手動高精度內孔光學檢測儀的製作方法
2023-05-06 05:18:51 2
專利名稱：手動高精度內孔光學檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測儀，尤其是涉及一種手動高精度內孔光學檢測儀。
背景技術：
現有的各種各樣的零件加工時，經常會遇到加工一些微小的內孔，而對這些微小內孔的內表面情況進行高精度的檢測，則是保證加工質量的有效手段。傳統技術中，人們採用望遠系統對內孔壁進行直接觀察，將內孔壁用光源照亮，利用光學系統收集、匯聚內孔壁的反射光，然後用人眼直接觀察，由於光學系統的限制，每次的觀察範圍受到限制，同時還存在著人眼易疲勞，工作效率低，檢測精度差，檢測結果因人而異，重複性非常差。這種檢測小孔內表面的方法在當今的一些高技術應用領域已經無法滿足實現高精度檢測的需要，如對於光通訊技術中使用的一種陶瓷插件，其零件本身的尺寸較小，而微小的軸向通孔又要求非常高的表面光潔度和同心度，而這卻是傳統檢測手段所無法完成的。隨著現代光學成像技術的發展，人們將其用於零件內孔的高精度檢測，取得了非常理想的效果。如2001年10月24日公告授權的00264620.X號中國實用新型專利說明書中公開了一種深孔內膛質量檢測裝置，設置有光源、反射鏡和CCD攝像頭，檢測時，使光源通電照明，使深孔內膛的質量經反射鏡反射到CCD攝像頭，然後將所攝情況傳遞到計算機，供其處理。這種檢測裝置結構簡單緊湊，安裝維修方便，操作直觀簡便，測量精度、重複性和穩定性都較好。但是，這種檢測裝置要利用被光照明的零件內膛的反射光信號進行檢測，其輸入的檢測信號相對較弱，因此要求有較強的光源照明亮度，同時這種檢測裝置對檢測如上所述的陶瓷插件等類似的小零件的內孔時，也還存在著操作不方便，受檢測零件無法固定而影響穩定性，同時需要配置計算機，造成裝置成本較高等缺陷。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種結構簡單，成本較低，檢測精度高，重複性和穩定性好的手動高精度內孔光學檢測儀。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為一種手動高精度內孔光學檢測儀，包括光源和CCD攝像頭，它還包括一個工件夾具、一個顯微物鏡、一個適配鏡和一臺顯示器，所述的工件夾具設置有V形夾口，所述的顯微物鏡對準所述的V形夾口，所述的適配鏡設置在所述的CCD攝像頭和所述的顯微物鏡之間，所述的顯示器與所述的CCD攝像頭連接，在所述的顯示器的屏幕表面設置有數條相互平行的刻度線。
所述的光源包括光發生器、光纖和光纖固定座，所述的光發生器發出的光經準直後傳輸到所述的光纖，所述的光纖固定在所述的光纖固定座上，所述的光纖的出射端面對準所述的V形夾口，所述的光纖固定座通過調節杆與所述的工件夾具連接。
所述的光發生器可以是具有複色光頻率成份的滷素燈。
所述的光纖是多束光纖。
所述的顯微物鏡是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡。
所述的適配鏡是無畸變適配鏡。
所述的顯微物鏡設置在顯微鏡筒上，所述的顯微鏡筒設置在三維平移臺上。
它還包括一個標刻尺，所述的顯微物鏡的前端設置有標刻尺固定座。
所述的標刻尺的精度為0.01mm。
所述的刻度線設置在透明薄膜上，所述的透明薄膜是粘貼在所述的顯示器的屏幕表面。
與現有技術相比，本實用新型的優點在於將工件設置在具有V形夾口的工件夾具上，利用具有長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡進行放大，並通過無畸變適配鏡將圖像輸入CCD攝像頭，成像在顯示器上，通過粘貼在顯示器屏幕表面的透明薄膜上的刻度線，可以很清晰地對工件微小內孔的表面情況進行高精度檢測；0.01mm精度的標刻尺可用於初期刻度線的分劃，確定工件圖像放大的比例，同時還可用於使用過程中對顯微物鏡和適配鏡的放大倍數進行修正；將標刻尺標定後的刻度線進一步細分成若干等分，可以在微米級的精度上對工件的同軸度進行高精度的檢測；由具有複色光頻率成份的滷素燈和多束光纖構成冷光纖光源，在節約能源的基礎上，確保具有較強的檢測光源的亮度；顯微鏡筒設置在三維平移臺上，可以調節顯微物鏡的焦距，並可以調整被測工件的圖像的顯示器中的顯示位置。總之，該檢測儀結構簡單，操作方便，檢測精度高，重複性和穩定性都非常好。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型工件夾具的V形夾口的局部視圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
實施例一如圖所示，一種手動高精度內孔光學檢測儀，包括光源1和CCD攝像頭2，工件夾具3、顯微物鏡4、適配鏡5和顯示器6，工件夾具3設置有V形夾口31，顯微物鏡4對準V形夾口31，適配鏡5設置在CCD攝像頭2和顯微物鏡4之間，顯示器6與CCD攝像頭2連接，在顯示器6的屏幕表面設置有數條相互平行的刻度線7。光源1由光發生器11、光纖12和光纖固定座13組成，光發生器11是具有複色光頻率成份的滷素燈，發出的光經準直後傳輸到光纖12，光纖12是固定在光纖固定座13上的多束光纖，光纖12的出射端面對準V形夾口31，光纖固定座13通過調節杆14與工件夾具3連接。顯微物鏡4是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡，它設置在顯微鏡筒41上，顯微鏡筒41固定在三維平移臺8上，三維平移臺8具有X軸測微頭81、Y軸測微頭82和Z軸測微頭83，X軸測微頭81用於調節顯微物鏡4的焦距，Y軸測微頭82和Z軸測微頭83則用於調節被測工件的圖像在顯示器6的屏幕上的顯示位置，適配鏡5是無畸變適配鏡，刻度線7是設置在一塊透明薄膜上，將透明薄膜粘貼在顯示器6的屏幕表面，就成為顯示器6的屏幕表面的刻度線。
實施例二如圖所示，一種手動高精度內孔光學檢測儀，包括光源1和CCD攝像頭2，工件夾具3、顯微物鏡4、適配鏡5和顯示器6，工件夾具3設置有V形夾口31，顯微物鏡4對準V形夾口31，適配鏡5設置在CCD攝像頭2和顯微物鏡4之間，顯示器6與CCD攝像頭2連接，在顯示器6的屏幕表面設置有數條相互平行的刻度線7。光源1由光發生器11、光纖12和光纖固定座13組成，光發生器11是具有複色光頻率成份的滷素燈，發出的光經準直後傳輸到光纖12，光纖12是固定在光纖固定座13上的多束光纖，光纖12的出射端面對準V形夾口31，光纖固定座13通過調節杆14與工件夾具3連接。顯微物鏡4是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡，它設置在顯微鏡筒41上，顯微鏡筒41固定在三維平移臺8上，三維平移臺8具有X軸測微頭81、Y軸測微頭82和Z軸測微頭83，X軸測微頭81用於調節顯微物鏡4的焦距，Y軸測微頭82和Z軸測微頭83則用於調節被測工件的圖像在顯示器6的屏幕上的顯示位置，適配鏡5是無畸變適配鏡，刻度線7是設置在一塊透明薄膜上，將透明薄膜粘貼在顯示器6的屏幕表面，就成為顯示器6的屏幕表面的刻度線。它還包括一個標刻尺9，顯微物鏡4的前端設置有標刻尺固定座42，精度為0.01mm標刻尺9設置在標刻尺固定座42。
本實用新型的檢測原理是這樣的光發生器產生的自然光，經準直後由光纖傳輸，照射到被檢測工件的端部，被檢測工件置於工件夾具的V形夾口上，用手指輕壓工件，帶動工件旋轉，光通過被檢測工件的微小內孔，工件內孔經一定放大倍數的顯微鏡放大，再經一定縮放比例的適配鏡縮放成合適的比例，由CCD攝像頭攝取小孔圖像，產生視頻圖像。由顯示器顯示內孔圖像邊緣，同心度即為刻度線上內孔圖像邊緣的跳動量。在此要說明的是在顯微物鏡和被檢測工件夾具之間，利用0.01mm精度的標刻尺，顯示器的屏幕上分劃一組平行的刻度線，刻度線的比例即為圖像放大的比例。
透過被檢測工件內孔光強弱和照射角度，是通過調節光纖固定座和調節杆來調節。三維平移臺用來固定顯微鏡筒，三維平移臺由X軸測微頭、Y軸測微頭和Z軸測微頭組成，X軸測微頭用於調節顯微物鏡的焦距，Y軸測微頭和Z軸測微頭用於調節圖像在顯示器屏幕上的顯示位置，通過微調CCD攝像頭的後焦距，還可以來微調圖像的清晰度和大小。
權利要求1.一種手動高精度內孔光學檢測儀，包括光源和CCD攝像頭，其特徵在於它還包括一個工件夾具、一個顯微物鏡、一個適配鏡和一臺顯示器，所述的工件夾具設置有V形夾口，所述的顯微物鏡對準所述的V形夾口，所述的適配鏡設置在所述的CCD攝像頭和所述的顯微物鏡之間，所述的顯示器與所述的CCD攝像頭連接，在所述的顯示器的屏幕表面設置有數條相互平行的刻度線。
2.如權利要求1所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的光源包括光發生器、光纖和光纖固定座，所述的光發生器發出的光經準直後傳輸到所述的光纖，所述的光纖固定在所述的光纖固定座上，所述的光纖的出射端面對準所述的V形夾口，所述的光纖固定座通過調節杆與所述的工件夾具連接。
3.如權利要求2所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的光發生器是具有複色光頻率成份的滷素燈。
4.如權利要求2所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的光纖是多束光纖。
5.如權利要求1所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的顯微物鏡是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡。
6.如權利要求1所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的適配鏡是無畸變適配鏡。
7.如權利要求1所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的顯微物鏡設置在顯微鏡筒上，所述的顯微鏡筒設置在三維平移臺上。
8.如權利要求1所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於它還包括一個標刻尺，所述的顯微物鏡的前端設置有標刻尺固定座。
9.如權利要求8所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的標刻尺的精度為0.01mm。
10.如權利要求1所述的手動高精度內孔光學檢測儀，其特徵在於所述的刻度線設置在透明薄膜上，所述的透明薄膜是粘貼在所述的顯示器的屏幕表面。
專利摘要本實用新型公開了一種手動高精度內孔光學檢測儀，包括光源和CCD攝像頭，特點是它還包括工件夾具、顯微物鏡、適配鏡和顯示器，工件夾具設置有V形夾口，顯微物鏡對準V形夾口，適配鏡設置在CCD攝像頭和顯微物鏡之間，顯示器與CCD攝像頭連接，顯示器的屏幕表面設置有數條相互平行的刻度線，優點在於將工件設置在具有V形夾口的工件夾具上，利用具有長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡進行放大，並通過無畸變適配鏡將圖像輸入CCD攝像頭，成像在顯示器上，通過粘貼在顯示器屏幕表面的透明薄膜上的刻度線，可以很清晰地對工件微小內孔的表面情況和工件的同軸度進行高精度的檢測，結構簡單，操作方便，檢測精度高，重複性和穩定性都非常好。
文檔編號G01N21/954GK2660522SQ20032010828
公開日2004年12月1日 申請日期2003年11月21日 優先權日2003年11月21日
發明者張舜德, 陳阿三, 史錦, 戴積峰 申請人:寧波韻升股份有限公司