CN112444178A - 一种用于检测透镜厚度的万能治具 - Google Patents

Abstract

一种用于检测透镜厚度的万能治具，属于机械领域，包括治具外壳、V型块、导向滑块、丝杆螺母座、双螺纹螺杆；其治具外壳内部空间用于放置内部传动部件，上表面带有燕尾滑槽，用于放置导向滑块；下表面为镂空形式；侧面设有通孔，用于穿过双螺纹螺杆。两个V型块对称设于治具外壳上方，下方与导向滑块连接。两个导向滑块与双螺纹螺杆通过螺纹连接，且螺杆上设有螺纹旋向相反的双螺纹。本发明在同一个螺杆上设置双螺纹，可避免由于两个滑块连接不同螺杆，在两个螺杆转动时其转动角速度差异导致的透镜中心位置产生偏移的问题；v型块则有较高适应性，对不同口径的透镜都可以完成定心、加紧的工作。

Description

一种用于检测透镜厚度的万能治具

技术领域

本发明属于机械领域，涉及具有透镜中厚测量的装夹装置，尤其涉及一种用于检测透镜厚度的万能治具。

背景技术

在光学领域中，透镜中心厚度是光学系统中的一项重要参数，其加工质量的好坏决定了光学成像质量的好坏。当光学系统中的透镜应用到光刻机物镜、航天相机等高性能光学系统时，透镜中心厚度大小的一点点偏差都可能会导致成像质量不合格，所以对于它们的测量是必须严格控制精度的，尽可能地减小误差。在实际生产中，透镜在加工过程中和加工完成后都需要进行多次检测，如何在多次的检测中做到提高生产效率，降低工人劳动强度且不磨花镜片，一直受到广泛关注。

现有的接触式测量大多需要依照不同型号透镜更换夹具，一般使用千分尺或者千分表测量，同时需要人工纯手工操作。使用该方法测量时存在三方面缺点，一是测量效率较低、二是夹具制作成本高且测量精度不高，三是测量结果依赖于工人的技术水平。

在申请公布号为CN 209945266 U的专利中公开了一种光学镜片厚度检测装夹装置，此方法，虽然方便对光学镜片进行夹持，同时使得光学镜片位于载物槽的中心位置处，便于测量，但测量效率较低，测量精度不高，装置配合精度要求较高，在制作工艺上需要更高的要求。在申请公布号为CN 205763962 U的专利中公开了一种光学镜片厚度检测装夹装置。此方法虽然装夹可靠，同时能够保证定心精度。但是与现有的接触式透镜中厚测量很难配合工作，因此应用价值不高。为解决上述问题，本文提出一种智能检测透镜中厚的装夹装置及方法，该方法既可以可靠装夹透镜，提高生产效率，达到降低工人劳动强度的目的，又可以通过v型块保证定心精度，降低生产成本。

发明内容

本发明针对现有的技术问题，提供了一种智能检测透镜中厚的装夹装置。

本发明采用的技术方案为：

一种用于检测透镜厚度的万能治具，包括治具外壳2、V型块1、导向滑块4、丝杆螺母座3、双螺纹螺杆5，V型块1、导向滑块4、丝杆螺母座3、双螺纹螺杆5组成传动部件。

所述的治具外壳2为圆柱形外壳，其内部空间用于放置内部传动部件，其上表面带有燕尾滑槽，用于放置导向滑块4；下表面为镂空形式；侧面设有通孔，用于穿过双螺纹螺杆5。

所述的两个V型块1对称设于治具外壳2上方，下方与导向滑块4连接。所述V型块1底部设有凸起结构，V型块1一侧为矩形，相对的另一侧设有V字形开口，开口表面为主要工作接触面，用于夹持圆形工件，在测量时对透镜进行定位，保证测量的接触点准确无误的在透镜的中心部位，并且提供适当的夹紧力，避免透镜的晃动，保证测量精度。所述的V型块下方与导向滑块4配合，动力由双螺纹螺杆5传递至导向滑块4，再由导向滑块4通过丝杆螺母座3传递至V型块1。

所述的双螺纹螺杆5为圆柱形杆，其上设有对称布置的双螺纹，且两边的螺纹旋向相反；所述的两个导向滑块4与双螺纹螺杆5通过螺纹连接，旋向相反的螺纹能够实现两个导向滑块4靠近或远离的运动。所述的双螺旋螺杆5端部与转动电机相连，电机的转动由主控制系统进行控制，能够避免在二者的转动角度上的误差，双螺旋螺杆部分将旋转运动最终转换为v型块1的直线运动。

所述的丝杆螺母座3为侧面开有通孔，通孔内设有内螺纹，内螺纹与双螺纹螺杆5的外螺纹啮合进行传动，用于将丝杆旋转运动转换为导向滑块的直线运动。丝杆螺母座3侧面设有用于连接导向滑块4的螺纹孔，通过螺栓固定导向滑块4。

所述的两个导向滑块4位于治具外壳2的燕尾滑槽中，其整体分为上下两部分。所述的上半部分为垂直结构，其上表面是带有矩形凹槽的矩形表面，所述凹槽与v型块1下表面矩形突起相配合。所述的下半部分通过螺栓与丝杆螺母座3侧面连接，用于传递运动并支撑v型块1。所述导向滑块4与定心v型块1采用相对位的连接方式容易拆卸。主要当测量v型块1或者导向滑块4出现影响较大的磨损，能够较为方便的进行更换，能够节省成本。

采用上述的v型块定位的方法可以有效的保证夹持工件时提供一定精度的定心。

本发明的有益效果为：

(1)同一个双螺纹螺杆上设置双螺纹，可以避免由于两个滑块连接不同的螺杆，在两个螺杆转动时的转动角速度的差异，而导致透镜的中心位置产生偏移，测量的不是透镜中厚。

(2)上述元件的运动均有主控制系统进行控制，大幅减少的了工人的操作步骤，减轻了工人的劳动强度，降低了由操作失误导致的工件表面划伤、测量不准确的概率。同时，由传感器进行工件的夹紧、测量，节省了工人的读数时间和记录数据的时间，缩短工时提高检测效率。可移动的v型块则有较高的适应性，对不同口径的透镜都可以完成定心、加紧的工作。

附图说明

图1为万能治具装配结构示意图；

图2为导向滑块与双螺纹螺杆的局部示意图；

图3为万能治具的俯视图。

图4为治具外壳的局部示意图；

图5为的V型块的局部示意图；

图6为的导向滑块的局部示意图；

图7为的丝杆螺母座的局部示意图；

图中：1V型块、2治具外壳、导向滑块4、丝杆螺母座4、双螺纹螺杆5。

具体实施方式

为解决上述中厚测量的关键性问题，本案发明人进行了精心设计研讨，设计出一种用于检测透镜厚度的万能治具。

下面结合说明书附图对实施方式进行说明

如图1所示，万能治具包括治具外壳2、V型块1、导向滑块4、丝杆螺母座3、双螺纹螺杆5，V型块1、导向滑块4、丝杆螺母座3、双螺纹螺杆5组成传动部件。

所述的治具外壳2为圆柱形外壳，其内部空间用于放置内部传动部件，其上表面带有燕尾滑槽，用于放置导向滑块4。下表面为镂空形式，治具外壳2采用半包围式将将大多数零件盖在下方，能够有效避免灰尘、碎屑对传动精度的干扰，有利于长期保持高的定心精度。侧面设有通孔，用于穿过双螺纹螺杆5。所述治具外壳2中心开有供测量探头伸入的小孔，并在小孔两侧开有中心对称的两个滑槽，起到导向性作用。

所述的两个V型块1对称设于治具外壳2上方，下方与导向滑块4连接。V型块1底部设有凸台。V型块1一侧为矩形，相对的另一侧设有V字形开口，开口表面为主要工作接触面，用于夹持圆形工件，在测量时对透镜进行定位，保证测量的接触点准确无误的在透镜的中心部位，并且提供适当的夹紧力，避免透镜的晃动，保证测量精度。所述的V型块下方与跟导向滑块4配合，动力由双螺纹螺杆5传递至导向滑块4，再由导向滑块4通过丝杆螺母座3传递至V型块1。由于透镜材质的特性不同，并且透镜的表面质量对透镜的成像质量有着至关重要的影响，故在v型块1下方设计了对透镜可以起到一定支撑和辅助定位作用的凸台，能够有效避免透镜的变形；v型块1与透镜接触表面装有压电感应元件，保证在加紧过程中施加在透镜上的力是一个恒力，避免由于夹紧力过大引起透镜出现比较大的形变甚至破损。

所述的双螺纹螺杆5为圆柱形杆，其上设有对称布置的双螺纹，且两边的螺纹旋向相反，螺距，线数，螺纹类型等参数相同；所述的两个导向滑块4与双螺纹螺杆5通过螺纹连接，旋向相反的螺纹能够实现两个导向滑块4靠近或远离的运动。所述的双螺旋螺杆5端部与转动电机相连，电机的转动由主控制系统进行控制，能够避免在二者的转动角度上的误差，双螺旋螺杆部分将旋转运动最终转换为v型块1的直线运动。双螺旋螺杆5两端螺纹采用梯形螺纹，其传动性好保证夹持过程的流畅度，有效避免卡顿而影响定位精度，同时又能保证很高的传动精度。对透镜进行夹持时，丝杆旋转时，两个导向滑块4的同时向中心移动相同具体，以保证定心v型块1夹紧透镜时有较高的定位精度，同时间接保证中厚测量接触点为透镜中心。

所述的丝杆螺母座3为侧面开有通孔，通孔内设有内螺纹，内螺纹与双螺纹螺杆5的外螺纹啮合进行传动，用于将丝杆旋转运动转换为导向滑块的直线运动。丝杆螺母座3侧面设有用于连接导向滑块4的螺纹孔，通过螺栓固定导向滑块4。

所述的两个导向滑块4位于治具外壳2的燕尾滑槽中，其整体分为上下两部分。所述的上半部分为垂直结构，其上表面是带有矩形凹槽的矩形表面，所述凹槽与v型块1下表面矩形突起相配合。所述的下半部分通过螺栓与丝杆螺母座3侧面连接，用于传递运动并支撑v型块1。所述导向滑块4与定心v型块1采用相对位的连接方式容易拆卸。主要当测量v型块1或者导向滑块4出现影响较大的磨损，能够较为方便的进行更换，能够节省成本。导向滑块4在治具外壳的滑槽中进行运动，可以保证两个v型块1有具有足够的位置精度，保证定心的准确性。

针对测量透镜中厚万能治具的详细工作过程；

第一步，在最开始测量之前，需要进行装置夹持精度的检测。

将标准厚度的透镜放入治具中，旋转双螺旋螺杆5使v型块1向透镜靠拢直至夹紧，然后上下探针运动，当上下探针都分别和透镜接触时，停止进给，测量出标准样件透镜的中心厚度，将得到的值和标准值比较，若误差在允许的范围内，则说明夹具夹持精度满足要求。

第二步，将待测透镜放入装置中，由电机带动双螺旋螺杆5转动，在双螺旋螺杆5转动时导向滑块4在v型支撑槽中做直线运动，带动v型块1沿直线滑槽向中心靠拢完成透镜的定心加紧。

第三步，上下透镜探针运动，当探针与透镜上下表面接触即停止，测量出透镜的中心厚度并记录数据。

第四步，测量结束，测量探头复位和v型块1复位，取下透镜。等待进行下一次测量。

以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于检测透镜厚度的万能治具，其特征在于，所述的万能治具包括治具外壳(2)、V型块(1)、导向滑块(4)、丝杆螺母座(3)、双螺纹螺杆(5)，其中，V型块(1)、导向滑块(4)、丝杆螺母座(3)、双螺纹螺杆(5)组成传动部件；

所述的治具外壳(2)为圆柱形外壳，内部空间用于放置内部传动部件，上表面带有燕尾滑槽，用于放置导向滑块(4)；下表面为镂空形式；侧面设有通孔，用于穿过双螺纹螺杆(5)；

所述的两个V型块(1)对称设于治具外壳(2)上方，下方与导向滑块(4)连接；所述V型块(1)底部设有凸起结构，V型块(1)一侧为矩形，相对的另一侧设有V字形开口，开口表面为主要工作接触面，用于夹持圆形工件，在测量时对透镜进行定位；所述的V型块下方与导向滑块(4)配合；

所述的双螺纹螺杆(5)上设有对称布置的双螺纹，且两边的螺纹旋向相反；两个导向滑块(4)与双螺纹螺杆(5)通过螺纹连接，旋向相反的螺纹能够实现两个导向滑块(4)靠近或远离的运动；所述的双螺旋螺杆5端部与转动电机相连；

所述的丝杆螺母座(3)为侧面开有通孔，通孔内设有内螺纹，内螺纹与双螺纹螺杆(5)的外螺纹啮合进行传动，用于将丝杆旋转运动转换为导向滑块(4)的直线运动；丝杆螺母座(3)侧面固定导向滑块(4)；

所述的两个导向滑块(4)位于治具外壳(2)的燕尾滑槽中，其整体分为上下两部分；其上半部分为垂直结构，上表面是带有矩形凹槽的矩形表面，凹槽与V型块(1)下表面矩形突起相配合；其下半部分与丝杆螺母座(3)侧面连接，用于传递运动并支撑V型块(1)；

所述导向滑块(4)与定心V型块(1)采用相对位的连接方式；动力由双螺纹螺杆(5)传递至导向滑块(4)，再由导向滑块(4)通过丝杆螺母座(3)传递至V型块(1)，即双螺旋螺杆部分将旋转运动最终转换为V型块(1)的直线运动。

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