CN102679927B - 测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量装置及其使用方法。该装置包括平台、安装在平台上的分度头及可沿着平台滑动的工具显微镜。其还包括高度仪、测微表及法兰盘。其中，高度仪垂直地固定安装在工具显微镜上。测微表可上下滑动地安装在高度仪上。分度头包括可同时驱动旋转的主轴及分度盘，其中，分度盘轴向地放置于平台上，主轴的第一端垂直地固定连接分度盘。主轴的第二端垂直地固定设置法兰盘，待测工件固定安装在法兰盘上；测微表的指针可操作触碰待测工件。本发明的测量装置可以实现对待测工件的跳动测量，角度测量及长度测量。同时，该装置结构简单、成本低、操作方便、灵活、测量结果准确且可实现测量点无断点连续的跳动测量，实用性很好。

Description

测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械零件测量仪器领域，特别地，涉及一种测量装置。此外，本发明还涉及上述测量装置的使用方法。

背景技术

在机械零件制造过程的质量控制中，我们往往需要对零件的圆跳动和端面跳动进行检测。目前测量圆跳动和端面跳动的测量工具主要采用圆柱度仪、转台、三坐标等设备进行测量。

但采用圆柱度仪价格较高，且其测头的形状、数量有限，有时会出现某些测量位置触测不到的情况。转台由于只有一个单一的旋转轴，没有辅助的直角坐标轴，操作很不方便，无法完成对零件某些指定位置的测量。三坐标一般不配备转台，测量时触测的点不连续，测点的间隔较大，导致测量结果不能真实反映零件的实际情况。

从以上可以看出，目前现有相关技术的圆跳动和端面跳动测量仪器存在测量成本过高、操作复杂、测量结果不准确以及不连续的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种测量装置及其使用方法，以解决相关技术的圆跳动和端面跳动测量仪器存在测量成本过高、操作复杂、测量结果不准确以及不连续的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种测量装置，其包括平台、安装在平台上的分度头及可沿着平台滑动的工具显微镜，测量装置还包括高度仪、测微表及法兰盘，其中，高度仪垂直地固定安装在工具显微镜上；测微表可上下滑动地安装在高度仪上；分度头包括可同时驱动旋转的主轴及分度盘，其中，分度盘轴向地放置于平台上，主轴的第一端垂直地固定连接分度盘；主轴的第二端垂直地固定设置法兰盘，待测工件固定安装在法兰盘上；测微表的指针可操作触碰待测工件。

进一步地，测量装置还包括调整附件，调整附件放置在法兰盘上，待测工件固定在调整附件上。

进一步地，测量装置还包括滑动安装在高度仪上的加长杆，高度仪通过加长杆连接测微表。

进一步地，分度头还包括外壳体及设置于外壳体上的数显屏，主轴及分度盘容纳于外壳体内，且主轴的第二端延伸出外壳体。

进一步地，调整附件包括千斤顶及第二调心板，其中，千斤顶放置在法兰盘上；第二调心板放置在千斤顶上；待测工件固定安装在第二调心板上。

进一步地，调整附件还包括第一调心板，第一调心板放置于法兰盘与千斤顶之间。

根据本发明的另一方面，还提供了一种测量装置的使用方法，用于测量待测工件的跳动，使用上述测量装置实现对待测工件的跳动测量方法依次包括如下步骤：第一步，将待测工件固定安装在测量装置的调整附件上；第二步，通过测量装置的工具显微镜和高度仪调整待测工件的X轴，Y轴，Z轴坐标，使得测量装置的测微表的指针与待测工件的基准表面碰触；第三步，转动测量装置的主轴，并同时通过调整调整附件找正待测工件的基准圆或基准面；第四步，通过同时移动工具显微镜和高度仪，使得测微表的指针与待测工件的外周面或端面碰触，同时，测微表归零；第五步，驱动主轴旋转一周，主轴旋转一周后测微表测得的最大值与最小值之差为待测工件的圆跳动或端面跳动。

根据本发明的另一方面，还提供了一种测量装置的使用方法，用于测量待测工件上两个元素之间的角度，使用上述测量装置实现对待测工件上两个元素之间角度的测量方法依次包括如下步骤：第一步，将待测工件固定安装在测量装置的调整附件上；第二步，通过测量装置的工具显微镜和高度仪调整待测工件的X轴、Y轴、Z轴坐标，使得测量装置的测微表的指针与待测工件的基准表面碰触；第三步，转动测量装置的主轴，并同时通过调整调整附件找正待测工件的基准圆或基准面；第四步，通过同时移动工具显微镜和高度仪，使得测微表的指针与待测工件的外周面或端面碰触，同时，测微表归零；第五步，驱动主轴旋转，使得测微表的指针触测待测工件上的第一被测元素，并读取第一被测元素对应在分度盘的第一角度值，并记下指针的位置；第六步，通过移动工具显微镜将测微表移开；第七步，再次驱动主轴旋转，将指针回复到原来的位置，使得指针触测待测工件上的第二被测元素，并读取第二被测元素对应在分度盘的第二角度值；第八步，计算第一角度值与第二角度值之间的差。

根据本发明的另一方面，还提供了一种测量装置的使用方法，用于测量待测工件上两个位置之间的长度，使用上述测量装置实现对待测工件上两个位置之间长度的测量方法依次包括如下步骤：第一步，将待测工件固定安装在测量装置的调整附件上；第二步，通过调整附件对待测工件进行调整；第三步，通过移动工具显微镜使得测微表的指针触碰待测工件上的第一位置，并通过工具显微镜及高度仪记下第一位置的第一坐标值；第四步，通过移动工具显微镜使得测微表的指针触碰待测工件上的第二位置，并通过工具显微镜及高度仪记下第二位置的第二坐标值；第五步，根据第一坐标值及第二坐标值计算第一位置与第二位置的长度值。

本发明具有以下有益效果：本发明的测量装置不仅可以实现对待测工件的圆跳动及端面跳动的测量，还可以实现对待测零件上两个元素之间的角度及长度的测量。同时，本发明的测量装置用于测量待测工件的跳动时，不仅结构简单，成本低，而且操作极其简单、方便、灵活、测量结果准确且可实现测量点无断点连续的跳动测量，实用性很好。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，本发明的测量装置包括平台1、分度头2及工具显微镜3。其中，分度头2安装在平台1的第一端；工具显微镜3可滑动地安装在平台1的第二端，且工具显微镜3可沿着平台1滑动。

具体地，工具显微镜3自带有多根导轨（图未示），该导轨铺设在上述的平台1上。因此，工具显微镜3可沿着导轨左右前后地滑动。优选地，工具显微镜3可以为数显大型工具显微镜。这样，操作人员可以更直观地得知工具显微镜3所测得的X轴及Y轴的坐标值。

优选地，分度头2与工具显微镜3相隔大约50cm左右。

其中，工具显微镜3上垂直地固定安装一个高度仪4。该高度仪4上滑动安装有一个可沿着该高度仪4上下滑动的加长杆5，且加长杆5上连接一个测微表6，即是高度仪4上优选通过一加长杆5连接一个测微表6。该测微表6与加长杆5可一起沿着高度仪4上下滑动。工具显微镜3及高度仪4用来确定待测工件9的三维坐标，即：X轴，Y轴，Z轴坐标。在其它实施方式中，也可以不设加长杆5，测微表6可直接滑动的安装在高度仪4上。

优选地，高度仪4可以为数显高度仪。这样，操作人员可以更直观地得知高度仪4所测得的Z轴的坐标值。

分度头2包括主轴21及分度盘（图未示）。其中，分度盘轴向地放置在平台1上，主轴21的第一端垂直地固定连接分度盘。主轴21及分度盘在其它的驱动部件（图未示）的驱动下可同时旋转。

优选地，该分度头2还设置有外壳体22及数显屏23。其中，数显屏23设置在外壳体22的外壁上。在此设置数显屏23的目的在于：使得操作人员更直观地了解分度盘转过的角度值。如图1所示，数显屏23上显示的15.00，代表主轴21旋转了15度。上述的主轴21及分度盘均收容于外壳体22内，且主轴21的第二端轴向地延伸出外壳体22。

在主轴21的第二端的端壁垂直地固定安装一个法兰盘7，该法兰盘7上安装一系列可操作的调整附件8。上述待测工件9固定在调整附件8上，且上述测微表6的指针61可操作地触碰待测工件9的表面。

具体地，上述可操作的调整附件8包括第一调心板81、若干千斤顶82及第二调心板83。其中，第一调心板81放置在上述的法兰盘7上，若干千斤顶82放置在第一调心板81上，第二调心板83放置在千斤顶82上。上述的待测工作9固定安装在第二调心板83上。

在其它实施方式中，也可以不设置第一调心板81，直接将若干千斤顶82放置在法兰盘7上，再将第二调心板83放置在若干千斤顶82上，再将待测工件9固定安装在第二调心板83上即可。

在其它实施方式中，也可以不设置上述的调整附件8。直接将待测工件9固定安装法兰盘7上，只需使得法兰盘7的表面满足基准面的要求即可。

使用本发明的上述测量装置可以实现对待测工件9的跳动测量，其使用方法包括如下步骤：

第一步，将待测工件9固定安装在上述的调整附件8上。

具体地，将待测工件9固定安装在调整附件8的第二调心板83上。

第二步，通过工具显微镜3和高度仪4调整待测工件9的X轴，Y轴，Z轴坐标，使测微表6的指针61与待测工件9的基准表面碰触。具体地，该基准表面是测量者事先在待测工件9上确定的一个表面。待测工件9的基准表面的确定是本领域技术人员公知的常识。

第三步，转动分度头2的主轴21，并同时通过调整第一调心板81、千斤顶82及第二调心板83找正待测工件9的基准圆或基准面。具体地，找正基准圆是为了测量待测工件9的圆跳动或端面跳动；找正基准面是为了测量待测工件9的端面跳动。同理，找正待测工件9的基准圆或基准面也是本领域技术人员公知的常识。如图1所示的A处及B处即为基准面。

第四步，通过同时移动工具显微镜3和高度仪4，使得测微表6的指针61与待测工件9的外周面91或端面92碰触。同时，测微表6归零。

第五步，驱动分度头2的主轴21旋转一周，主轴21旋转一周后测微表6测得的最大值与最小值之差即为待测工件9的外周面91的圆跳动或端面92的端面跳动。

使用本发明的上述测量装置还可以实现对待测工件9上两个元素之间角度的测量，其方法包括如下步骤：

首先，依次按照上述的第一步、第二步、第三步及第四步调整好待测工件9。

接着，驱动分度头2的主轴21旋转，使得测微表6的指针61触测待测工件9上的第一被测元素，再读取该第一被测元素对应在分度盘的第一角度值，并记下指针61的位置。优选地，该第一角度值可以通过分度头2上的数显屏23直接读取。

然后，通过移动工具显微镜3移开测微表6。

再接着，驱动分度头2的主轴21旋转，将测微表6的指针61回复到原来的位置，并使得测微表6的指针61触测待测工件9上的第二被测元素，再读取该第二被测元素对应在分度盘的第二角度值。同理，该第二角度值也可以通过分度头2上的数显屏23直接读取。

最后，计算第二角度值与第一角度值的差，即为第一被测元素与第二被测元素之间的夹角。

使用本发明的上述测量装置还可以实现对待测工件9上两个位置之间长度的测量，其方法包括如下步骤：

首先，将待测工件9固定安装在上述的调整附件8上，

具体地，将待测工件9安装在调整附件8的第二调心板83上。

接着，通过调整附件8对待测工件9进行调整。

然后，通过移动工具显微镜3，使得测微表6的指针61与待测工件9上的第一位置触碰，并通过工具显微镜3及高度仪4记下该第一位置的第一坐标值。

再接着，通过移动工具显微镜3，使得测微表6的指针61与待测工件9上的第二位置触碰，并通过工具显微镜3及高度仪4记下该第二位置的第二坐标值。

最后，根据上述得到的第一坐标值及第二坐标值计算出第一位置与第二位置之间的长度值。

由以上可知，本发明的测量装置不仅可以实现对待测工件的圆跳动及端面跳动的测量，还可以实现对待测零件上两个元素之间的角度及长度的测量。同时，本发明的测量装置用于测量待测工件的跳动时，不仅结构简单，成本低，而且操作极其简单、方便、灵活、测量结果准确且可实现测量点无断点连续的跳动测量，实用性很好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种测量装置的使用方法，用于测量待测工件的跳动，其特征在于，

测量装置包括平台、安装在所述平台上的分度头及可沿着所述平台滑动的工具显微镜，所述测量装置还包括高度仪、测微表及法兰盘，其中，所述高度仪垂直地固定安装在所述工具显微镜上，所述测微表可上下滑动地安装在所述高度仪上，所述分度头包括可同时驱动旋转的主轴及分度盘，其中，所述分度盘轴向地放置于所述平台上，所述主轴的第一端垂直地固定连接所述分度盘，所述主轴的第二端垂直地固定设置所述法兰盘，待测工件固定安装在所述法兰盘上，所述测微表的指针可操作触碰所述待测工件；

使用所述的测量装置实现对所述待测工件的跳动测量，所述使用方法依次包括如下步骤：

第一步，将待测工件固定安装在所述测量装置的调整附件上，所述调整附件放置在所述法兰盘上；

第二步，通过所述测量装置的工具显微镜和高度仪调整所述待测工件的X轴、Y轴、Z轴坐标，使得所述测量装置的测微表的指针与所述待测工件的基准表面碰触；

第三步，转动所述测量装置的主轴，并同时通过调整所述调整附件找正所述待测工件的基准圆或基准面；

第四步，通过同时移动所述工具显微镜和所述高度仪，使得所述测微表的指针与所述待测工件的外周面或端面碰触，同时，所述测微表归零；

第五步，驱动所述主轴旋转一周，所述主轴旋转一周后所述测微表测得的最大值与最小值之差为所述待测工件的圆跳动或端面跳动。

2.根据权利要求1所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述测量装置还包括滑动安装在所述高度仪上的加长杆，所述高度仪通过所述加长杆连接所述测微表。

3.根据权利要求1所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述分度头还包括外壳体及设置于所述外壳体上的数显屏，所述主轴及所述分度盘容纳于所述外壳体内，且所述主轴的第二端延伸出所述外壳体。

4.根据权利要求1所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述调整附件包括千斤顶及第二调心板，其中，

所述千斤顶放置在所述法兰盘上；

所述第二调心板放置在所述千斤顶上；

所述待测工件固定安装在所述第二调心板上。

5.根据权利要求4所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述调整附件还包括第一调心板，所述第一调心板放置于所述法兰盘与所述千斤顶之间。

6.一种测量装置的使用方法，用于测量待测工件上两个元素之间的角度，其特征在于，

测量装置包括平台、安装在所述平台上的分度头及可沿着所述平台滑动的工具显微镜，所述测量装置还包括高度仪、测微表及法兰盘，其中，所述高度仪垂直地固定安装在所述工具显微镜上，所述测微表可上下滑动地安装在所述高度仪上，所述分度头包括可同时驱动旋转的主轴及分度盘，其中，所述分度盘轴向地放置于所述平台上，所述主轴的第一端垂直地固定连接所述分度盘，所述主轴的第二端垂直地固定设置所述法兰盘，待测工件固定安装在所述法兰盘上，所述测微表的指针可操作触碰所述待测工件；

使用所述的测量装置实现对所述待测工件上两个元素之间角度的测量，所述使用方法依次包括如下步骤：

第一步，将待测工件固定安装在所述测量装置的调整附件上，所述调整附件放置在所述法兰盘上；

第二步，通过所述测量装置的工具显微镜和高度仪调整所述待测工件的X轴、Y轴、Z轴坐标，使得所述测量装置的测微表的指针与所述待测工件的基准表面碰触；

第三步，转动所述测量装置的主轴，并同时通过调整所述调整附件找正所述待测工件的基准圆或基准面；

第四步，通过同时移动所述工具显微镜和所述高度仪，使得所述测微表的指针与所述待测工件的外周面或端面碰触；

第五步，驱动所述主轴旋转，使得所述测微表的指针触测所述待测工件上的第一被测元素，并读取所述第一被测元素对应在所述分度盘的第一角度值，并记下所述指针的位置；

第六步，通过移动所述工具显微镜将所述测微表移开；

第七步，再次驱动所述主轴旋转，将所述指针回复到原来的位置，并使得所述指针触测所述待测工件上的第二被测元素，并读取所述第二被测元素对应在所述分度盘的第二角度值；

第八步，计算所述第一角度值与所述第二角度值之间的差。

7.根据权利要求6所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述测量装置还包括滑动安装在所述高度仪上的加长杆，所述高度仪通过所述加长杆连接所述测微表。

8.根据权利要求6所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述分度头还包括外壳体及设置于所述外壳体上的数显屏，所述主轴及所述分度盘容纳于所述外壳体内，且所述主轴的第二端延伸出所述外壳体。

9.根据权利要求6所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述调整附件包括千斤顶及第二调心板，其中，

所述千斤顶放置在所述法兰盘上；

所述第二调心板放置在所述千斤顶上；

所述待测工件固定安装在所述第二调心板上。

10.根据权利要求9所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述调整附件还包括第一调心板，所述第一调心板放置于所述法兰盘与所述千斤顶之间。

11.一种测量装置的使用方法，用于测量待测工件上两个位置之间的长度，其特征在于，

测量装置包括平台、安装在所述平台上的分度头及可沿着所述平台滑动的工具显微镜，所述测量装置还包括高度仪、测微表及法兰盘，其中，所述高度仪垂直地固定安装在所述工具显微镜上，所述测微表可上下滑动地安装在所述高度仪上，所述分度头包括可同时驱动旋转的主轴及分度盘，其中，所述分度盘轴向地放置于所述平台上，所述主轴的第一端垂直地固定连接所述分度盘，所述主轴的第二端垂直地固定设置所述法兰盘，待测工件固定安装在所述法兰盘上，所述测微表的指针可操作触碰所述待测工件；

使用所述的测量装置实现对所述待测工件上两个位置之间长度的测量，所述使用方法依次包括如下步骤：

第一步，将待测工件固定安装在所述测量装置的调整附件上，所述调整附件放置在所述法兰盘上；

第二步，通过所述调整附件对所述待测工件进行调整；

第三步，通过移动所述工具显微镜使得所述测微表的指针触碰所述待测工件上的第一位置，并通过所述工具显微镜及所述高度仪记下所述第一位置的第一坐标值；

第四步，通过移动所述工具显微镜使得所述测微表的指针触碰所述待测工件上的第二位置，并通过所述工具显微镜及所述高度仪记下所述第二位置的第二坐标值；

第五步，根据所述第一坐标值及所述第二坐标值计算所述第一位置与所述第二位置的长度值。

12.根据权利要求11所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述测量装置还包括滑动安装在所述高度仪上的加长杆，所述高度仪通过所述加长杆连接所述测微表。

13.根据权利要求11所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述分度头还包括外壳体及设置于所述外壳体上的数显屏，所述主轴及所述分度盘容纳于所述外壳体内，且所述主轴的第二端延伸出所述外壳体。

14.根据权利要求11所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述调整附件包括千斤顶及第二调心板，其中，

所述千斤顶放置在所述法兰盘上；

所述第二调心板放置在所述千斤顶上；

所述待测工件固定安装在所述第二调心板上。

15.根据权利要求14所述的测量装置的使用方法，其特征在于，所述调整附件还包括第一调心板，所述第一调心板放置于所述法兰盘与所述千斤顶之间。