CN220583261U - 一种比较仪自动检定装置 - Google Patents

Abstract

一种比较仪自动检定装置，包括自动对焦数字相机、调节支架和检定仪测控箱；调节支架设置在检定仪测控箱的一侧，用于调整自动对焦数字相机在空间中的位置；检定仪测控箱的上方设置有夹持比较仪的夹具，检定仪测控箱内设置由动力机构驱动竖直滑动的测量滑块，测量滑块上端设置有检定测杆，检定测杆伸出测控箱顶在比较仪测杆的端面，测量滑块上还设置有检测滑块位移的光栅尺读数头。本实用新型便于和检定软件结合使用，从而提高比较仪检定的自动化水平、检定效率和准确度。

Description

一种比较仪自动检定装置

技术领域

本实用新型属于仪器检定技术领域，具体涉及一种比较仪自动检定装置。

背景技术

比较仪(包括扭簧比较仪、小扭簧比较仪和机械式比较仪等)是一类机械式长度测量仪器，常用于精密机加工和测量。特别是在轴承行业里，大量使用各类扭簧比较仪和机械式比较仪，使用量大于指示表(包括各种百分表和千分表)。

目前，比较仪的主要检定方法是使用比较仪校验台，通过量块进行检定。此种方法需要检定员手动操作，量块的操作需要一定的熟练度，且检定效率低，对于有大量比较仪的轴承厂来说，检定工作量很大，检定操作费时费力，且检定的数据记录完全靠人工肉眼估读、人工计算、手工记录，手段原始粗糙，无法实现记录数据自动化处理和数字化管理。

也有部分指示表检定仪厂家声称他们的指示表检定仪兼有检定比较仪的功能，只不过有一点，这些指示表检定仪都是卧式结构，检表时，比较仪只能水平横向安装在表座夹具上。但是按比较仪的检定规程(如《JJG 39-2004机械式比较仪》和国家标准(如GB-T-4755-2004扭簧比较仪)的技术要求，检定示值误差时，比较仪必须在垂直向下状态下进行。因此实际上这些卧式指示表检定仪并不适用于检定比较仪，其检定的数据并不是比较仪的真实精度，结果往往会把合格的比较仪错判为不合格。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种比较仪自动检定装置，便于和检定软件结合使用，从而提高比较仪检定的自动化水平、检定效率和准确度。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种比较仪自动检定装置，包括自动对焦数字相机、调节支架和检定仪测控箱；调节支架设置在检定仪测控箱的一侧，用于调整自动对焦数字相机在空间中的位置；检定仪测控箱的上方设置有夹持比较仪的夹具，检定仪测控箱内设置由动力机构驱动竖直滑动的测量滑块，测量滑块上端设置有检定测杆，检定测杆伸出测控箱顶在比较仪测杆的端面，测量滑块上还设置有检测滑块位移的光栅尺读数头。

所述自动对焦数字相机的镜头周围设置有光源。

所述光源为漫反射无影光源。

所述检定仪测控箱内设置有安装板，所述测量滑块滑动设置在安装板的直线导轨上。

所述动力机构为步进电机，步进电机安装在所述安装板上。

所述调节支架包括竖轴调节支架、纵轴微调机构和横轴调节支架，竖轴调节支架与横轴调节支架连接，纵轴微调机构与竖轴调节支架以及自动对焦数字相机。

所述横轴调节支架设有横向轨道以及沿横向轨道滑动的横向滑块，横向滑块上设置有锁紧其位置的紧定手轮，竖轴调节支架与横向滑块连接。

所述横向滑块上固定有支撑板，支撑板与竖轴调节支架的下部连接。

所述竖轴调节支架上设有丝杠螺母机构和与丝杠连接的转动手轮，丝杠螺母机构的螺母与所述纵轴微调机构连接。

所述纵轴微调机构包括竖向滑块和齿轮齿条机构，竖向滑块与所述丝杠螺母机构的螺母连接，齿轮齿条机构的齿轮轴伸出竖向滑块并安装有微调手轮，齿轮齿条机构的齿条与自动对焦数字相机连接。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型可适用于各类比较仪，包括扭簧比较仪、小扭簧比较仪、机械式比较仪等，检定过程全程自动化，不需要人工参与，检定速度快，检定效率高是使用量块的10倍以上；本实用新型的结构设置便于与检定软件结合，可以由检定软件自动获得镜头焦距、光线亮度等成像参数，比人工调焦、调节光圈和光源遮光板达到的效果更好更稳定，使得检表的结果重复性更高，检测结果更加准确可靠。

2、大大减轻了操纵人员的劳动强度，使得检定比较仪的过程更简便，更加智能化，是理想的比较仪检定装置。

附图说明

图1为本实用新型的三维视图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型在使用中，比较仪表盘的刻线范围示意图；

图4为本实用新型在使用中，计算比较仪指针旋转中心的算法流程图；

图5为本实用新型的使用中，自动对焦的算法流程图；

图中标记：1、自动对焦数字相机，2、漫反射无影光源，3、比较仪，301、比较仪测杆，302、表盘，4、竖轴调节支架，401、丝杠螺母机构，402、转动手轮，5、纵轴微调机构，6、横轴调节支架，601、横向滑块，602、紧定手轮，603、横向轨道，604、支撑板，7、夹具，8、检定仪测控箱，9、安装板，10、步进电机，11、电机支架，12、测量滑块，13、光栅尺读数头，14、检定测杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。

参照附图所示，本实用新型所述的一种比较仪自动检定装置包括自动对焦数字相机1、漫反射无影光源2、调节支架和检定仪测控箱8。

所述调节支架包括横轴调节支架6、竖轴调节支架4和纵轴微调机构5；所述横轴调节支架6与检定仪测控箱8的箱体固定连接，横轴调节支架6上设置有横向轨道603，并在横向轨道603上滑动设置横向滑块601，横向滑块601上设置有锁定滑块位置的紧定手轮602；横轴调节支架6的横向滑块601上固定设置一个L形的支撑板604，竖轴调节支架4固定在支撑板604上，竖轴调节支架4具有一个长方体盒体，其内设置有丝杠螺母机构401，丝杠螺母机构401的丝杠顶端伸出盒体并安装转动手轮402，丝杠螺母机构401的螺母和一个竖向滑块连接，竖向滑块设置有齿轮齿条机构，作为所述的纵轴微调机构5，齿轮齿条机构的齿轮轴伸出竖向滑块并安装有微调手轮，齿轮齿条机构的齿条与自动对焦数字相机1连接，旋转微调手轮可以带动自动对焦数字相机在纵向上移动，自动对焦数字相机1的镜头周围还安装所述的漫反射无影光源2。

通过横轴调节支架6、竖轴调节支架4和纵轴微调机构5的配合可实现对自动对焦数字相机1在三维空间内的位置调整，便于相机对准比较仪的表盘302。

所述检定仪测控箱8是检测机构的核心之一，结构、原理如图2所示，所述检定仪测控箱8内是一套闭环控制的精密位移装置，箱体内设置有一个安装板9，安装板9垂直于箱体底面固定设置，并且安装板9上端与箱体上方的夹具7连接，待检定的比较仪3安装在所述夹具7上。安装板9位于测控箱内的部分设置有电机支架11，电机支架11上安装有步进电机10，步进电机10的输出轴与测量滑块12连接，带动测量滑块12沿所述安装板9上的直线导轨上下移动，移动的位移量由所述测量滑块12上设置的光栅尺读数头13采集的光电信号经解算得出；所述测量滑块12的顶端固定设置一根竖直的检定测杆14，检定测杆14伸出测控箱后顶在比较仪测杆301端面。

本实用新型中自动对焦数字相机1属于现有装置，是一套高度集成度的电子电路系统，可通过USB口与计算机通信，上传图像信息、发送和接收相机相关参数。其中自动对焦的执行机构是一个调焦微型电机，软件通过控制指令可控制电机将镜头调节具体的焦距。

本实用新型采用增量式光栅尺系统作为长度标准器，由步进电机10推动测量滑块12移动，移动的距离由光栅尺测量。光栅尺的信号经过前置放大、电子细分后，分辨力可达0.01μm；步进电机的步距角经过细分，可达0.007°；检定测杆的最小位移量可达0.01μm。

在使用本实用新型时，将检定软件通过检定仪的USB数据接口与增量式光栅尺系统通信；检定仪接到检定软件的控制命令后，通过步进电机自动移动检定测杆到各检定点，将标准位移数据上传给检定软件，同时检定软件通过自动对焦数字相机获取各个检定点对应的表盘图像，自动识别读数。该识别读数同光栅尺读数头测量的标准位移相比较后，得出指示表的检定点误差。

上述使用方法的具体过程如下：

(1)被检定的比较仪3装夹在所述夹具7上，比较仪测杆301顶住检定测杆14的端面，并进行一定的预压，使得比较仪3的指针对准0刻线，调整自动对焦数字相机1的空间位置，使得相机镜头正对比较仪的表盘302。

(2)采用现有的检定软件，在检定软件上设置好被检表的测量范围、表盘刻度数等参数后，软件自动打开自动对焦数字相机的视频窗口，并自动初始化焦距和亮度等相机成像参数；

(3)如图3所示，在视频窗口内用鼠标标定刻线范围(比较仪的刻线都是扇形分布)，标定好扇形范围的起点、中点和末点后，软件把刻线框在一个扇形区域内，并算出指针旋转中心；算出旋转中心的软件算法流程如图4所示，图中O点即为指针的旋转中心；

(4)找到指针旋转中心后，调整焦距和相机到表盘的距离，按一下自动对焦键，软件自动寻找到成像效果最好的焦距，并控制调焦电机调整到理想效果的焦距，完成自动对焦；自动对焦的算法流程如图5所示；

(5)然后扫描表盘刻线，识别出所有刻线，并将识别到的刻线数与设定参数比较，一致后开始自动检测过程。自动检测时，检定仪接到检定软件的控制命令后，自动移动测量滑块到各检定点，将标准位移数据上传给检定软件，同时检定软件通过自动对焦数字相机获取检定点的表盘图像，自动识别读数。该识别读数同光栅测量的标准位移相比较后，得出指示表的检定点误差，自动检表结束后，软件自动计算示值误差和回程误差，自动按照国家检定规程判定检定结果。

本实用新型所给出的检定装置的结构可以为现有的检定软件工作提供便利，如实现相机与比较仪相对位置的调整、检定点位置的自动调整、标准位移的获取和上传、自动对焦和图像识别等，从而便于检定软件功能的实现。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种比较仪自动检定装置，其特征在于：包括自动对焦数字相机、调节支架和检定仪测控箱；调节支架设置在检定仪测控箱的一侧，用于调整自动对焦数字相机在空间中的位置；检定仪测控箱的上方设置有夹持比较仪的夹具，检定仪测控箱内设置由动力机构驱动竖直滑动的测量滑块，测量滑块上端设置有检定测杆，检定测杆伸出测控箱顶在比较仪测杆的端面，测量滑块上还设置有检测滑块位移的光栅尺读数头。

2.根据权利要求1所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述自动对焦数字相机的镜头周围设置有光源。

3.根据权利要求2所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述光源为漫反射无影光源。

4.根据权利要求1所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述检定仪测控箱内设置有安装板，所述测量滑块滑动设置在安装板的直线导轨上。

5.根据权利要求4所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述动力机构为步进电机，步进电机安装在所述安装板上。

6.根据权利要求1所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述调节支架包括竖轴调节支架、纵轴微调机构和横轴调节支架，竖轴调节支架与横轴调节支架连接，纵轴微调机构与竖轴调节支架以及自动对焦数字相机。

7.根据权利要求6所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述横轴调节支架设有横向轨道以及沿横向轨道滑动的横向滑块，横向滑块上设置有锁紧其位置的紧定手轮，竖轴调节支架与横向滑块连接。

8.根据权利要求7所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述横向滑块上固定有支撑板，支撑板与竖轴调节支架的下部连接。

9.根据权利要求7所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述竖轴调节支架上设有丝杠螺母机构和与丝杠连接的转动手轮，丝杠螺母机构的螺母与所述纵轴微调机构连接。

10.根据权利要求9所述的一种比较仪自动检定装置，其特征在于：所述纵轴微调机构包括竖向滑块和齿轮齿条机构，竖向滑块与所述丝杠螺母机构的螺母连接，齿轮齿条机构的齿轮轴伸出竖向滑块并安装有微调手轮，齿轮齿条机构的齿条与自动对焦数字相机连接。