CN103323150B - 圆珠笔笔头集成测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种圆珠笔笔头集成测量装置，包括机座、测量顶针、笔头夹具和千分表，测量顶针呈竖向布置，测量顶针与力传感器连接，力传感器与用于带动测量顶针竖向上下运动的竖向驱动机构连接，竖向驱动机构安装在机座上，笔头夹具位于测量顶针的正下方，笔头夹具上开有用以放置待测量笔头的检测孔，测量顶针的中心线与检测孔的中心位于同一垂线上，笔头夹具与机座连接，千分表位于笔头夹具的下方，千分表的测量头位于测量孔的下方，且千分表的测量头上端与待检测笔头的球珠接触，千分表安装在千分表固定架上，千分表固定架安装在机座上。本发明提供一种提升工作效率、提高测量精度的圆珠笔笔头集成测量装置。
Description
技术领域
本发明涉及检测设备，尤其是一种圆珠笔笔头测量装置。
背景技术
目前，我国已成名副其实的世界制笔业生产的出口大国。据统计，2009年在产量方面，我国制笔行业总产量为380亿支，在各类笔中圆珠笔的产量最大，年产量为136亿支,其中70％供出口，出口地遍及世界各国。笔头检测技术比较落后，笔头顶珠力测量、轴向间隙测量目前还处于半手工状态，而且笔头顶珠力与轴向间隙分别测量，2套装置，测量精度与效率都较低。
发明内容
为了克服已有圆珠笔笔头测量技术的工作效率较低、测量精度较低的不足，本发明提供一种提升工作效率、提高测量精度的圆珠笔笔头集成测量装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种圆珠笔笔头集成测量装置，包括机座、测量顶针、笔头夹具和千分表，所述测量顶针呈竖向布置，所述测量顶针与力传感器连接，所述力传感器与用于带动测量顶针竖向上下运动的竖向驱动机构连接，所述竖向驱动机构安装在机座上，所述笔头夹具位于所述测量顶针的正下方，所述笔头夹具上开有用以放置待测量笔头的检测孔，所述测量顶针的中心线与所述检测孔的中心位于同一垂线上，所述笔头夹具与所述机座连接，所述千分表位于所述笔头夹具的下方，所述千分表的测量头位于所述检测孔的下方，且所述千分表的测量头上端与待检测笔头的球珠接触，所述千分表安装在千分表固定架上，所述千分表固定架安装在所述机座上。
进一步，所述测量顶针固定安装在测量顶针夹具上，所述测量顶针夹具与所述力传感器的下端固定连接，所述力传感器与所述竖向驱动机构连接。
再进一步，所述集成测量装置还包括导向机构，所述导向机构包括滑块和竖向导轨，所述力传感器与滑块固定连接，所述滑块与竖向滑轨可竖向上下滑动连接，所述竖向滑轨固定安装在所述机座上。
更进一步，所述竖向驱动机构为直线电机，所述直线电机通过自带丝杆上的螺母与滑块固定连接，所述直线电机安装在电机安装板上，所述电机安装板固定在所述机座上。当然，也可以为其他驱动机构，只要能够将测量顶针带动上下运动即可。
所述测量顶针的上端设有外螺纹，所述测量顶针夹具上设有内螺纹孔，所述测量顶针与测量顶针夹具螺纹连接。当然，也可以选用其他固定连接方式。
所述集成测量装置还包括位置微调组件，所述位置微调组件包括夹具安装平台、X轴向燕尾槽底板和Y轴向燕尾槽底板，所述夹具安装平台的下方依次设置所述X轴向燕尾槽底板和Y轴向燕尾槽底板，所述X轴向燕尾槽底板和Y轴向燕尾槽底板上开有供所述千分表的测量头穿过的通孔；其中，
所述笔头夹具安装在所述夹具安装平台上，所述夹具安装平台的底面与X轴向燕尾导轨固定连接，X轴向拉簧一端固定在夹具安装平台上，所述X轴向拉簧另一端固定在X轴向燕尾槽底板上，所述X轴向燕尾导轨与所述X轴向燕尾槽底板可滑动地连接；
Y轴向拉簧一端固定在X轴向燕尾槽底板上，所述Y轴向拉簧另一端固定在Y轴向燕尾槽底板上，所述Y轴向燕尾导轨与X轴向燕尾槽底板的底面固定连接，所述Y轴向燕尾导轨与所述Y轴向燕尾槽底板可滑动地连接，所述Y轴向燕尾槽底板固定在机座上；
X轴向螺旋测微器安装座固定在X轴向燕尾槽底板上，Y轴向螺旋测微器安装座固定在Y轴向燕尾槽底板上，所述X轴向螺旋测微器的测量头接触X轴向燕尾导轨，所述Y轴向螺旋测微器测量头接触Y轴向燕尾导轨。
只要能够保证精度，所述位置微调组件还可以是选用其他位置调节组件。
所述千分表为数显千分表。当然，也可以采用其他位移传感器来实现。
更进一步，所述集成测量装置包括控制机箱，所述力传感器、千分表通过连接线与控制机箱连接，所述控制机箱包括智能处理器模块，所述智能处理器模块包括用于根据力传感器的信号得到笔头顶珠力曲线以及根据千分表数据得到对应不同顶珠力时的轴向间隙的信号采集单元，用于根据笔头顶珠力曲线得到最大顶珠力和对应轴向间隙的智能测量单元，所述信号采集模块与所述智能测量单元连接。
所述控制机箱还包括用于将所述智能测量单元得到的最大顶珠力和对应轴向间隙输出到显示器上显示的显示模块，所述智能测量单元与所述显示模块连接，所述显示模块与所述显示器连接。
本发明的有益效果主要表现在：提升工作效率、提高测量精度。
附图说明
图1是圆珠笔笔头集成测量装置的示意图。
图2是笔头夹具、位置微调装置的整体示意图。
图3是位置微调装置的分解示意图。
图4是位置微调装置、千分表的示意图。
图5是检测结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图5，一种圆珠笔笔头集成测量装置，包括机座12、测量顶针7、笔头夹具8和千分表11，所述测量顶针7呈竖向布置，所述测量顶针7与力传感器3连接，所述力传感器3与用于带动测量顶针竖向上下运动的竖向驱动机构连接，所述竖向驱动机构安装在机座上，所述笔头夹具8位于所述测量顶针7的正下方，所述笔头夹具8上开有用以放置待测量笔头15的检测孔，所述测量顶针7的中心线与所述检测孔的中心位于同一垂线上，所述笔头夹具8与所述机座12连接，所述千分表11位于所述笔头夹具8的下方，所述千分表11的测量头位于所述检测孔的下方，且所述千分表11的测量头上端与待检测笔头的球珠接触，所述千分表11安装在千分表固定架10上，所述千分表固定架10安装在所述机座12上。
进一步，所述测量顶针7固定安装在测量顶针夹具6上，所述测量顶针夹具6与所述力传感器3的下端固定连接，所述力传感器3与所述竖向驱动机构连接。
再进一步，所述集成测量装置还包括导向机构，所述导向机构包括滑块4和竖向导轨5，所述力传感器3与滑块4固定连接，所述滑块4与竖向滑轨5可竖向上下滑动连接，所述竖向滑轨5固定安装在所述机座12上。
更进一步，所述竖向驱动机构为直线电机1，所述直线电机通过自带丝杆上的螺母与滑块4固定连接，所述直线电机1安装在电机安装板2上，所述电机安装板2固定在所述机座12上。当然，也可以为其他驱动机构，只要能够将测量顶针带动上下运动即可。
所述测量顶针7的上端设有外螺纹，所述测量顶针夹具6上设有内螺纹孔，所述测量顶针7与测量顶针夹具6螺纹连接。当然，也可以选用其他固定连接方式。
所述集成测量装置还包括位置微调组件，所述位置微调组件包括夹具安装平台9a、X轴向燕尾槽底板9ex和Y轴向燕尾槽底板9ey，所述夹具安装平台9a的下方依次设置所述X轴向燕尾槽底板9ex和Y轴向燕尾槽底板9ey，X轴向燕尾槽底板9ex和Y轴向燕尾槽底板9ey上开有供所述千分表的测量头穿过的通孔；其中，
所述笔头夹具8安装在所述夹具安装平台9a上，所述夹具安装平台9a的底面与X轴向燕尾导轨9dx固定连接，X轴向拉簧9cx一端固定在夹具安装平台9a上，所述X轴向拉簧9cx另一端固定在X轴向燕尾槽底板9ex上，所述X轴向燕尾导轨9dx与所述X轴向燕尾槽底板9ex可滑动地连接；
Y轴向拉簧9cy一端固定在X轴向燕尾槽底板9ex上，所述Y轴向拉簧9cy另一端固定在Y轴向燕尾槽底板9ey上，所述Y轴向燕尾导轨9dy与X轴向燕尾槽底板9ex的底面固定连接，所述Y轴向燕尾导轨9dy与所述Y轴向燕尾槽底板9ey可滑动地连接，所述Y轴向燕尾槽底板9ey固定在机座12上；
X轴向螺旋测微器9fx安装座固定在X轴向燕尾槽底板9ex上，Y轴向螺旋测微器9fy安装座固定在Y轴向燕尾槽底板9ey上，所述X轴向螺旋测微器9fx的测量头接触X轴向燕尾导轨9dx，所述Y轴向螺旋测微器9fy测量头接触Y轴向燕尾导轨9dy。
只要能够保证精度，所述位置微调组件还可以是选用其他位置调节组件，
所述千分表11为数显千分表。当然，也可以采用其他位移传感器来实现。
更进一步，所述集成测量装置包括控制机箱14，所述力传感器3、千分表11通过连接线13与控制机箱14，连接，所述控制机箱14包括智能处理器模块，所述智能处理器模块包括用于根据力传感器3的信号得到笔头顶珠力曲线以及根据千分表11数据（位移传感器信号）得到对应不同顶珠力时的轴向间隙的信号采集单元，用于根据笔头顶珠力曲线得到最大顶珠力和对应轴向间隙的智能测量单元，所述信号采集模块与所述智能测量单元连接。
所述控制机箱还包括用于将所述智能测量单元得到的最大顶珠力和对应轴向间隙输出到显示器上显示的显示模块，所述智能测量单元与所述显示模块连接，所述显示模块与所述显示器连接。
控制机箱14，设置有键盘模块，键盘模块设置有复位、启动、停止、上调、下调、查询、结果等按键，键盘模块通过连接线与智能处理器模块连接实现按键信号输入。
智能处理器模块设置有直线电机驱动模块，直线电机驱动模块能控制直线电机1启动、停止、正转、反转。
智能处理器模块设置有通信模块，通信模块采用串口通信与计算机进行数据传输。
本实施例的工作过程如下：
1）被测笔头安装在笔头夹具8上，使笔头球珠与数显千分表的测量头刚好接触，由测量顶针夹具6保证垂直方向安装位置；
2）调节位置微调组件9（X，Y方向调节），使笔头与测量顶针7对中；
3）按“启动”键，设备按照预定程序控制直线电机步进运动，当测量顶针7接触到笔头球珠时，力传感器3和千分表11测量的数据信息被自动采集，动态读取并显示当前顶珠力和位移的数值，当笔头的球珠顶出后，设备自动计算显示最大顶出力和对应的位移，设备自动回复到开机状态。
Claims (8)
1.一种圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述集成测量装置包括机座、测量顶针、笔头夹具和千分表，所述测量顶针呈竖向布置，所述测量顶针与力传感器连接，所述力传感器与用于带动测量顶针竖向上下运动的竖向驱动机构连接，所述竖向驱动机构安装在机座上，所述笔头夹具位于所述测量顶针的正下方，所述笔头夹具上开有用以放置待测量笔头的检测孔，所述测量顶针的中心线与所述检测孔的中心位于同一垂线上，所述笔头夹具与所述机座连接，所述千分表位于所述笔头夹具的下方，所述千分表的测量头位于所述检测孔的下方，且所述千分表的测量头上端与待检测笔头的球珠接触，所述千分表安装在千分表固定架上，所述千分表固定架安装在所述机座上；所述集成测量装置还包括导向机构，所述导向机构包括滑块和竖向导轨，所述力传感器与滑块固定连接，所述滑块与竖向滑轨可竖向上下滑动连接，所述竖向滑轨固定安装在所述机座上。
2.2.如权利要求1所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述测量顶针固定安装在测量顶针夹具上，所述测量顶针夹具与所述力传感器的下端固定连接，所述力传感器与所述竖向驱动机构连接。
3.3.如权利要求1或2所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：
所述竖向驱动机构为直线电机，所述直线电机通过自带丝杆上的螺母与滑块固定连接，所述直线电机安装在电机安装板上，所述电机安装板固定在所述机座上。
4.4.如权利要求2所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述测量顶针的上端设有外螺纹，所述测量顶针夹具上设有内螺纹孔，所述测量顶针与测量顶针夹具螺纹连接。
5.5.如权利要求1或2所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述集成测量装置还包括位置微调组件，所述位置微调组件包括夹具安装平台、X轴向燕尾槽底板和Y轴向燕尾槽底板，所述夹具安装平台的下方依次设置所述X轴向燕尾槽底板和Y轴向燕尾槽底板，所述X轴向燕尾槽底板和Y轴向燕尾槽底板上开有供所述千分表的测量头穿过的通孔；其中，
所述笔头夹具安装在所述夹具安装平台上，所述夹具安装平台的底面与X轴向燕尾导轨固定连接， X轴向拉簧一端固定在夹具安装平台上，所述 X轴向拉簧另一端固定在X轴向燕尾槽底板上，所述X轴向燕尾导轨与所述X轴向燕尾槽底板可滑动地连接；
Y轴向拉簧一端固定在X轴向燕尾槽底板上，所述Y轴向拉簧另一端固定在Y轴向燕尾槽底板上， 所述Y轴向燕尾导轨 与X轴向燕尾槽底板的底面固定连接，所述Y轴向燕尾导轨与所述Y轴向燕尾槽底板可滑动地连接，所述Y轴向燕尾槽底板固定在机座上；
X轴向螺旋测微器安装座固定在X轴向燕尾槽底板上，Y轴向螺旋测微器安装座固定在Y轴向燕尾槽底板上， 所述X轴向螺旋测微器的测量头接触X轴向燕尾导轨，所述Y轴向螺旋测微器测量头分别接触Y轴向燕尾导轨。
6.6.如权利要求1或2所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述千分表为数显千分表。
7.7.如权利要求1或2所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述集成测量装置包括控制机箱，所述力传感器、千分表通过连接线与控制机箱连接，所述控制机箱包括智能处理器模块，所述智能处理器模块包括用于根据力传感器的信号得到笔头顶珠力曲线以及根据千分表数据得到对应不同顶珠力时的轴向间隙的信号采集单元，用于根据笔头顶珠力曲线得到最大顶珠力和对应轴向间隙的智能测量单元，所述信号采集模块与所述智能测量单元连接。
8.8.如权利要求7所述的圆珠笔笔头集成测量装置，其特征在于：所述控制机箱还包括用于将所述智能测量单元得到的最大顶珠力和对应轴向间隙输出到显示器上显示的显示模块，所述智能测量单元与所述显示模块连接，所述显示模块与所述显示器连接。
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