CN106767430A - 一种接触式测量段差的装置 - Google Patents

Abstract

一种接触式测量段差的装置，包括升降装置和位移测量装置、安装在升降装置上的测量组件，所述测量组件包括设有测力组件的产品压块和测量探针，位移测量装置对产品压块和测量探针的位移量进行测量。本装置首先利用伺服电机的位置控制模式，通过对力与位移的数据采集对标准块进行测量，并以此为依据，测量并判断产品的真实段差。相比伺服电机力矩模式测量，本装置有效克服现力矩、行程、力矩、行程的循环反馈误差，且速度、准确度和稳定性都较高。

Description

一种接触式测量段差的装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及接触式测量装置。

背景技术

段差，指两块模具镶件或前后模等分型面位置因为加工精度偏差导致匹配的偏差，通常在模具加工前模具制造商会详细与产品计者检讨产生偏差应该哪一边高出，如果成型出来的产品与检讨时的一致叫顺差，反之为逆差。为求得真实段差，需要对产品进行准确的测量。

发明内容

本发明所解决的技术问题：如何测量表面中间位置有个小气泡的产品，以获得真实段差。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种接触式测量段差的装置，包括安装在升降装置上的产品压块和测量探针；产品压块和测量探针活动安装在升降装置上，所述接触式测量段差的装置设有对产品压块和测量探针的位移量进行测量的位移测量装置。

按上述技术方案，测量产品的段差，方法如下：首先，要标定测量探针与产品压块的距离，具体地，升降装置驱动产品压块和测量探针下行，产品压块首先接触标准块，之后，测量探针接触标准块，位移测量装置得出产品压块和测量探针的下行位移差，该位移差即是产品压块和测量探针的上下距离差；其次，对带有小气泡的产品进行测量，具体地，升降装置驱动产品压块和测量探针下行，产品压块首先接触产品，之后，测量探针接触产品上的小气泡，测量探针将小气泡中的空气挤出后再与产品接触，位移测量装置得出产品压块和测量探针的下行位移差，该位移差是产品的名义段差，该名义段差与上述产品压块和测量探针的上下距离差的差值即是产品的真实段差。

按上述技术方案，本发明不仅可测量段差，还可测量各种产品的表面偏差，如产品的平面度。

所述产品压块上设有第一测力组件。升降装置在驱动产品压块下行的过程中，第一测力组件对产品压块所受力的情况进行测量，结合位移测量装置对产品压块位移的数据，准确地判断产品压块在下行位移某个值时，产品压块接触到产品或标准块。其中，产品压块接触到产品或标准块时，产品压块受力情况发生变化，第一测力组件所测得值能体现这种变化，据此判断产品压块接触到产品或标准块。

所述第一测力组件包括安装在产品压块上的第一称重传感器、安装在第一称重传感器上方的重量块；所述产品压块和重量块滑动配合在第一导轨上，第一导轨安装在升降装置上。所述第一导轨的上方设有导轨上保护块，第一导轨的下方设有导轨下保护块，第一导轨上设有承托重量块的托块。

所述测量探针上设有第二测力组件。升降装置在驱动测量探针下行的过程中，第二测力组件对测量探针所受力的情况进行测量，结合位移测量装置对测量探针位移的数据，准确地判断测量探针在下行位移某个值时，测量探针接触标准块，或者，测量探针接触产品上的小气泡并将其内的空气挤出。其中，测量探针接触到产品上的小气泡并将其内的空气挤出时，测量探针受力情况发生变化，第二测力组件所测得值能体现这种变化，据此判断测量探针接触到产品上的小气泡并将其内的空气挤出。

所述第二测力组件包括测量探针上的第二称重传感器、安装在第二称重传感器上方的导轨连接块，导轨连接块滑动配合在第二导轨上，第二导轨安装在升降装置上。所述导轨连接块上设有限位销，升降装置上开设长条形限位孔，限位销配合在限位孔内，限位销可在限位孔中上下滑动。

所述升降装置包括由伺服电机驱动的丝杆机构。

利用伺服电机的位置控制模式，通过位移测量装置、第一测力组件和第二测力组件对数据的采集，获得“接触力-位移”的曲线，可以快速、准确的得出产品的准确段差。相比伺服电机力矩模式测量，本发明有效克服力矩、行程、力矩、行程的循环反馈误差，且速度、准确度和稳定性都较高。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种接触式测量段差的装置的平面结构示意图；

图2为本发明一种接触式测量段差的装置的立体结构示意图；

图3为本发明一种接触式测量段差的装置另一视角的立体结构示意图；

图4为图1中测量组件100的立体结构示意图；

图5为图1中测量组件100另一视角的立体结构示意图；

图6为图1中测量组件100的平面结构示意图；

图7为测量组件100测量产品90时拟合出的第一张“力-位移曲线”图；

图8为测量组件100测量产品90时拟合出的第二张“力-位移曲线”图。

图中符号说明：

100、测量组件；

10、产品压块；11、弯折部；

20、测量探针；

30、第一称重传感器；31、重量块；32、第一导轨；33、导轨上保护块；34、导轨下保护块；35、托块；

40、第二称重传感器；41、导轨连接块；42、第二导轨；43、限位销；

50、伺服电机；501、减速器；51、丝杆机构；52、升降组件；

60、机架板；

70、直线光栅尺；

80、标准块；

90、被测产品。

具体实施方式

结合图1至图3，一种接触式测量段差的装置，包括安装在机架板60上的升降装置和位移测量装置、安装在升降装置上的测量组件100，所述测量组件包括产品压块10和测量探针20，位移测量装置对产品压块和测量探针的位移量进行测量。

所述升降装置包括由伺服电机50驱动的丝杆机构51，丝杆机构的螺母与升降组件52连接，升降组件随着丝杆机构的丝杆旋转而升降。

所述位移测量装置优选直线光栅尺70。

结合图4至图6，产品压块10和测量探针20活动安装在升降组件52上；产品压块设有弯折部11，弯折部上开设穿孔，测量探针20活动插设在穿孔内。

所述产品压块10上设有第一测力组件。所述第一测力组件包括安装在产品压块10上的第一称重传感器30、安装在第一称重传感器上方的重量块31；所述产品压块和重量块滑动配合在第一导轨32上，第一导轨安装在升降组件52上。所述第一导轨32的上方设有导轨上保护块33，第一导轨的下方设有导轨下保护块34，第一导轨上设有承托重量块31的托块35。

所述测量探针20上设有第二测力组件。所述第二测力组件包括安装测量探针20上的第二称重传感器40、安装在第二称重传感器上方的导轨连接块41，导轨连接块滑动配合在第二导轨42上，第二导轨安装在升降组件52上。所述导轨连接块41上设有限位销43，升降装置上开设长条形限位孔，限位销配合在限位孔内。

操作中，本发明所述一种接触式测量段差的装置的工作流程如下：

第一，标定测量探针20与产品压块10的距离。把标准块80放入载具，伺服电机50驱动升降组件52下行，当产品压块10快要接触标准块80时，伺服电机50获得信号，走位置控制模式，数据采集卡分别对第一称重传感器30和第二称重传感器40的力信号采集，并且将直线光栅尺70反馈的脉冲转变为位移，伺服电机50到某一固定位置时停止前进，力和位移信息采集结束。具体地，产品压块10首先接触标准块80，之后，测量探针20接触标准块80，根据直线光栅尺70采集的数据信息，得出产品压块10和测量探针20的下行位移差，该位移差即是产品压块和测量探针的上下距离差。

第二，测量产品的名义段差。把产品90放入载具，伺服电机50驱动升降组件52下行，当产品压块10快要接触产品90时，伺服电机50获得信号，走位置控制模式，数据采集卡分别对第一称重传感器30和第二称重传感器40的力信号采集，并且将直线光栅尺70反馈的脉冲转变为位移，伺服电机50到某一固定位置时停止前进，力和位移信息采集结束，拟合出两个连续的“力-位移曲线”(如图7、图8)，运用数学算法(微积分)找出产品压块10刚接触产品的位置H1，测量探针20挤压气泡力0.20N时的位移H2，产品的名义段差即是H1和H2的差值。

第三，上述名义段差与上述产品压块10和测量探针20的上下距离差的差值即是产品90的真实段差。

由于被测产品90中间有小气泡，所以要采用接触式测量方法。本发明所述一种接触式测量段差的装置，可以采用0.05N～2N范围内任一需求力挤出气泡中空气，并获得重复精度在0.01mm以内的段差测量。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种接触式测量段差的装置，包括安装在升降装置上的产品压块(10)和测量探针(20)；其特征在于：产品压块和测量探针活动安装在升降装置上，所述接触式测量段差的装置设有对产品压块和测量探针的位移量进行测量的位移测量装置。

2.如权利要求1所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述产品压块(10)上设有第一测力组件。

3.如权利要求2所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述第一测力组件包括安装在产品压块(10)上的第一称重传感器(30)、安装在第一称重传感器上方的重量块(31)；所述产品压块和重量块滑动配合在第一导轨(32)上，第一导轨安装在升降装置上。

4.如权利要求3所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述第一导轨(32)的上方设有导轨上保护块(33)，第一导轨的下方设有导轨下保护块(34)，第一导轨上设有承托重量块(31)的托块(35)。

5.如权利要求1所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述测量探针(20)上设有第二测力组件。

6.如权利要求5所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述第二测力组件包括安装测量探针(20)上的第二称重传感器(40)、安装在第二称重传感器上方的导轨连接块(41)，导轨连接块滑动配合在第二导轨(42)上，第二导轨安装在升降装置上。

7.如权利要求6所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述导轨连接块(41)上设有限位销(43)，升降装置上开设长条形限位孔，限位销配合在限位孔内。

8.如权利要求1所述的一种接触式测量段差的装置，其特征在于：所述升降装置包括由伺服电机(50)驱动的丝杆机构(51)。