CN108709531B - 平面度测量的柔性装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平面度测量的柔性装置，本发明的平面度测量柔性装置，借助大量探针获取被测平面的高度信息，同时通过内置计算程序可快速计算出平面度数值，并实时显示出来，测量较为方便，通过大数量探针获得测量点高度值，提高了测试的准确性，同时由于柔性连接装置可扩大缩小的特点，该装置大小可伸缩、调节，适用范围更广，适合不同大小连续平面的平面度测量，属于一种适用范围广泛的直接法测量平面度的装置，精度可达到0.01mm。

Description

平面度测量的柔性装置

技术领域

本发明涉及一种平面度测量的柔性装置。

背景技术

在机械类产品生产、装配过程中，经常遇到平面度测量问题。平面度指实际平面对其理想平面的变动量。传统的平面度测量方法有直接法和间接法多种。其中多数直接法测量较为直观、简单，但测量误差较大；大多数间接法测量，测试方法较为复杂，受测试条件局限性较大。

传统的平面度直接测量方法有间隙法、指示表法、光轴法、干涉法。

间隙法：将被测平面内的任一直线与由刀口尺寸、平板体现的测量基准线间形成的光隙与标准光隙相比较，并测量不同方向的若干截面中的直线度误差，取其中最大值作为平面度近似值。指示表法：此方法通过精密平台等建立测量平面，再用带有指示表的测量装置或坐标测量仪测出被测平面相对测量基础面的偏差值，通过数据处理评定平面误差值。上述测量方法测量误差较大。

光轴法：采用准直类仪器，以其光轴经转向棱镜扫瞄的平面作为测量基面，测出被测平面相对测量基面的偏离量，进而评定平面度误差。该方法适用于一般精度的大平面的平面度误差测量。干涉法：用平晶的工作面体现测量基面，利用光波干涉原理，根据平晶与被测平面贴合后出现的干涉条纹的形状和条数来确定平面度误差。此方法适用于经过精研的小平面。上述方法都有其测量局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平面度测量的柔性装置。

为解决上述问题，本发明提供一种平面度测量的柔性装置，包括：

包括柔性连接机构、探针、感应测量装置和数据微处理器，其中，

所述柔性连接机构用于固定多个探针，每个探针的一端与平面柔性机构的连接点为一个节点，

每个探针的另一端与被测平面紧密接触；

所述感应测量装置包括力学传感器和与所述力学传感器连接的中央处理器，力学传感器包括在每个节点处设置的感应探头，所述感应探头与中央处理器电气连接；

所述数据微处理器通过电缆与所述中央处理器相连，所述数据微处理器接收所述中央处理器传输的数据，所述数据微处理器根据接收的所述数据计算出平面度值通过显示器进行输出。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，所述柔性连接机构实现横向、纵向的收缩和拉长，并带动所述探针的间距同比例收缩或延长，同时保持所有节点始终处于同一平面。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，所述柔性连接机构的平面度为1um，同时每个节点始终处于平面度为1um的平面内。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，所述探针为相同或不同组别个数，所述探针的组别个数包括100×80、80×60、60×40，40×20。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，每个探针的的自由长度为10mm。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，所述探针的直径为0.2mm，由弹性材料制成，每个探针在压缩范围在0-5mm内，根据所述探针的压缩量的不同，对应节点处承受相对应的压缩力。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，所述探针压缩时，根据压缩量的不同，产生不同的压缩力，力学传感器将每个节点的感应探头感应到的所述压缩力的大小转化为相应的电信号，传输给中央处理器，中央处理器通过电缆将所述电信号输送入数据微处理器。

进一步的，在上述平面度测量的柔性装置中，所述数据微处理器中内置平面度计算程序，所述平面度计算程序以所述中央处理器发送的表征每个探针的压缩力的大小的电信号作为输入，计算出被测平面的平面度，通过显示器实时显示平面度数值。

与现有技术相比，本发明的平面度测量柔性装置，借助大量探针获取被测平面的高度信息，同时通过内置计算程序可快速计算出平面度数值，并实时显示出来，测量较为方便，通过大数量探针获得测量点高度值，提高了测试的准确性，同时由于柔性连接装置可扩大缩小的特点，该装置大小可伸缩、调节，适用范围更广，适合不同大小连续平面的平面度测量，属于一种适用范围广泛的直接法测量平面度的装置，精度可达到0.01mm。

附图说明

图1是本发明一实施例的柔性连接机构与探针装配示意图；

图2是本发明一实施例的平面度测量柔性装置布局图；

图3是本发明一实施例的平面度测量柔性装置实施图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～3所示，本发明提供一种平面度测量的柔性装置，包括柔性连接机构1、探针2、感应测量装置3和数据微处理器3，其中，

所述柔性连接机构1用于固定多个探针2，每个探针2的一端与平面柔性机构1的连接点为一个节点5，

每个探针的另一端与被测平面6紧密接触；

所述感应测量装置3包括力学传感器和与所述力学传感器连接的中央处理器，力学传感器包括在每个节点处设置的感应探头，所述感应探头与中央处理器电气连接；

所述数据微处理器4通过电缆与所述中央处理器相连，所述数据微处理器接收所述中央处理器传输的数据，数据微处理器根据接收的所述数据计算出平面度值通过显示器7进行输出。

在此，平面度实时测量柔性装置使用时，将该装置探针置于被测平面上，调整柔性连接机构，使其大小与被测平面大小相适应，探针均触及被测平面。开启装置开关，感应测量装置开始获取表征探针收缩量的力学数据，并将该数据转化为电信号通过电缆传输至数据微处理器。数据微处理器计算出平面度值通过显示器进行输出。

平面度实时测量柔性装置包含探针、感应测量装置、柔性连接机构和数据微处理器四个部分。其中探针与柔性连接机构为机械连接，位置相对固定，感应测量装置与柔性连接机构、数据微处理器之间为电气连接。

本发明的平面度测量的柔性装置一实施例中，所述柔性连接机构实现横向(X向)、纵向(Y向)的收缩和拉长，并带动所述探针的间距同比例收缩或延长，同时保持所有节点始终处于同一平面。

本发明的平面度测量的柔性装置一实施例中，所述柔性连接机构的平面度要求为1um，并要求兼具柔性与刚性，即可实现横向(X向)、纵向(Y向)的自由收缩和拉长，同时又要求每个节点始终处于平面度为1um的平面内。

为此，所述柔性连接机构和定探针组装完成后，需整体进行磨削，以达到探针安装平面的平面度要求。

本发明的平面度测量柔性装置一实施例中，所述探针为相同或不同组别个数，所述探针的组别个数包括100×80、80×60、60×40，40×20。

在此，可根据需要设置100×80、80×60、60×40，40×20等不同组别个数的探针。

本发明的平面度测量柔性装置一实施例中，每个探针的的自由长度为10mm。

本发明的平面度测量柔性装置一实施例中，所述探针的直径为0.2mm，由弹性材料制成，每个探针在压缩范围在0-5mm内，根据所述探针的压缩量的不同，对应节点处承受相对应的压缩力。

在此，每个探针在柔性连接装置的每个节点处均安装一个探针。其中探针的弹性必须可靠保证，既要与被测平面接触紧密，又要求能在0-5mm范围内可靠压缩。

本发明的平面度测量柔性装置一实施例中，所述探针压缩时，根据压缩量的不同，产生不同的压缩力，力学传感器将每个节点的感应探头感应到的所述压缩力的大小转化为相应的电信号，传输给中央处理器，中央处理器通过电缆将所述电信号输送入数据微处理器。

在此，力学传感器的感应探头安装于每个节点处。力学传感器按感应探头感知的压缩力不同转化为相应的电信号传输给中央处理器。中央处理器再通过电缆将电信号输送入数据微处理器。

本发明的平面度测量柔性装置一实施例中，所述数据微处理器中内置平面度计算程序，所述平面度计算程序以所述中央处理器发送的表征每个探针的压缩力的大小的电信号作为输入，计算出被测平面的平面度，通过显示器实时显示平面度数值。

在此，数据微处理器通过内置平面度计算程序，计算出被测平面的平面度，通过显示器实时显示平面度数值。

本发明的平面度测量柔性装置，借助大量探针获取被测平面的高度信息，同时通过内置计算程序可快速计算出平面度数值，并实时显示出来，测量较为方便，通过大数量探针获得测量点高度值，提高了测试的准确性，同时由于柔性连接装置可扩大缩小的特点，该装置大小可伸缩、调节，适用范围更广，适合不同大小连续平面的平面度测量，属于一种适用范围广泛的直接法测量平面度的装置，精度可达到0.01mm。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种平面度测量的柔性装置，其特征在于，包括：

包括柔性连接机构、探针、感应测量装置和数据微处理器，其中，所述柔性连接机构用于固定多个探针，每个探针的一端与平面柔性机构的连接点为一个节点，

每个探针的另一端与被测平面紧密接触；

所述感应测量装置包括力学传感器和与所述力学传感器连接的中央处理器，力学传感器包括在每个节点处设置的感应探头，所述感应探头与中央处理器电气连接；

所述数据微处理器通过电缆与所述中央处理器相连，所述数据微处理器接收所述中央处理器传输的数据，所述数据微处理器根据接收的所述数据计算出平面度值通过显示器进行输出；所述柔性连接机构实现横向、纵向的收缩和拉长，并带动所述探针的间距同比例收缩或延长，同时保持所有节点始终处于同一平面。

2.如权利要求1所述的平面度测量的柔性装置，其特征在于，所述柔性连接机构的平面度为1um，同时每个节点始终处于平面度为1um的平面内。

3.如权利要求1所述的平面度测量的柔性装置，其特征在于，所述探针为相同或不同组别个数，所述探针的组别个数包括100×80、80×60、60×40，40×20。

4.如权利要求1所述的平面度测量的柔性装置，其特征在于，每个探针的的自由长度为10mm。

5.如权利要求1所述的平面度测量的柔性装置，其特征在于，所述探针的直径为0.2mm，由弹性材料制成，每个探针在压缩范围在0-5mm内，根据所述探针的压缩量的不同，对应节点处承受相对应的压缩力。

6.如权利要求5所述的平面度测量的柔性装置，其特征在于，所述探针压缩时，根据压缩量的不同，产生不同的压缩力，力学传感器将每个节点的感应探头感应到的所述压缩力的大小转化为相应的电信号，传输给中央处理器，中央处理器通过电缆将所述电信号输送入数据微处理器。

7.如权利要求6所述的平面度测量的柔性装置，其特征在于，所述数据微处理器中内置平面度计算程序，所述平面度计算程序以所述中央处理器发送的表征每个探针的压缩力的大小的电信号作为输入，计算出被测平面的平面度，通过显示器实时显示平面度数值。

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