CN207610675U - 一种数字化平面度标准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字化平面度标准装置，包括等倾干涉箱和数据处理机构，所述等倾干涉箱的箱体为具有开口的恒温装置，在所述等倾干涉箱的箱体内设置有光路组件、用于放置被检器具的工作台以及运动控制机构，所述被检器具在工作台上放置的位置与光路组件的入射端对应，所述光路组件的出射端与设置在等倾干涉箱外的干涉图像获取机构对应，所述干涉图像获取机构与数据处理机构连接，所述运动控制机构用于控制工作台在等倾干涉箱内的移动。本实用新型通过采用干涉图像获取机构加半自动控制的组合，既可提高工作效率，降低操作难度，同时能提高检测精度，实现被检器具的研磨面平面度快速准确的检定。

Description

一种数字化平面度标准装置

技术领域

本实用新型属于器具检测技术领域，特别涉及一种数字化平面度标准装置。

背景技术

由于刀口形直尺是生产现场重要的平直度器具，各厂所的检定需求量大，部分厂所建立了“刀口形直尺检定装置”，需要将主标准器（研磨面平尺）送检至上级计量机构。目前，川内军工计量机构均未建立“研磨面平尺检定装置”，各厂所需将研磨面平尺送检至北京等外地的计量技术机构，计量的进度和周期都无法满足军工的及时性要求，给军工单位的计量保障造成一定困难，影响平直度器具的量传工作。

随着计量市场的逐步扩大，各级客户对研磨面平尺及标准平晶的使用需求逐渐增多，间接导致其量传需求增大。在平面度量传工作中，存在的问题主要体现在以下几个方面：

我所作为区域计量站，没有研磨面平尺的检定能力，无法满足本区域的每年100多件的研磨面平尺量传需求，该项标准在川内存在着技术空白。

解决研磨面平尺量传主要设备是等倾干涉仪类仪器，目前市面上购置不到等倾干涉仪，同类的进口设备往往在400万左右，价格昂贵，投入成本太高。

传统的等倾干涉仪存在着设备老化、自动程度不高、人为因素影响大的弊端，已逐渐退出计量机构。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种既可提高工作效率，降低操作难度，同时能提高检测精度的数字化平面度标准装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种数字化平面度标准装置，其特征在于：包括等倾干涉箱和数据处理机构，所述等倾干涉箱的箱体为具有开口的恒温装置，在所述等倾干涉箱的箱体内设置有光路组件、用于放置被检器具的工作台以及运动控制机构，所述被检器具在工作台上放置的位置与光路组件的入射端对应，所述光路组件的出射端与设置在等倾干涉箱外的干涉图像获取机构对应，所述干涉图像获取机构与数据处理机构连接，所述运动控制机构用于控制工作台在等倾干涉箱内的移动。

本实用新型所述的数字化平面度标准装置，其所述光路组件由若干镜组依据等倾干涉原理组成。

本实用新型所述的数字化平面度标准装置，其所述工作台由主工作台以及内嵌在主工作台中心部分的旋转台组成，所述主工作台与运动控制机构连接，所述被检器具放置于旋转台上。

本实用新型所述的数字化平面度标准装置，其所述被检器具通过安装夹具固定设置在工作台上。

本实用新型所述的数字化平面度标准装置，其所述运动控制机构包括传动丝杆、控制电机以及微动手轮，所述控制电机的动力输出端与传动丝杆连接，所述传动丝杆与工作台连接，所述传动丝杆用于将控制电机的转动变为工作台的纵向移动，所述微动手轮与传动丝杆连接，用于传动丝杆的微调。

本实用新型通过采用干涉图像获取机构加半自动控制的组合，既可提高工作效率，降低操作难度，同时能提高检测精度，实现被检器具的研磨面平面度快速准确的检定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1为等倾干涉箱，2为数据处理机构，3为光路组件，4为被检器具，5为工作台，6为干涉图像获取机构，7为安装夹具，8为传动丝杆，9为控制电机，10为微动手轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种数字化平面度标准装置，包括等倾干涉箱1和数据处理机构2，所述数据处理机构可以为计算机，用于负责整套装置的数据处理，所述等倾干涉箱1的箱体为具有开口的恒温装置，主要隔绝外界对工作光路的影响并保持合适的检测环境，在所述等倾干涉箱1的箱体内设置有光路组件3、用于放置被检器具4的工作台5以及运动控制机构，所述光路组件3由若干镜组依据等倾干涉原理组成，所述被检器具4在工作台5上放置的位置与光路组件3的入射端对应，所述光路组件3的出射端与设置在等倾干涉箱1外的干涉图像获取机构6对应，所述干涉图像获取机构可以为相机或CCD摄像机，所述干涉图像获取机构6与数据处理机构2连接，所述运动控制机构用于控制工作台5在等倾干涉箱1内的移动。

其中，通过相机用来读取得到的干涉图像，根据干涉光路原理，得到的干涉图像成像于固定位置的镜组中的显示屏上，通过调整相机与显示屏之间的位置关系，将显示屏的图像收集反馈到相机内，再以图像数据传输至分析程序。相机需使用高分辨率的彩色相机，并对得到干涉光谱敏感。相机与显示屏间的距离可调，但在测量过程中保持不变。为了监控测量过程中干涉环的变化情况，可在光路中设计传统的人眼识别目镜，作为相机监测的补充。

在本实施例中，所述运动控制机构包括传动丝杆8、控制电机9以及微动手轮10，所述控制电机9的动力输出端与传动丝杆8连接，所述传动丝杆8与工作台5连接，所述传动丝杆8用于将控制电机9的转动变为工作台5的纵向移动，是承载本装置纵向运动的主要组件，控制电机根据运行程序指令，将需运行的距离转化为电机的转速及步进参数传递到传动丝杆上，进而带动丝杆上安装的工作台沿丝杆轴线方向运行，即实现工作台的纵向移动。所述微动手轮10与传动丝杆8连接，用于传动丝杆8的微调，在需精密控制步距时使用。

其中，所述工作台5是承载被检器具4的主要平台，所述被检器具4通过安装夹具7固定设置在工作台5上，所述工作台5由主工作台以及内嵌在主工作台中心部分的旋转台组成，所述主工作台与运动控制机构连接，负责工作台的纵向移动，所述被检器具4放置于旋转台上，负责被检器具在平台上的旋转。所述工作台一方面通过传动丝杆与运动机构相连接，实现工作过程的调控，另一方面通过控制被检器具与光路组件间的位置关系，得到干涉环，由此工作台的运动分为两个方向，常用的方式是沿丝杆方向的纵向移动，另一个方式则是围绕垂直工作台的旋转台轴心线进行旋转。工作台与光路组件间的Z向距离是固定的，对于不同的被测器具，通过定制的安装夹具来调整安装处与光路组件间的相对位置，保证得到干涉环。

本实用新型的检测过程是：

（1）被检器具放入等倾干涉箱内的工作台上，恒温时间满足设计要求。

（2）通过运动控制机构，调整被检器具在工作台上的摆放位置及状态，直至在CCD摄像机中捕获到清晰的等倾干涉环图像。

（3）通过微动手轮，控制等倾干涉环位置及变动速率。

（4）检测程序通过捕获计算机屏幕上的等倾干涉环的位置及变动方向及趋势，计算干涉环的标准直径D0和级序差。

（5）由标准直径D0和级序差计算被检器具的平面度参数，检测程序自动出具检测报告。

本实用新型采用CCD摄像机加半自动控制（人工微动）的组合，既可提高工作效率，降低操作难度，同时能提高检测精度，本方案采用该种组合方式，即将人眼读数更换为CCD摄像机的图像处理设备，将机械运动部分增加微电机控制系统，实现整套装置的数字化自动处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种数字化平面度标准装置，其特征在于：包括等倾干涉箱（1）和数据处理机构（2），所述等倾干涉箱（1）的箱体为具有开口的恒温装置，在所述等倾干涉箱（1）的箱体内设置有光路组件（3）、用于放置被检器具（4）的工作台（5）以及运动控制机构，所述被检器具（4）在工作台（5）上放置的位置与光路组件（3）的入射端对应，所述光路组件（3）的出射端与设置在等倾干涉箱（1）外的干涉图像获取机构（6）对应，所述干涉图像获取机构（6）与数据处理机构（2）连接，所述运动控制机构用于控制工作台（5）在等倾干涉箱（1）内的移动。

2.根据权利要求1所述的数字化平面度标准装置，其特征在于：所述光路组件（3）由若干镜组依据等倾干涉原理组成。

3.根据权利要求1所述的数字化平面度标准装置，其特征在于：所述工作台（5）由主工作台以及内嵌在主工作台中心部分的旋转台组成，所述主工作台与运动控制机构连接，所述被检器具（4）放置于旋转台上。

4.根据权利要求1所述的数字化平面度标准装置，其特征在于：所述被检器具（4）通过安装夹具（7）固定设置在工作台（5）上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的数字化平面度标准装置，其特征在于：所述运动控制机构包括传动丝杆（8）、控制电机（9）以及微动手轮（10），所述控制电机（9）的动力输出端与传动丝杆（8）连接，所述传动丝杆（8）与工作台（5）连接，所述传动丝杆（8）用于将控制电机（9）的转动变为工作台（5）的纵向移动，所述微动手轮（10）与传动丝杆（8）连接，用于传动丝杆（8）的微调。