CN202533051U - 手持式表面粗糙度快速测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械制造领域，具体为一种手持式表面粗糙度快速测量仪。它由可手持工作的测头和显示仪表两部分组成，通过航空插头和屏蔽电缆线进行联接。在测头中，由红外发光二极管、光纤束、硅光电池、光纤耦合器、套筒、端盖组成的光纤传感器与V形块之间采用精密滑动配合，在弹簧作用下实现对被测工件的接触和定位。显示仪表利用键盘来选择某种切削加工方法，通过仪器电路对硅光电池输出的电信号进行放大、模-数转换和单片机数据处理，并在液晶显示器上显示测量结果及其测量的时间。该检测仪体积小，功耗低，操作方便快捷，不需要把工件从机床上取下来测量，可在多种机床上使用。

Description

手持式表面粗糙度快速测量仪

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，具体为一种手持式表面粗糙度快速测量仪。 

背景技术

表面粗糙度是机械零件加工质量的一个重要评定指标，它与摩擦、磨损、润滑、疲劳、腐蚀、配合和密封等使用性能都有着密切的关系，其好坏直接影响产品的工作寿命和可靠性。因此，对重要的、精密的加工零件进行表面粗糙度的快速测量尤为必要。然而，目前的测量仪器主要有两类：①电动轮廓仪（包括大型固定式和小型便携式）；②光学显微镜（包括双管显微镜和干涉显微镜）。光学显微镜通常是在计量室或实验室中使用，由于自动化程度差，测量效率低，现已少用。电动轮廓仪是利用仪器的金刚石测针在被测表面上以一定的移动速度自动划过，被测表面的微观高低不平将使测针作垂直方向的位移，再将测针的位移转换为电量并加以放大后送入计算机，就可在显示器上得到被测表面粗糙度的有关数据或通过记录器绘制出被测表面轮廓图。电动轮廓仪是目前广泛使用的表面粗糙度测量仪器。但它也存在如下不足之处：①电动轮廓仪的测针易划伤软质金属表面及精加工表面；②电动轮廓仪需要一个放置仪器的工作台，并把工件从机床或生产线上取下来测量，而且受到测针移动速度的限制，测量效率仍不高。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，为生产现场提供一种简便快捷的工件表面粗糙度测量仪。 

本实用新型所描述的表面粗糙度快速测量仪由可手持工作的测头和显示仪表两部分组成，如附图1所示。测头和显示仪表两部分通过航空插头12和屏蔽电缆线13进行联接。在测头中， Y型分支结构的同心圆型光纤束7通过紧定螺钉4、9、15分别与套筒6及光纤耦合器8固定，光纤耦合器8与套筒6、端盖11、红外发光二极管10、硅光电池14通过过盈配合或胶水固定联接为一体，V形块2与套筒6之间采用精密滑动配合， V形块2在弹簧5的作用下与工件接触实现定位，弹性挡圈3防止V形块2脱落。光纤耦合器8、套筒6、端盖11及V形块2均可用铝合金棒料来制作。显示仪表由电源开关17、液晶显示器16、键盘18、以及藏在仪表盒内的电池和仪器电路等组成。仪器电路由附图2和附图3构成。 

仪器的工作原理是：发光二极管10发出的光线通过光纤束7照射到工件1的被测表面，经过反射和散射后，部分光线再通过光纤束7照射到硅光电池14上，而硅光电池14的输出电信号大小与工件表面粗糙度值之间存在着对应关系，这种对应关系需要通过计量室的电动轮廓仪对相同的试件或标准样板来标定，并将标定曲线制成表格存放在单片机的程序存储器中。由于不同的加工方法（如车削、铣削、外圆磨削、平面磨削、研磨、抛光等）所获得的标定曲线不相同，需要分别对待。因此，仪器在测量前已将这些标定曲线事先存储好，测量时只要通过仪器上的键盘按键来选择，然后通过单片机系统电路对硅光电池14的输出电信号进行放大、模-数转换、采样、查表即可快速显示出表面粗糙度的数值。 

本实用新型的效果或特点是：测量仪体积小，功耗低，操作方便快捷，不需要把工件从机床上取下来测量，可在多种机床上使用。如果发现工件的测量结果还达不到技术要求，可接着继续加工，从而减少装夹次数，有利于提高劳动生产率。

附图说明

附图1为本实用新型的总体构造示意图。图中，1-工件，2-V形块，3-弹性挡圈，4-紧定螺钉，5-弹簧，6-套筒，7-光纤束，8-光纤耦合器，9-紧定螺钉，10-发光二极管，11-端盖，12-航空插头，13-屏蔽电缆线，14-硅光电池，15-紧定螺钉，16-液晶显示器，17-电源开关，18-键盘。 

附图2为本实用新型的单片机系统电路原理图。 

附图3为本实用新型的电源电路原理图。 

具体实施方式

下面结合附图1就本实用新型的实施例作进一步说明。 

测量工件前，先将测量部位擦干净。测量时，手持测头的光纤耦合器8或端盖11，使V形块2与套筒6的前端均接触到工件1，待测头稳定时打开显示仪表上的电源开关17，然后根据具体的加工方法在键盘18上选择相应的按键操作，即可在液晶显示器16上显示出表面粗糙度的数值及其测量的时间。测量结束后，关闭电源开关17。 

Claims (3)

1.一种手持式表面粗糙度快速测量仪，其特征在于它由可手持工作的测头和显示仪表两部分组成，测头和显示仪表通过航空插头和屏蔽电缆线进行联接。

2.按照权利要求1所述的手持式表面粗糙度快速测量仪，其特征在于测头中的Y型分支结构的同心圆型光纤束（7）通过紧定螺钉（4、9、15）分别与套筒（6）及光纤耦合器（8）固定，光纤耦合器（8）与套筒（6）、端盖（11）、红外发光二极管（10）、硅光电池（14）通过过盈配合或胶水固定联接为一体，V形块（2）与套筒（6）之间采用精密滑动配合，V形块（2）在弹簧（5）的作用下与工件接触实现定位，弹性挡圈（3）防止V形块（2）脱落。

3.按照权利要求1所述的手持式表面粗糙度测量仪，其特征在于显示仪表利用键盘（18）来选择车削、铣削、刨削、外圆磨削、平面磨削、研磨、抛光等不同加工方法中的一种，采用自稳零运算放大器ICL7650对硅光电池（14）输出的电信号进行放大，通过单通道8位模-数转换器ADC0804将电信号转换为数字信号送给内含20k大容量程序存储器的单片机89C55，采用日历时钟芯片PCF8583作为实时钟，经过单片机89C55数据处理后在液晶显示器（16）上显示出工件表面粗糙度的数值及其测量的时间。 

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