一種千分尺自動檢定裝置的製作方法
2023-09-22 18:47:25
本發明涉及一種檢定裝置，尤其涉及一種千分尺自動檢定裝置。
背景技術：
千分尺，又稱螺旋測微器、分釐卡，是一種用來測量長度值的精密量具，比遊標卡尺更加精密。千分尺由測砧、測微螺杆、尺架、鎖緊裝置、隔熱裝置、固定套筒、微分筒和測力裝置組成。千分尺通常可以用來測量物體的長度和外徑。目前千分尺的精度可以精確到千分之一毫米，其中需要對最後一位小數進行估讀。
千分尺是高精度加工製造業中應用最廣泛的量具之一，它的準確性直接影響零件的尺寸精度，影響產品的質量。目前對於千分尺的檢定還是採用傳統的人工檢定為主，存在著檢定工作強度大，工作效率低，手動旋轉速度不均勻，受人為誤差影響大等不足之處，因此其檢定結果的可信度不是很高。設計千分尺自動檢定裝置可以有效地解決上述傳統檢定方法的不足之處，提高了檢定的效率值，減少了檢定的誤差值。另外裝置可以將檢定結果直接傳輸到計算機中，便於儲存和處理。
申請號為201410840626.3的專利公開了一種千分尺檢定系統，包括千分尺檢定臺、定位機構、旋轉裝置、機器視覺裝置和三維操作臺。檢定臺呈階梯狀，高位階面有可橫向滑動的固定夾具，低階面用來支撐定位千分尺絲杆測頭和定位機構。旋轉裝置、機器視覺裝置和三維操作臺均設置在檢定臺上，在三維操作臺上還設置有塊規夾持裝置。該裝置利用標準塊規作為檢定的標準值，通過相機得到當前數值，與標準值比較，判斷千分尺是否合格。雖然裝置能完成整個檢定過程，減小了人為操作，但裝置過於複雜，標準值的選取還是利用傳統的量塊，在長距離點檢定過程中，需要通過多塊塊規的拼接，而且只檢定了千分尺的刻度線部分。
技術實現要素：
針對現有檢測存在的不足，本發明的目的在於提供一種高精度、高自動化、操作簡單的千分尺檢定裝置。
為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種千分尺自動檢定裝置，包括底座，其特徵在於，還包括：
移動平臺，設置在底座上，所述的移動平臺上包括連接杆和託架；
第一夾具，設置在底座上，用於固定千分尺的微分筒；
第二夾具，設置在移動平臺上，用於固定千分尺的尺架；
第一信息採集機構，設置在底座上，用於採集千分尺固定套筒和微分筒上的刻度線信息；
第二信息採集機構，設置在移動平臺上，用於採集測砧和測微螺杆的光影圖像；
旋轉機構，設置在底座上，包括旋轉電機、大轉盤和小轉盤，用來帶動千分尺微分筒的旋轉；
光柵尺位移傳感器機構，設置在底座右側。
優選的，所述的第一夾具包括：大卡爪機構，所述的大卡爪機構與旋轉機構相連，用於固定千分尺的微分筒；小卡抓機構，所述的小卡抓機構與大卡爪機構相連，用於固定千分尺的測力裝置。
優選的，所述的第一信息採集機構包括：機械外殼，固定在底座；旋轉軸，設置在機械外殼內部；電機，設置在旋轉軸一端，帶動旋轉軸轉動；測頭座，設置在旋轉軸上，測頭座通過旋轉軸的轉動而上下移動；右測頭，設置在測頭座右半部分，用於採集千分尺固定套筒上刻度線信息；左測頭，設置在測頭座左半部分，用於採集千分尺微分筒上刻度線信息。
優選的，所述的第二夾具包括：壓塊機構，設置在移動平臺，用於固定千分尺尺架；旋轉軸，設置在壓塊機構上方，帶動壓塊機構上下移動；左從動輪，設置在左旋轉軸上，帶動左旋轉軸轉動；右從動輪，設置在右旋轉軸上，帶動右旋轉軸轉動；主動輪，設置在左從動輪與右從動輪之間，用於帶動左從動輪與右從動輪轉動；電機，設置在主動輪上，驅動主動輪轉動。
優選的，所述的第二信息採集機構包括：光影接收板，設置在移動平臺上，用於採集測砧和測微螺的陰影圖像；方形準直光源，設置在光影接收板正上方，用於發射垂直的光線。
優選的，所述的光柵尺位移傳感器機構包括標尺光柵、光柵尺支撐架和指示光柵：標尺光柵，設置在光柵尺支撐架上；指示光柵，設置在標尺光柵下方，所述的指示光柵通過連接杆與移動平臺相連。
優選的，所述的大卡爪機構包括：大彈簧，所述的大彈簧一端設置在旋轉電機上；大卡爪，所述的大卡爪與大彈簧另一端相連，用於固定千分尺的微分筒；滾輪，設置在大卡爪的另一端，保證千分尺微分筒直線移動。
優選的，所述的小卡爪機構包括：小彈簧，所述的小彈簧一端設置在旋轉電機上；小卡爪，所述的小卡爪與小彈簧另一端相連，用於固定千分尺的測力裝置；滾輪，所述的滾輪設置在小卡爪的另一端，保證千分尺測力裝置直線移動。
附圖說明
圖1為本發明的一種結構示意圖；
圖2為旋轉機構示意圖；
圖3為第一夾具的示意圖；
圖4為第一信息採集機構示意圖
圖5為第二夾具的外觀機構示意圖；
圖6為第二夾具的內部結構示意圖；
圖7為第二信息採集機構示意圖；
圖8為底座與移動平臺的連接圖。
附圖標記：1、旋轉機構；11、旋轉電機；12、大轉盤；13、小轉盤；2、第一夾具；21、大卡爪機構；211、大彈簧；212、大卡爪；213、滾輪；22、小卡爪機構；221、小卡爪；222、小彈簧；223、滾輪；3、第一信息採集機構；31、電機；32、機械外殼；33、右測頭；34、左測頭；35、測頭座；36、旋轉軸；4、第二夾具；41、電機；42、旋轉軸；43、壓塊機構；431、上壓板；432、墊片；433、下壓板；44、左從動輪；45、主動輪；46、右從動輪；5、光柵尺位移傳感器機構；51、標尺光柵；52、光柵尺支撐架；53、指示光柵；6、底座；7、千分尺；8、第二信息採集機構；81、光源支撐架；82、光影接收板；83、方形準直光源；9、移動平臺；91、連接杆；92、託架。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1-8，本發明提供一種技術方案：一種千分尺自動檢定裝置，包括：旋轉機構1、第一夾具2、第一信息採集機構3、第二夾具4、光柵尺位移傳感器機構5、底座6、第二信息採集機構8、移動平臺9。旋轉機構1設置在底座6上的最左邊，從左往右的順序為電機11、大轉盤12和小轉盤13，三者同心配合。第一夾具2與旋轉機構1相連，其中大卡爪機構21安裝在大轉盤12上，大彈簧211和大卡爪212的一部分在大轉盤12內部，大彈簧211一端與電機11相連，另一端和大卡爪212相連，大卡爪212的另一端安裝有滾輪213結構。小卡爪機構22安裝在小轉盤13上，小彈簧222和小卡爪221的一部分在小轉盤13內部，小彈簧222一端與電機11相連，另一端和小卡爪222相連，小卡爪221的另一端安裝有滾輪223結構。第一信息採集機構3設置在底座6上，在第一夾具2右側，其中機械外殼32直接安裝在底座6上，旋轉軸36在機械外殼32內部，旋轉軸36的下端與機械外殼32的下端接觸，旋轉軸36的上端安裝有電機31，測頭座35一側鑽有小孔，孔內有螺紋，與旋轉軸36螺紋配合，測頭座35的另一側裝有3個測頭，右邊2個測頭，左邊1個測頭。移動平臺9設置在底座6的最右邊，兩者滑動接觸，託架92在移動平臺9外側部分的左邊，連接杆91在移動平臺9右邊緣的中間。第二夾具4設置在移動平臺9的內半部分，下壓板433設置在移動平臺9上，往上依次為墊片432和上壓板431，上壓板431與墊片432緊密接觸，上壓板431的左右兩端分別裝有一根旋轉軸42，每根旋轉軸42上分別有左從動輪44和右從動輪46，兩從動輪攻有內螺紋，與旋轉軸42螺紋配合，兩個從動輪之間有主動輪45，左從動輪44和主動輪45以及右從動輪46和主動輪45分別嚙合，電機41在主動輪45上。第二信息採集機構8在移動平臺9的另一半部分，光影接收板82設置在移動平臺9上，方形準直光源83在光影接收板82正上方，方形準直光源83固定在兩根光源支撐架81上，光源支撐架81的一端固定在移動平臺9上。光柵尺位移傳感器機構5設置在底座6的右邊，千分尺運動方向的延長線上，連接杆91的一端與指示光柵53相連，標尺光柵51在指示光柵53的上方，光柵尺支撐架52支撐標尺光柵51的兩端。
工作原理：首先，開啟第一信息採集機構3、第二信息採集機構8和光柵尺位移傳感器機構5。旋動千分尺，使千分尺的測砧和測微螺杆重合。將千分尺置於上壓板431和下壓板433之間，千分尺的微分筒伸入到第一夾具2的大卡爪機構21中，此時大彈簧211被拉伸，產生彈力，固定住微分筒。大卡爪機構21的滾輪213與千分尺的微分筒接觸，千分尺的移動帶動小卡爪機構22的滾輪滾動，減小千分尺與大卡爪之間的摩擦大小。隨著千分尺的移動，測力裝置伸入到第一夾具2的小卡爪機構22中，此時小彈簧222被拉伸，產生彈力，固定測力裝置。小卡爪機構22的滾輪223與千分尺的測力裝置接觸，千分尺的移動帶動小卡爪機構22的滾輪滾動，減小千分尺測力裝置與小卡爪221之間的摩擦大小。當千分尺尺架與移動平臺9上託架92的一面接觸，停止移動，完成固定工作。第二夾具4中的電機41帶動主動輪45、左從動輪44和右從動輪46轉動，兩個旋轉軸42轉動，上壓塊431下降，固定千分尺的尺架。第一信息採集機構3的電機31帶動旋轉軸36，使測頭座35、右測頭33和左測頭34下降，直到所有測頭的最下端剛好與千分尺表面接觸，右測頭33的左面面與千分尺微分筒右面重合，所有測頭的位置在千分尺刻度線中間。開啟旋轉機構1中的電機11，大轉盤12和小轉盤13帶動千分尺微分筒和測力裝置轉動，千分尺尺架和移動平臺9向右移動，連接杆91推動指示光柵53同步移動，裝置達到第一個檢定點。光柵尺位移傳感器數值傳入到PC端，作為標準值。第一信息採集機構3中的右測頭33和左測頭34分別採集移動過程中固定套筒和微分筒上經過測頭的刻度線的條數以及三個測頭相對千分尺運動的距離，將信息傳入到PC端，利用相關算法得出數值。將第二信息採集機構8中的光影接收板82將測砧和測微螺杆的光影圖像傳入到PC端，利用圖像算法計算出測砧和測微螺杆之間距離。兩個信息採集機構得出的數值與標準值進行比較，判斷千分尺是否合格。本實例利用電機代替手工旋轉，保證了整個轉動過程力的大小和轉動速度的恆定，利用傳感器讀取千分尺刻度線數值，減少了人為操作。整個裝置的檢定自動化程度高，人為誤差小，檢定效率高。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。