對中工序開始時，由于對中誤差不在變換器的工作范圍之內，而使對中無法進行，這就要調整傳感器表面的位置或者調整工件的位置。因此，這種操作既費時又不方便。

本發明的目的之一是要解決上述的問題。

本發明解決上述問題是利用計算機根據來自傳感器所得到的信號去控制工件和傳感器之間的相對移動，這樣使得傳感器是沿著工件的表面，并且根據該信號及傳感器的位移來獲得計量數據。

由此可見，一個具有很高的分辨率（例如優于20毫微米，更好一些可達12毫微米。），而具有小的工作范圍（例如小于0.4毫米）的傳感器，可用來檢測工作外形的最小變化量。當工件的外形有大的變化時，可在數字計算機的控制下由驅動機構的工作來調節，其計量數據的偏差取決于變換器的輸出和傳感器移動兩方面。傳感器的位置因而可由高分辨率來確定，盡管在實際中并沒有必要由傳感器本身提供這樣高的分辨率。例如，如在前面已經提到的傳感器的最佳分辨率為20毫微米，而當用第二驅動機構時，只要優于500毫微米（最好是200毫微米）就可以確定傳感器的位置，這與現有技術裝置相比，改善了至少一個數量級。

所偏移的尺寸可移動傳感器來調整，這取決于傳感器所移動的范圍。在實際中，傳感器在徑向方向至少可移動100毫米，在軸向方向至少移動100毫米，在一個最佳的特殊例子中，傳感器在徑向可移動200毫米距離，在軸向可移動500毫米距離。

本發明將用附圖所示的例子進一步說明。

圖1是根據本發明一個實施例給出的計量裝置的透視圖。

圖2是圖1所示的計量裝置的部分詳細透視圖。

圖3是圖2中箭頭Ⅲ所指方向的正透圖。

圖4是圖2中箭頭Ⅳ所指方向的正透圖。

圖5是圖1中所示的計算機系統的方框圖。

圖6是一個凸輪，表示根據本發明的最佳方案進行的最佳操作的例子。

圖7、8和9表示根據本發明的更進一步的最佳方案分別進行平直度，園柱度和園錐度測量的方法。

圖1中的計量裝置包括一張工作臺2，工作臺上裝有一個用以放置工件（未畫出）的轉盤4。滑架6是在柱8上作垂直移動并帶有一個水平移動的臂10。用于接觸工件表面的觸針12是包括在線性變換器14內，它可以是感性也可以是容性，它置于臂16的一端，臂16的另一端接到臂10的自由端上，以便于作樞軸移動，圖中箭頭18的方向是表示和水平方向成45°的軸20為軸心作樞軸移動的方向。