CN106352850B - 样品水平度测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种样品水平度测试装置和方法。该样品水平度测试装置包括：样品台面，所述样品台面配置为用于盛放样品；半透半反镜，所述半透半反镜与所述样品台面相对设置，半透半反镜与所述样品台面呈预定角度；发光组件，所述发光组件包括发光器，所述发光器配置为能透过所述半透半反镜向所述样品台面照射检测光束，被所述样品台面上的样品反射回的检测光束经半透半反镜的反射后射向检测组件；检测组件，所述检测组件和所述样品台面处在所述半透半反镜的同一侧，所述检测组件包括靶面和设置在靶面上的光学传感器，所述靶面配置为能够接收经样品和半透半反镜反射的检测光束，所述光学传感器配置为感应检测光束在靶面上的照射位置。

Description

样品水平度测试装置和方法

技术领域

本发明属于产品加工技术领域，具体地，涉及一种对样品进行水平度测试的装置和方法。

背景技术

在高精度产品组装技术中，对需要组装在一起的零部件之间要求具有良好的配合度，以保证组装后的产品具有稳定的性能。在各部件需要水平组合、装配的情况下，对部件之间的相对水平度要求较高，所以需要对部件或者产品的水平度进行测试。

目前对样品(尤其小型产品)的水平度测试通常是在其完成组装后利用精密仪器进行测试，例如，可以是对产品表面各个位置的高度进行测量，之后整合数据计算产品表面的倾斜程度。这种测试方式虽然准确，但是耗时长，测试方法复杂，严重影响了工作效率。并且，有的产品一旦组装便不可分离，这更增加了其组装难度。如果零部件存在水平度缺陷，或者组装工艺造成了水平度缺陷，则组装后的产品难以修复水平度缺陷。

所以，有必要对产品或零部件的水平度测试方式进行改进，降低测试的难度和复杂度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种检测产品部件水平度的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种样品水平度测试装置，包括：

样品台面，所述样品台面配置为用于盛放样品；

半透半反镜，所述半透半反镜与所述样品台面相对设置，半透半反镜与所述样品台面呈预定角度；

发光组件，所述发光组件包括发光器，所述发光器配置为能透过所述半透半反镜向所述样品台面照射检测光束，被所述样品台面上的样品反射回的检测光束经半透半反镜的反射后射向检测组件；

检测组件，所述检测组件和所述样品台面处在所述半透半反镜的同一侧，所述检测组件包括靶面和设置在靶面上的光学传感器，所述靶面配置为能够接收经样品和半透半反镜反射的检测光束，所述光学传感器配置为感应检测光束在靶面上的照射位置。

可选地，所述发光组件包括扩束准直镜，所述扩束准直镜设置在所述发光器的前端。

可选地，所述发光组件包括光阑，所述光阑设置在所述扩束准直镜的前端。

可选地，所述预定角度为45°。

可选地，所述靶面上设置有靶环，所述靶环配置为若检测光束的照射位置落在靶环内，样品的水平度符合水平要求。

可选地，所述靶面上设置有校准基点，所述校准基点位于所述靶环中心。

可选地，还包括反射镜，所述反射镜配置为能贴附在样品台面或样品上。

本发明还提供了一种样品水平度测试方法，包括：

提供平整的样品台面，将第一样品放置在样品台面上；

透过倾斜于样品台面表面的半透半反镜向样品台面上的第一样品照射检测光束；

提供接收经第一样品和半透半反镜反射的检测光束的靶面，记录检测光束在板面上留下的第一光斑的位置；

取下样品台面上的第一样品，将第二样品放置在样品台面上；

透过所述半透半反镜向第二样品照射检测光束，检测光束经第二样品和半透半反镜的反射，在所述靶面上形成第二光斑；

预先设定相对偏移距离，判断第二光斑与第一光斑的相对位置是否符合相对偏移距离的范围。

可选地，根据相对偏移距离在所述靶面上设定靶环，在第一样品放置在样品台面上时，将第一光斑的位置校准到靶环的中心，若第二光斑的位置在靶环之外，则第二光斑与第一光斑的距离不符合相对偏移距离的范围。

可选地，在第一样品和第二样品上贴附反射镜。

本发明的发明人发现，在现有技术中，本领域技术人员通常采用精密仪器对完成装配的产品进行检测，检测结果的准确度较高。由于这种检测方式具有可靠的结果，所以，即使一定程度上影响了生产速度，但本领域技术人员并未考虑过改进这种检测手段。但是本发明的发明人提供了一种新的技术方案，该方案可以便捷、准确的显示出零部件的水平度。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明具体实施方式提供的水平度测试装置的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的水平度测试方法的步骤图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种用于测试样品水平度的装置，该装置能够简便、快速的对产品、零部件的水平度进行测试，并检测出其是否符合预先设定的水平要求。所述样品水平度测试装置包括样品台面、半透半反镜、发光组件和检测组件。

如图1所示，所述样品台面1用于盛放样品，工作人员可以将未组装的零部件或者组装后的产品放置在所述样品台面1上。所述半透半反镜2与所述样品台面1相对设置，例如，样品台面1朝上设置，所述半透半反镜2可以固定设置在所述样品台面1的上方，与样品台面1相对。特别地，所述半透半反镜2与所述样品台面1呈预定角度，以便光线向不同方向反射。

如图1所示，所述发光组件包括用于照射光线的发光器31，所述发光器31配置为能透过所述半透半反镜2向所述样品台面1照射检测光束。样品台面1以及放置在样品台面1上的样品通常具有一定反光效果，照射在样品台面1处的检测光束会被反射到半透半反镜2处，由于所述半透半反镜2与所述样品台面1呈预定角度，所以被样品台面1或样品反射回的检测光束会被半透半反镜2反射到其它方向，不会全部朝向发光器31传播。可选地，所述发光器31的照射方向通常垂直于所述样品台面1，以简化后续对水平度的计算。

所述检测组件设置在所述半透半反镜2旁边，特别地，检测组件和样品台面1位于所述半透半反镜2的同一侧，其用于接收经过样品台面1或样品以及半透半反镜2反射的检测光束。如图1所示，所述检测组件包括靶面41和光学传感器，所述靶面41设置的位置能够接收到反射回的检测光束，检测光束在所述靶面41上形成照射光斑，所述光学传感器则能够检测照射光斑在所述靶面41上的位置。

工作人员可以根据该装置的实际调试情况，在靶面上设置水平标准位置，当检测光束的照射光斑处在所述水平标准位置时，说明放置在样品台面上的样品是水平的。相反的，如果光学传感器检测到照射光斑的位置偏离了水平标准位置，则说明样品不是水平的。

本发明通过以下描述的使用方法对所述样品水平度测试装置的功能和技术效果进行说明。

例如，工作人员可以使用该装置对两个需要组合装配的部件进行相对水平度的测试。首先，选择其中一个水平度、平整度较高的部件作为第一样品，将第一样品放置在样品台面上进行检测，检测光束会在靶面上形成照射光斑，作为第一光斑。通过所述光学传感器和配套的电子设备，可以将第一光斑的位置记录下来，作为水平标准位置。而后，将另一个部件作为第二样品放置在所述样品台面上进行检测，检测光束会在靶面上形成另一个照射光斑，作为第二光斑。通过光学传感器和电子设备的检测，或者人眼的判断，可以得知第二光斑的位置是否与第一光斑位置重叠。如果两个光斑的位置重叠，说明第一样品和第二样品的相对水平度较高，第二样品相对于第一样品是基本水平的，符合水平要求；如果两个光斑的位置不重叠，则说明第二样品相对于第一样品有一定程度的倾斜，两者的相对水平度较低，有可能不符合水平要求。根据第一光斑与第二光斑相距距离的大小，还可以进一步计算出第二样品相对于第一样品的倾斜角度，以便工作人员后续对第一样品和第二样品进行修补或调整。

在另一种所述装置的使用方式中，工作人员可以选用具有较高平整度的样品台面作为水平度检测的标准，对样品台面进行照射检测光束，并记录靶面上映出的照射光斑的位置，以该光斑的位置作为水平标准位置。后续在样品台面上放置部件，将检测光束形成的照射光斑与水平标准位置进行比对，以判断各部件的水平度是否符合水平要求。

本发明提供的样品水平度测试装置能够简便、有效的对多个部件是否相对水平进行检测，工作人员只需将部件放置在样品台面上，而后查验照射光斑与光斑的水平标准位置的距离，即可得知各部件之间是否相对水平或者是否能够符合水平要求。

可选地，为了得到平行度更好的光束，尽量避免检测光束和照射光斑分散，所述发光组件可以包括扩束准直镜。在本发明的一种实施方式中，如图1所示，可以在所述发光器31的前端设置扩束准直镜32，使从发光器31射出的检测光束经过扩束准直镜32。所述扩束准直镜32能够提高检测光束的平行度。

进一步地，如果检测光束的直径较大，则会增大判断照射光斑的相对位置的难度。所以，为了提高检测的准确性，所述发光组件还可以包括光阑。如图1所示，所述光阑33设置在所述扩束准直镜32的前端，光阑33能够遮挡一部分光线，达到减小检测光束的直径的效果，从而减小照射光斑的直径，降低判断光斑相对位置的难度，提高检测准确度。

本发明并不限制所述发光组件必须包括扩束准直镜或光阑，在其它实施方式中，所采用的发光器可以具有更好的性能，能够直接射出平行度高、直径较小的检测光束，这种情况下无需再配置扩束准直镜和光阑。

本发明并不对半透半反镜相对于样品台面的预定角度进行具体限制，在一种优选的实施方式中，所述预定角度可以为45°。当所述预定角度为45°时，一方面，对样品的倾斜角度的计算式相对简单，另一方面，也可以减少检测光束在透射、反射以及折射中的损失，提高检测的准确度。

特别地，为了更直观的判断被测的各部件是否符合相对水平要求，在本发明的优选实施方式中，如图1所示，所述靶面41上可以设置有靶环411，以便工作人员通过人眼作出初步判断。例如，某种产品的水平要求为：两个部件之间的相对倾斜角度需小于1°。则可以根据所述样品水平度测试装置的结构计算出当第一样品与第二样品相对倾斜角度为1°时，第一光斑与第二光斑的相对偏移距离。进一步地，以该相对偏移距离作为半径，在所述靶面41上设置靶环411。在检测过程中，先将第一样品反射得到的第一光斑与所述靶环411的中心校准重合，以第一光斑作为水平标准位置。而后，将第二样品放置在样品台面上时，如果第二光斑的位置在所述靶环411范围内，则说明第二样品相对于第一样品的倾斜角度小于1°，符合该产品的水平要求。工作人员无需在配套的电子设备上查看光学传感器的检测结果，就可以通过人眼判断被测部件是否符合水平要求。如果第二光斑的位置超出了靶环411的范围，工作人员可以再查看光学传感器的精确检测结果，以进行后续的修补、维修等处理。

进一步地，如上所述，为了便于将第一光斑或者样品台面反射的光斑校准到靶环中心，以作为水平标准位置。优选地，在所述靶面上，所述靶环的中心处可以设置有校准基点。在进行校准时，工作人员可以将第一光斑或样品台面的反射光斑与所述校准基点重合。

需要说明的，本发明并不对校准照射光斑的方式进行限制，根据实际操作情况，工作人员可以通过移动发光组件和样品的方式使照射光斑移动到校准基点处；或者，工作人员也可以通过移动所述靶面，使所述校准基点与照射光斑重合。

特别地，在一些实际操作的情况下，被测样品和样品台面的反光效果较差，无法有效的将检测光束反射回半透半反镜，进而形成照射光斑。为了改善该问题，本发明所述的样品水平度测试装置还可以包括反射镜。所述反射镜可以贴附在样品或样品台面上，起到反射检测光束的作用。本发明并不限制所述反射镜片的材料，优选地，所述反射镜应具有均匀的厚度，避免自身存在倾斜、不平整的情况，并且，反射镜应具有一定柔韧性，当其贴附在样品或样品台面上时，需能准确反映样品或样品台面的表面特征，避免检测结果与样品实际情况不符。

基于本发明提供的样品水平度测试装置，本发明还提供了一种样品的水平度测试方法，该方法能够对不同零部件之间的相对水平度进行快速、简便的测试。可以用于对两个需要进行组合装配的零部件间的相对水平度进行预先检测，避免组装后的产品结构不符合要求。

如图2所示，首先，提供一个平整的样品台面，将待测的一个部件放置在所述样品台面上，该部件可以是需要作为装配基底或底座的零部件，在本方法中作为第一样品。然后，透过一个倾斜于样品台面的半透半反镜向样品台面上的第一样品照射检测光束。通常的，检测光束的照射方向应垂直于样品台面，便于后续对相对水平度的计算。检测光束透过所述半透半反镜会照射到第一样品上，第一样品将检测光束反射回到半透半反镜处，由于半透半反镜倾斜于样品台面，所以被一部分第一样品反射回的检测光束会被半透半反镜反射向其它方向传播。进一步地，提供靶面，所述靶面设置在能够接收到被第一样品和半透半反镜反射回的检测光束的位置，可以通过传感器等器件记录下检测光束在靶面上留下的第一光斑的位置。然后，将第一样品从样品台面上取下，将另一个待测部件放置到样品台面上，该部件可以是需与第一样品组合装配的零部件，在本发明发中作为第二样品。同样，从相同的方向透过半透半反镜向第二样品照射检测光束，经过第二样品和半透半反镜的反射，检测光束在靶面上会形成第二光斑。在测试前，根据产品对各部件的水平要求设计光斑的相对偏移距离的上限，最后，比较第二光斑与第一光斑的相对位置是否在相对偏移距离的范围内，如果符合相对偏移距离的上限范围，则第一样品和第二样品的相对水平度就符合产品对部件的水平要求，相反的情况，第一样品与第二样品不符合水平要求。

优选地，为了使工作人员能够直观的观测到第一样品与第二样品是否符合水平要求，可以根据相对便宜距离的上限在所述靶面上设定靶环。在将第一样品放置在样品台面上时，将第一光斑的位置与靶环的中心位置校准重合，若第二光斑的位置在所述靶环之外，则第二光斑与第一光斑的距离不符合相对偏移距离的范围。则工作人员可以直接通过视觉判断得知第二样品与第一样品不符合水平要求。

另外，为了保证第一样品和第二样品能够将足够强度的检测光束反射回半透半反镜，以在靶面上形成清晰的照射光斑。优选地，可以在第一样品和第二样品上贴附反射镜，反射镜能够提高样品的反射率。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种样品水平度测试装置，包括：

样品台面(1)，所述样品台面(1)配置为用于盛放样品；

半透半反镜(2)，所述半透半反镜(2)与所述样品台面(1)相对设置，半透半反镜(2)与所述样品台面(1)呈预定角度；

发光组件，所述发光组件包括发光器(31)，所述发光器(31)配置为能透过所述半透半反镜(2)向所述样品台面(1)照射检测光束，被所述样品台面(1)上的样品反射回的检测光束经半透半反镜(2)的反射后射向检测组件；

检测组件，所述检测组件和所述样品台面(1)处在所述半透半反镜(2)的同一侧，所述检测组件包括靶面(41)和设置在靶面(41)上的光学传感器，所述靶面(41)配置为能够接收经样品和半透半反镜(2)反射的检测光束，所述光学传感器配置为感应检测光束在靶面(41)上的照射位置；所述靶面(41)上设置有靶环(411)，所述靶环(411)配置为若检测光束的照射位置落在靶环(411)内，样品的水平度符合水平要求；

还包括反射镜，所述反射镜配置为能贴附在样品台面(1)或样品上。

2.根据权利要求1所述的样品水平度测试装置，所述发光组件包括扩束准直镜(32)，所述扩束准直镜(32)设置在所述发光器(31)的前端。

3.根据权利要求2所述的样品水平度测试装置，所述发光组件包括光阑(33)，所述光阑(33)设置在所述扩束准直镜(32)的前端。

4.根据权利要求1所述的样品水平度测试装置，所述预定角度为45°。

5.根据权利要求1所述样品水平度测试装置，所述靶面(41)上设置有校准基点，所述校准基点位于所述靶环(411)中心。

6.一种样品水平度测试方法，包括：

提供平整的样品台面(1)，将第一样品放置在样品台面(1)上；

透过倾斜于样品台面(1)表面的半透半反镜(2)向样品台面(1)上的第一样品照射检测光束；

提供接收经第一样品和半透半反镜(2)反射的检测光束的靶面(41)，记录检测光束在板面上留下的第一光斑的位置；

取下样品台面(1)上的第一样品，将第二样品放置在样品台面(1)上；

透过所述半透半反镜(2)向第二样品照射检测光束，检测光束经第二样品和半透半反镜(2)的反射，在所述靶面(41)上形成第二光斑；

预先设定相对偏移距离，判断第二光斑与第一光斑的相对位置是否符合相对偏移距离的范围；

根据相对偏移距离在所述靶面(41)上设定靶环(411)，在第一样品放置在样品台面(1)上时，将第一光斑的位置校准到靶环(411)的中心，若第二光斑的位置在靶环(411)之外，则第二光斑与第一光斑的距离不符合相对偏移距离的范围；

在第一样品和第二样品上贴附反射镜。