專利名稱：光電定心測(cè)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量、測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的孔中心自動(dòng)瞄準(zhǔn)光電定心測(cè)頭。
工業(yè)生產(chǎn)中常常生產(chǎn)和使用大量的多孔板類零件，其上的孔的相互位置往往有一定的精度要求，特別是當(dāng)這類零件作為模板使用時(shí)，其上的孔的相互坐標(biāo)位置就有著更高的精度要求。為對(duì)這類零件上孔的坐標(biāo)位置進(jìn)行測(cè)量檢查，目前采用的方法主要有以下兩種1、用萬(wàn)能量具測(cè)量依靠測(cè)量?jī)煽椎慕壘嚯x、遠(yuǎn)緣距離及兩孔的孔徑，經(jīng)過(guò)計(jì)算確定孔間距及孔之間的相互坐標(biāo)位置；2、坐標(biāo)法測(cè)量用兩坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器(工具顯微鏡)或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量，該方法的具體測(cè)量方式有二①間接方式通過(guò)孔邊緣上點(diǎn)的測(cè)量計(jì)算確定孔中心坐標(biāo)(四點(diǎn)法或三點(diǎn)法求圓心)；②直接方式工具顯微鏡上利用雙象鏡頭、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用錐形硬測(cè)頭直接對(duì)準(zhǔn)孔中心測(cè)取孔中心坐標(biāo)。方法1測(cè)量效率低、精度低，不能用于高精度多孔板的測(cè)量。方法2效率低，在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用錐形硬測(cè)頭直接測(cè)取孔中心坐標(biāo)盡管有較高的測(cè)量效率，但測(cè)頭接觸磨損嚴(yán)重，特別是被測(cè)孔板為淬硬磨光的模板時(shí)，其鋒利的孔緣刃口會(huì)很快使錐形測(cè)頭磨壞。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種多孔板類零件孔中心坐標(biāo)測(cè)量用的高精度、快速、非接觸式的光電定心測(cè)頭。
本實(shí)用新型為在坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器上加裝光電定心瞄準(zhǔn)測(cè)頭，當(dāng)該測(cè)頭從被測(cè)孔的上方越過(guò)時(shí)，能在孔心位置處自動(dòng)發(fā)出孔中心瞄準(zhǔn)信號(hào)，此信號(hào)作為坐標(biāo)值讀數(shù)信號(hào)，從儀器的坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中讀取坐標(biāo)值。
本實(shí)用新型包括光箱、光電瞄準(zhǔn)測(cè)頭以及信號(hào)處理電路。在光箱的光源上方安裝有多層乳白有機(jī)玻璃板，光箱的下方有多個(gè)調(diào)平螺釘，光電測(cè)頭內(nèi)裝有硅光電池，信號(hào)處理電路將硅光電池輸出的信號(hào)進(jìn)行處理后送坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型信號(hào)處理電路圖。
本實(shí)用新型在普通的日光燈(1)上安裝1－3層乳白有機(jī)玻璃板(2)，制成光箱(3)，依靠乳白有機(jī)玻璃對(duì)光的漫射作用，在光箱(3)上方獲得發(fā)光高度均勻的面光源，作為該測(cè)頭的工作光源。
將本實(shí)用新型放置于坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器的工作臺(tái)上，被測(cè)孔板(4)平置于光箱(3)上。這時(shí)從上方即可看到，板上凡是有孔的地方，均有均勻光線透過(guò)。調(diào)整光箱(3)下方的三只調(diào)平螺釘(5)，即可將被測(cè)孔板精確調(diào)平于坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器上。
光電瞄準(zhǔn)測(cè)頭(6)安裝于儀器的測(cè)頭安裝座內(nèi)。該測(cè)頭的核心是四象限硅光電池(7)，硅光電池(7)的受光面向下，面向被測(cè)孔板(4)，以接收透過(guò)孔板的光；硅光電池(7)的象限劃分十字線設(shè)置為與坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器的X－Y向走向一致。
硅光電池(7)的四象限輸出，接成兩個(gè)半圓面的差動(dòng)形式，當(dāng)測(cè)頭移至被測(cè)孔的正上方時(shí)，該差動(dòng)輸出為零。電路的這種狀態(tài)即是測(cè)量瞄準(zhǔn)狀態(tài)。
以瞄準(zhǔn)被測(cè)孔的X向中心為例，硅光電池(7)的Ⅱ、Ⅳ象限輸出和Ⅱ、Ⅲ象限輸出分別由電路(8)、(9)相加，相加器采用OPO7運(yùn)算放大器，其結(jié)果經(jīng)電路(10)相減放大，再送入過(guò)零比較電路(11)，(11)采用LM139比較器，這樣，當(dāng)測(cè)頭在被測(cè)孔板上方沿X方向移動(dòng)的過(guò)程中，每當(dāng)測(cè)頭蓋過(guò)某一被測(cè)孔時(shí)，在該孔的X向中心處，過(guò)零比較電路即輸出一正跳變形式的測(cè)量瞄準(zhǔn)信號(hào)。放大電路(12)和與門(13)的設(shè)置，可確保送出的瞄準(zhǔn)信號(hào)正確無(wú)誤。
Y向測(cè)量瞄準(zhǔn)信號(hào)的獲得與上類似。
上述測(cè)量瞄準(zhǔn)信號(hào)可很簡(jiǎn)單地用一根電纜送入坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器的測(cè)頭信號(hào)插孔，作為儀器的讀數(shù)采樣信號(hào)，直接從儀器的測(cè)量系統(tǒng)中讀得被測(cè)孔中心的坐標(biāo)值。
硅光電池下方安裝有用增透玻璃材料制成的保護(hù)玻璃(14)，它既不影響硅光電池(7)對(duì)孔板(4)透過(guò)光的接收，又可保護(hù)硅光電池(7)免受外來(lái)意外的機(jī)械傷害；此結(jié)構(gòu)同時(shí)造成的硅光電池的內(nèi)藏，可有效地防止外界斜入的雜散光對(duì)測(cè)量的有害影響。
該測(cè)頭用于沖壓模板、注塑模板的測(cè)量檢查，所使用的坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，孔心坐標(biāo)的測(cè)量不確定度小于0.01mm。它不僅適于圓孔的測(cè)量，亦適于任何軸對(duì)稱的異型孔(如矩形孔等)的測(cè)量。
權(quán)利要求1.一種光電定心測(cè)頭，它包括光箱(3)、光電瞄準(zhǔn)測(cè)頭以及信號(hào)處理電路，其特征在于在所述的光箱(3)中，光源的上方安裝有1-3層乳白有機(jī)玻璃板(2)，光箱(3)的下方有多個(gè)調(diào)平螺釘，所述的光電瞄準(zhǔn)測(cè)頭(6)內(nèi)裝有硅光電池(7)，所述的信號(hào)處理電路將硅光電池(7)輸出的信號(hào)進(jìn)行處理后，送坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器。
2.如權(quán)利要求1所述的光電定心測(cè)頭，其特征在于所述的硅光電池(7)的受光面向下，面向被測(cè)孔板。
3.如權(quán)利要求1所述的光電定心測(cè)頭，其特征在于所述的調(diào)平螺釘(5)為三只。
4.如權(quán)利要求1所述的光電定心測(cè)頭，其特征在于所述的硅光電池下方裝有增透玻璃材料制成的保護(hù)玻璃(14)。
5.如權(quán)利要求1所述的光電定心測(cè)頭，其特征在于所述的硅光電池(7)的象限劃分十字線設(shè)置為與坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器的X－Y向走向一致。
6.如權(quán)利要求1所述的光電定心測(cè)頭，其特征在于所述的硅光電池為四象限輸出，它被接成半圓面的差動(dòng)形式。
7.如權(quán)利要求1所述的光電定心測(cè)頭，其特征在于所述的硅光電池(7)的輸出分別送加法器(8)、(9)的輸入端，減法器(10)將加法器(8)、(9)的輸出相減后送過(guò)零比較器(11)，放大電路(12)的輸入接相加器(9)的輸出，放大電路(12)的輸出和過(guò)零比較器(11)的輸出作為與門電路(13)的輸入，與門電路(13)的輸出經(jīng)電纜接坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器的測(cè)頭信號(hào)插孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器用的孔中心自動(dòng)瞄準(zhǔn)的光電定心測(cè)頭，它包括光箱、光電瞄準(zhǔn)測(cè)頭以及信號(hào)處理電路。在光箱的光源上方裝有多層乳白有機(jī)玻璃板，光箱的下方有多個(gè)調(diào)平螺釘。光電測(cè)頭內(nèi)裝有硅光電池，信號(hào)處理電路將硅光電池輸出的信號(hào)進(jìn)行處理后送坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器。本實(shí)用新型不僅適用于圓孔的測(cè)量，亦適于任何軸對(duì)稱的異型孔的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/27GK2114141SQ9123199
公開(kāi)日1992年8月26日 申請(qǐng)日期1991年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月14日
發(fā)明者崔東印, 陳偉, 周清芬, 郭錫臺(tái) 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué), 天津津榮有限公司