專利名稱：用來對具有復(fù)雜的三維空間形狀的零件進行尺寸和/或形狀檢驗的光電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來對具有復(fù)雜的三維空間形狀的零件進行尺寸和形狀檢驗的光電子裝置，所述零件包括多個基本上呈平面且相互平行的表面，所述光電子裝置包括一底座；一用來對一待檢零件進行鎖定和提供基準面并且能對所述多個基本平面狀的表面的設(shè)置情況進行確定的系統(tǒng)，以及具有一光電子系統(tǒng)的檢測裝置，用來提供一些能反映待檢零件尺寸的信號。本發(fā)明還涉及一種用來對具有貼合表面和多個基本平面狀和相互平行部件的零件進行尺寸和形狀檢驗的光電子裝置。
背景技術(shù)：
具有復(fù)雜形狀的零件例如是用于電子處理器的硬盤存儲器內(nèi)的零件。一種類似的存儲器包括一“硬盤”，它包括多個磁盤，所述磁盤內(nèi)存儲有一些位于各扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，各扇區(qū)設(shè)置成呈同心的磁道。磁盤以這樣一種方式安裝在一旋轉(zhuǎn)主軸上，即，基本上彼此相互平行且大體上彼此等距隔開。
一用于“硬盤”的讀／寫器包括一用于支承讀／寫磁頭的支承件，它包括一定數(shù)量的薄板或翼狀片，它們基本上設(shè)置在平行的平面上，每一薄板或翼狀片均支承著至少一個磁頭，例如一用于對其中一個磁盤進行讀／寫的霍爾效應(yīng)探頭。
為了使磁頭能對磁盤上的所有扇區(qū)進行讀／寫，用來支承讀／寫磁頭的裝置藉助一軸承與一電動機相連，所述軸承能圍繞一垂直于由各翼狀片所形成的平面的軸線旋轉(zhuǎn)。
為了保證讀／寫器能適當(dāng)工作，用于讀／寫磁頭的支承件的各翼狀片必須是平面狀的，并且彼此相互平行且以預(yù)定間距隔開，而且必須符合非常緊的公差限制。
光電子裝置可以用來對機械零件的尺寸和／或形狀進行檢驗。這些裝置包括例如一光電子系統(tǒng)，所述光電子系統(tǒng)具有一光發(fā)射器和一相關(guān)的接收器，用來產(chǎn)生和接收一光束，所述光電子系統(tǒng)位于一底座上，在所述底座上還有一用于所述待檢零件的支承件，所述支承件設(shè)置成可使光束照射在所述零件上。
雖然總的來說這些裝置是可靠的，但是，它們不能保證對形狀復(fù)雜的零件(例如前文提到的磁頭支承件)進行檢驗所需的精確度，也就是說，由于對類似零件小型化的要求不斷提高，檢驗作業(yè)將變得更為嚴格和苛刻。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種對三維空間形狀復(fù)雜的零件進行尺寸和／或形狀進行檢驗的裝置，所述裝置是可靠的，精密的且特別精確，在檢驗過程中，它不會使零件變形，并且使用靈活。
本發(fā)明的該目的和其它目的可由根據(jù)權(quán)利要求1的裝置來實現(xiàn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種光電子裝置，它特別適于對具有貼合表面和多個基本平面狀且相互平行的部件(例如用于硬盤存儲器的讀／寫磁頭的支承件)進行尺寸和／或形狀檢驗，并且能保證具有極佳的可靠性、精密性、靈活性和精確性。
本發(fā)明的該目的和其它目的可由一如權(quán)利要求15所述的光電子裝置來實現(xiàn)。
本發(fā)明所能達到的主要效果之一是可以采用同一基本裝置和一些藉助進行簡單快速的操作對零件稍作更換，就可以對具有不同形狀和標稱尺寸的零件進行檢驗。
由于用于磁頭的支承件具有各種形狀和標稱尺寸，而且用于電子處理器工業(yè)的部件界發(fā)展迅速，因此，所述效果是特別重要的。
附圖簡要說明下面將結(jié)合附圖，藉助非限制性例子，對本發(fā)明作更具體的描述。在各附圖中


圖1是本發(fā)明一裝置的立體示意圖；圖2A、圖2B和圖2C是三個可藉助圖1所示裝置來檢驗的不同零件的立體示意圖，其比例相對于圖1的比例而言有所放大；圖3是圖1所示裝置的用來鎖定零件并提供基準面的系統(tǒng)的立體示意圖，其比例相對于圖1而言有所放大，并且其中所述零件是以剖視的形式示出的；圖4是一用來鎖定所述零件并提供基準面所述零件的第二系統(tǒng)的立體示意圖；圖5是圖4所示用來鎖定零件和提供基準面的所述第二系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)放大圖，其中所述零件的一部分是剖視的形式示出的；圖6是一用來鎖定零件并提供基準面的第三系統(tǒng)的立體示意圖；圖7是圖6所示用來鎖定零件并提供基準面圖6所示零件的系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)立體示意放大圖；圖8示意性地示出了一可藉助圖1所示裝置來檢驗的零件和用于檢驗作業(yè)的基準平面；以及圖9以圖表的形式示出了一些藉助本發(fā)明裝置來完成的檢驗作業(yè)。
本發(fā)明的較佳實施例圖1所示的裝置包括一縱向移動系統(tǒng)3連接其上的底座1，所述縱向移動系統(tǒng)包括一例如藉助螺釘固定于底座1的支承件5，它具有兩個一縱向滑動件11連接其上的導(dǎo)向件7和9，所述縱向滑動件11支承住一結(jié)構(gòu)，更具體地說是支承住一旋轉(zhuǎn)臺13。一支承件15，基本呈C形并且攜帶有包括一光電子測量系統(tǒng)的檢測裝置，所述支承件15在其中心部分17例如藉助螺釘而固定于旋轉(zhuǎn)臺13上，并在自由端19、21處攜帶有光電子測量系統(tǒng)的一些單元或零部件，這將在下文中予以描述。
一包括一第一電動機27的第一驅(qū)動系統(tǒng)可以使旋轉(zhuǎn)臺13圍繞一軸線而旋轉(zhuǎn)，該軸線平行于由導(dǎo)向件7和9所定的方向。旋轉(zhuǎn)臺13朝順時針和逆時針方向的小幅旋轉(zhuǎn)移動可以使攜帶有光電子測量系統(tǒng)的支承件15的端部19和21在一基本垂直于旋轉(zhuǎn)臺13的旋轉(zhuǎn)運動軸線的平面內(nèi)擺動。一固定于滑動件11上的止動塊28具有兩個可調(diào)螺釘26，所述螺釘?shù)亩瞬窟m于與支承件15相接觸，以對支承件的順時針和逆時針擺動加以限制約束。一可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)臺13的角位置即光電子測量系統(tǒng)的角位置而提供一些信號的第一旋轉(zhuǎn)傳感器或編碼器29與電動機27相連?？v向滑動件11可以藉助一包括第二電動機23的第二驅(qū)動系統(tǒng)而沿著導(dǎo)向件7和9移動。一第二旋轉(zhuǎn)傳感器或編碼器25可以根據(jù)縱向滑動件11相對于底座1的位置而提供一信號。電動機23和27、傳感器25和29以及光電子系統(tǒng)的零部件以一種未在圖中示出的已知方式與一電源控制處理和顯示單元30相連。一用來對待檢零件47進行鎖定和提供基準面的系統(tǒng)31可例如藉助螺釘固定于底座1上。所述鎖定和提供基準面的系統(tǒng)可以具有不同的形狀和結(jié)構(gòu)，例如視待檢零件的尺寸和所具有的翼狀片個數(shù)而定，這將在下文中予以描述。
作為舉例，圖2A、圖2B和圖2C示出了具有不同形狀和尺寸的三個待檢零件47、33和63。這些零件是硬盤存儲器的部件，更具體地說，它們是用于讀／寫磁頭(或“E-塊”)的支承件。每一支承件33和47均具有兩個基本平的且平行的構(gòu)件或翼狀片36，而支承件63則具有七個翼狀片。所有的支承件都具有通孔52，所述通孔可作為適當(dāng)軸承的軸承座。支承件33與另兩個支承件不同，它可利用一插在相關(guān)軸承座52內(nèi)的軸承34來進行檢驗。更具體地說，軸承34(例如一種已知類型的滾珠軸承)包括可以圍繞一公共軸彼此相對旋轉(zhuǎn)的一外環(huán)和一內(nèi)環(huán)，所述外環(huán)與軸承座52剛性地連接。
下面將結(jié)合圖3-圖8，對用于圖2A、圖2B和圖2C中示出的三個零件的三個不同的鎖定和提供基準面的系統(tǒng)進行描述。
圖3示出了用來鎖定47和提供基準面零件的系統(tǒng)31(在圖1中也有示出)，它包括一例如藉助螺釘而與底座1相連的工作臺49，所述工作臺上安裝有一旋轉(zhuǎn)盤51，該旋轉(zhuǎn)盤具有一圓筒形的對中表面81，用來插入用于讀／寫磁頭47的支承件的孔52內(nèi)。一快速鎖定裝置，具體地說是一桿式垂直壓緊器53，可將壓力施加于零件47(在圖2A中，該零件是底朝上的)的上表面，從而可以保持一由孔52內(nèi)的一凹槽形成的環(huán)形基準平面54與旋轉(zhuǎn)盤51的三個表面部分55相接觸，如圖2A所示，在圖3中僅示出了與兩個表面部分。一與旋轉(zhuǎn)盤51相連的抗旋轉(zhuǎn)塊57，可以防止零件47在檢驗過程中意外旋轉(zhuǎn)。一與工作臺49相連的基準塊59包括一形成光電子測量系統(tǒng)的基準平面r的表面58，其功能將在下文中、在對所述裝置的工作原理進行描述的時候予以說明。一防護件61可以保護基準塊59，以免受到可能會沉積在表面58上的灰塵或其它外來異物的侵擾，從而可以使光電子系統(tǒng)對基準平面r進行適當(dāng)?shù)臋z測。因此，鎖定和提供基準面的系統(tǒng)31可以藉助環(huán)形表面54和一由表面部分55形成且平行于基準塊59的表面58的基準平面之間的相互協(xié)作而對待檢支承件47的位置，即對翼狀片36相對于基準平面r的角位置進行驗定和固定。
如圖4和圖5所示，用來鎖定零件33并提供基準面的系統(tǒng)31′包括一例如借助螺釘連接于底座1的工作臺35，所述工作臺上安裝有一個對中旋轉(zhuǎn)盤37，所述旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有相對于圖2B被翻倒過來的零件33。更具體地說，除了一容納在軸承34的中心孔內(nèi)用來限定零件的橫向位置的圓筒形構(gòu)件82之外，旋轉(zhuǎn)盤37還包括三個(圖5中僅示出了一個)以120°間隔設(shè)置的垂直銷38，其各端面基本上處于同一平面，以支承軸承34的環(huán)形貼合面41(圖2B)。一快速鎖定裝置，更具體地說是一桿式壓緊器39將一垂直推力施加于零件33，從而可以保持表面41與三個銷子38相接觸，并具有一由旋鈕50驅(qū)動的中心32，所述旋鈕可以圍繞一垂直軸旋轉(zhuǎn)。中心32與軸承34的內(nèi)環(huán)相接觸并可以使它相對于在孔52內(nèi)固定的外環(huán)作旋轉(zhuǎn)運動，用來對那些與支承件33的多個工作位置相對應(yīng)的多個相互角位置進行檢驗。固定于旋轉(zhuǎn)盤37上的兩個銷子40可以側(cè)向地鎖定各翼狀片36，因此可以防止零件33在檢驗過程中作旋轉(zhuǎn)運動。固定于工作臺35的兩個基準塊43和45包括表面46和48，所述兩表面形成一用于光電子測量系統(tǒng)基準平面r′，其作用與圖3所示表面58所形成的基準平面r的作用是相同的，這將在下文中描述。兩個保護件42和44可以對基準塊43和45加以保護。
以一種與前文所描述的鎖定和提供基準面的系統(tǒng)31相同的方式，系統(tǒng)31′也可以藉助一相對于零件固定的表面和一由旋轉(zhuǎn)盤37的表面部分(三個銷子38)55形成且平行于基準塊(43和45)的表面(46和48)的基準平面之間的相互協(xié)作，對待檢零件(在這種情況中是支承件33)相對于基準平面r′的角位置進行驗明和固定。在這種情況中有所不同的是相對于零件33固定且用來確定其角位置的表面是容納在孔52內(nèi)的軸承34的一表面(41)。
如圖6和圖7所示，用來鎖定零件63并為其定位提供基準面的系統(tǒng)31″包括一基準塊64，其上借助兩個片簧66安裝有一浮動板65?；鶞蕢K64的表面60、62和板65分別形成用于所述光電子系統(tǒng)的基準平面r″和r′，其基準平面形成方式與鎖定和為定位提供基準面的系統(tǒng)31′和31″的基準平面形成方式是相同的。一相對于基準塊64固定的旋轉(zhuǎn)盤67形成一環(huán)形的、基本平面的、可供置放零件63的表面68，以及一圓筒形表面80，該表面形成一垂直于表面60的軸線并容納在零件63的孔52內(nèi)，零件63相對于圖2C來說已被翻倒過來?？?2具有一基本圓筒形的內(nèi)表面，并具有一形成有兩個如圖2C所示的貼合邊緣76的偏心部72。一快速鎖定裝置具有兩個壓緊器，一個垂直壓緊器69和一個側(cè)向壓緊器71，所述兩壓緊器可同時由桿件73驅(qū)動，可以將零件63抵著環(huán)形表面68向下和藉助使并保持兩邊緣76抵著旋轉(zhuǎn)盤67的圓筒形表面80而橫向推動。側(cè)向壓緊器71可以由一桿件來替代，該桿件與旋轉(zhuǎn)盤67相連，并且絕大部分包含在其總體尺寸內(nèi)，用來在零件63的內(nèi)表面上產(chǎn)生一推力，以保持邊緣76推抵旋轉(zhuǎn)盤67。固定于浮動板65的三個銷子70(圖7中僅示出了兩個銷子)與零件63的一環(huán)形貼合面83相接觸，由此可以使前述浮動板65以一由銷子70的尺寸所設(shè)定的已知距離而使其自身平行于該表面83定位。
一固定于浮動板65的銷子74與零件63內(nèi)的一相關(guān)孔78嚙合，可防止在零件在接觸過程中作旋轉(zhuǎn)運動。鎖定零件和為零件定位提供基準面的系統(tǒng)31″可對待檢支承件63的位置，即可對翼狀片36相對于基準平面r″和r＇＇＇的角位置進行驗明和固定。更具體地說，邊緣76與旋轉(zhuǎn)盤67的圓筒形表面80的相互協(xié)作可以將零件63定位在這樣一個位置，其中，用來容納軸承的孔52的軸線與圓筒形表面80的軸線相平行，并由此垂直于基準塊64的表面60(基準平面r″)。而且，正如前文所提到的，銷子70的設(shè)置和尺寸可以使支承件63的那一與所述銷子70相接觸的下表面與浮動板65的表面62(基準平面r＇＇＇)設(shè)置成彼此相互平行。
應(yīng)予理解的是，在本文中描述和圖示的三個用來對零件進行鎖定和為其定位提供基準面的系統(tǒng)31、31′和31″均可以以一種可互換的方式安裝在底座1上。為了便于進行該作業(yè)，有三個定位塊79固定于底座1上，圖1中僅示出了兩個定位塊。這些定位塊79可以在借助螺釘將它們連接于底座1之前對鎖定零件和為其定位提供基準面的系統(tǒng)31、31′和31″進行快速且準確的定位。
系統(tǒng)31、31′和31″是這樣一些例子，它們示出了如何提供不同的表面和基準來準確地確定待檢翼狀片36的表面位置。選擇這一個或另一個系統(tǒng)通常是取決于待檢支承件(33、47或63)的工作狀況，換言之，取決于那些確定所述支承件在其硬盤存儲器內(nèi)工作過程中的實際角位置的基準面。
與在本文中圖示和描述的有所不同的用于鎖定零件和為其定位提供基準面的系統(tǒng)，即用于具有不同于支承件33、47和63的特征的鎖定并提供基準面的系統(tǒng)也在本文所考慮的范圍內(nèi)，在本說明書中，支承件33、47和63僅僅是一個例子，例如已知的投影型光電子測量系統(tǒng)(如圖1所示)包括一紅外線輻射發(fā)射器75和一接收器，或CCD(“電荷耦合器件”)型光敏器件77。
發(fā)射器75固定于支承件15的一端19，而接收器77則以這樣一種方式固定于支承件15的另一端21，即，光基本上是沿著一垂直于旋轉(zhuǎn)臺14的旋轉(zhuǎn)軸線的平面被導(dǎo)向的。
光束是由發(fā)射器75朝著所述零件的方向發(fā)射出來的。所述零件遮斷所述光束的一部分，未被遮斷的那部分光束則到達接收器77。根據(jù)投射在接收器77上的所述零件的受照邊緣的位置，可以藉助適當(dāng)?shù)碾娮犹幚砑夹g(shù)來計算出所述零件的尺寸，或者計算出它們相對于標稱尺寸而言的偏差。
本發(fā)明的裝置可以用來對支承件33、47和63的翼狀片作間距、扭曲或彎曲的檢驗。
下面將對所述裝置的工作原理進行描述，為了簡單起見，將僅對用于讀／寫磁頭47的支承件進行描述，根據(jù)圖8和圖9，所述支承件具有兩個翼狀片36。
在開始對零件進行檢驗之前，利用一標準樣件使所述裝置進行一校準循環(huán)。然后，用待檢驗的零件47來更換所述標準樣件。
電動機23可對縱向滑動件11沿著導(dǎo)向件7和9的移動加以控制，一直到編碼器25發(fā)出下述信號為止滑動件11已到達光電子測量系統(tǒng)在截面區(qū)域S1所處的位置。
通過使光電子測量系統(tǒng)75的各部件基本上在截面區(qū)域S1平面內(nèi)擺動，電動機27可對旋轉(zhuǎn)臺13的小幅順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)運動加以控制。在這些擺動過程中，光電子測量系統(tǒng)對翼狀片36的下表面a、c和上表面b、d的空間位置和基準平面r的空間位置進行檢測，所述基準平面由基準塊59的表面58確定，并已在前文中結(jié)合圖3和鎖定并提供基準面的系統(tǒng)31進行了描述。檢測數(shù)據(jù)可由電源、控制、處理和顯示單元30來處理，由此可為每一平面獲得一回歸曲線Pa(α)、Pb(a)、Pc(α)、Pd(α)、Pr(α)，所述回歸曲線能根據(jù)旋轉(zhuǎn)臺13的擺動角α反映出每一平面的位置的變化。
每一所述曲線在光束方向平行于相關(guān)平面的擺動角αmax或αmin時，均具有一最大值(在一相對于一下平面的曲線情況下)，或一最小值(在一相對于一上平面的曲線情況下)。因此，光電子系統(tǒng)與基準平面r的相互對齊，換言之，光束方向平行于平面r時旋轉(zhuǎn)臺13的角位置就可由旋轉(zhuǎn)臺13的角αmin來確定，處于該角度αmin時，有關(guān)于基準平面的回歸曲線Pr(α)具有一最小值。處于該角αmin時，有關(guān)于翼狀片36各表面的回歸曲線Pi(αmin)所獲得的值，(i=a、b、c、d)和有關(guān)于基準平面Pr(αmin)的回歸曲線所獲得的值之間的差值表示所述翼狀片的各平面離開基準平面r的距離Li(i=a、b、c、d)。由這些值可以獲得存在于各翼狀片36之中的距離。
根據(jù)本發(fā)明的裝置還可以對支承件33、47和63的形狀誤差，以及翼狀片36的各表面相對于基準平面r的平行誤差進行檢測。具體地說，可以對翼狀片36各表面相對于基準平面r而言的撓曲(“彎曲”)和扭矩(“扭曲”)情況加以檢驗，所述撓曲和扭轉(zhuǎn)情況可以反映出分別沿著圖8的平面和沿著基本上根據(jù)光束方向的平面的平行誤差。
為了確定翼狀片36的一表面相對于基準平面r的“扭轉(zhuǎn)”，只要進行下述作業(yè)就可以了對存在于有關(guān)于表面的回歸曲線具有最大／最小值(αamax、αbmin、αcmax、αdmin)時的角度和有關(guān)于基準平面r的回歸曲線具有最小值αmin時的角度之間的角度差進行計算，并將所獲得的該值乘以在測量區(qū)域處的翼狀片36的標稱寬度。
因此，借助一次擺動，就可以對用來計算各翼狀片36之間的間距和翼狀片36相對于基準平面的扭矩所必需的數(shù)據(jù)進行檢測。
為了計算“彎曲度”，必需在兩個截然不同的橫截面S1和S2處進行相同的擺動，并計算出在所述兩橫截面處所獲得的值Li(i=a、b、c、d、e、f)之間的差值。在這種情況中，在所述光電子系統(tǒng)于橫截面S1處完成第一次擺動之后，電動機23對滑動件11沿著導(dǎo)向件7和9的平動加以控制，一直到所述滑動件到達由編碼器25所監(jiān)控的位置為止，其中，所述光電子測量系統(tǒng)是位于完成第二次擺動的橫截面S2處。
因此，藉助使光電子系統(tǒng)沿著一平行于導(dǎo)向件7和9的縱軸完成兩個完整的擺動和平動，可以獲得對于翼狀片間距檢驗作業(yè)所必需的數(shù)據(jù)，以及各單個翼狀片相對于一基準平面而言的“扭轉(zhuǎn)”和“彎曲”情況。如果采用兩對發(fā)射器一接收器，在沿著一平行于導(dǎo)向件7和9的方向、基本上在橫截面S1和S2處進行擺，這些檢驗作業(yè)甚至還可以藉助一次擺動就可以完成。
以一種完全相同的方式，可對支承件33和63進行檢驗。
關(guān)于支承件63，應(yīng)予理解的是，雖然有關(guān)于彎曲度和扭矩的檢驗作業(yè)是相對于平面r″進行的，但是，作為另一種方案，在例如必需對翼狀片36相對于表面83的位置進行檢驗的情況中，對各翼狀片36之間的間距進行的檢驗作業(yè)也可以相對于由浮動平面65形成的參考平面r＇＇＇來進行。
一種與本文所描述的相同且只包括一對發(fā)射器75／接收器77的光電子系統(tǒng)覆蓋的是一有限的測量范圍(常用值20毫米)，并且不能對特別“高”的零件，例如圖2C所示的支承件63進行檢驗。在這種情況中，根據(jù)一種已知方法，與支承件15相連的光電子系統(tǒng)可以包括例如具有部分重疊范圍的兩個發(fā)射器和兩個接收器，用來保證光束沿進行檢驗作業(yè)方向的連續(xù)性。
通過進行簡單且快速的對裝置略加調(diào)整的作業(yè)，本發(fā)明的裝置可以對具有不同特征和尺寸的零件進行極其精確、可靠和正確的檢驗。具體地說，為了從對一種類型的零件進行檢驗轉(zhuǎn)變到對另一種類型的零件進行檢驗，只要更換用來對零件鎖定和更換提供基準面的、僅借助螺釘固定于底座的系統(tǒng)31、31′和31″，和／或根據(jù)零件的尺寸，也是僅借助螺釘固定于旋轉(zhuǎn)臺13上、用于所述光電子測量系統(tǒng)的各構(gòu)件的支承件15就可以了。
本發(fā)明的保護范圍還包括一些其特征與前文所描述和圖示的有所不同的裝置。例如，鎖定和提供基準面的系統(tǒng)31、31′和31″可以包括一與各圖中所示的那些(53、39、69)基本相同的桿式垂直壓緊器，它們包括一自動對中裝置，以避免在所述零件上的壓緊器的推力產(chǎn)生不同于垂直方向的作用力。所述自動對中裝置可以是一種已知類型的裝置，它包括一可容納一球的中空件，所述球適于與所述零件的基準表面相接觸。而且，用于所述光電子測量系統(tǒng)的支承件15可以剛性地固定于底座1，而用來鎖定零件并提供基準面的系統(tǒng)(31、31′、31″)可以固定于與縱向滑動件11相連的旋轉(zhuǎn)臺13，以保持如圖所示的基本垂直的設(shè)置情況。在這種情況中，光電子系統(tǒng)75、77的各零件相對于底座1是固定的，而零件則可以沿縱向擺動和平動，從而能在不同的橫截面處接受檢驗。
作為另一種方案，旋轉(zhuǎn)臺13可以與底座1直接相連，而不是與滑動件11相連，而所述光電子系統(tǒng)的支承件15和用來對零件進行鎖定并為其定位提供基準面的系統(tǒng)(31、31′、31″)與滑動件11和旋轉(zhuǎn)臺13相連，或反過來也是可以的。
本文所描述的裝置還可以用來對其形狀和功能與本文所描述的有所不同的零件進行非接觸式檢驗。
權(quán)利要求
1．一種用來對具有復(fù)雜的三維空間形狀的零件(33，47，63)進行尺寸和／或形狀檢驗的光電子裝置，所述零件包括多個基本平面且相互平行的表面，所述光電子裝置包括·一底座(1)；·一用來對待檢零件(33，47，63)進行鎖定和提供基準面并且能對所述多個基本平面的表面的設(shè)置情況進行確定的系統(tǒng)(31，31′，31″)；以及·具有一光電子系統(tǒng)(75，77)的檢測裝置，用來提供一些能反映待檢零件尺寸的信號；其特征在于，它包括一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)，其中一個所述鎖定和提供基準面的系統(tǒng)(31，31′，31″)和光電子系統(tǒng)(75，77)與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)相連，所述裝置還包括一用于縱向移動的系統(tǒng)(3)，它與底座(1)相連，它形成一縱軸，零件(33，47，63)的所述平面狀表面基本上平行于所述縱軸，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)固定于底座(1)或縱向移動系統(tǒng)(3)，從而可以作縱向平動和圍繞所述縱軸、在所述零件(33，47，63)和所述光電子系統(tǒng)(75，77)之間作往復(fù)的旋轉(zhuǎn)移動，光電子系統(tǒng)(75，77)可以在所述往復(fù)的旋轉(zhuǎn)移動過程中發(fā)出一些所述信號。
2．如權(quán)利要求1所述的光電子裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括一基本呈C形且用于光電子系統(tǒng)(75，77)的支承件(15)，所述支承件(15)以及鎖定和提供基準面的系統(tǒng)(31，31′，31″)分別固定于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)和底座(1)。
3．如權(quán)利要求2所述的光電子裝置，其特征在于，所述縱向移動系統(tǒng)(3)包括一可以沿著所述縱軸移動的滑動件(11)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)與所述滑動件(11)相連。
4．如權(quán)利要求3所述的光電子裝置，其特征在于，所述縱向移動系統(tǒng)(3)包括兩個導(dǎo)向件(7，9)。
5．如權(quán)利要求3或4所述的光電子裝置，其特征在于，它包括一第一驅(qū)動系統(tǒng)，所述第一驅(qū)動系統(tǒng)具有一與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)相連的第一電動機(27)，用來對旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)圍繞所述縱軸的旋轉(zhuǎn)運動加以控制。
6．如權(quán)利要求5所述的光電子裝置，其特征在于，它包括一第一旋轉(zhuǎn)傳感器(29)，所述第一旋轉(zhuǎn)傳感器與第一電動機(27)相連，用來根據(jù)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)的角位置發(fā)出信號。
7．如權(quán)利要求6所述的光電子裝置，其特征在于，它包括一第二驅(qū)動系統(tǒng)，所述第二驅(qū)動系統(tǒng)具有一與縱向移動系統(tǒng)(3)相連的第二電動機(23)，用來對滑動件(11)的移動情況加以控制。
8．如權(quán)利要求7所述的光電子裝置，其特征在于，它包括一第二旋轉(zhuǎn)傳感器(25)，所述第二旋轉(zhuǎn)傳感器與第二電動機(23)相連，用來根據(jù)所述滑動件(11)相對于底座(1)的位置發(fā)出信號。
9．如權(quán)利要求2至8中任一權(quán)利要求所述的采用投影方法的光電子裝置，其特征在于，所述光電子系統(tǒng)包括至少一個發(fā)射裝置(75)和至少一個接收裝置(77)，所述發(fā)射裝置和所述接收裝置固定于支承件(15)，位于相對于待檢零件(33，47，63)而言相對的位置。
10．如權(quán)利要求9所述的光電子裝置，其特征在于，所述光電子系統(tǒng)包括多個發(fā)射裝置(75)和多個接收裝置(77)。
11．如權(quán)利要求9或10所述的光電子裝置，其特征在于，所述發(fā)射裝置(75)是一紅外線二極管，所述接收裝置(77)是一CCD型光敏器件。
12．如前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的光電子裝置，其特征在于，所述鎖定和提供基準面的系統(tǒng)包括至少一個能形成一個用于光電子系統(tǒng)(75，77)的基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)的構(gòu)件(43，45；59；64；65)。
13．如權(quán)利要求12所述的光電子裝置，其特征在于，所述鎖定和提供基準面系統(tǒng)包括基準表面(38；55；70；80)，所述基準表面用來與待檢零件(33，47，63)的貼合表面(41；54；76；83)相協(xié)作、用來確定所述零件相對于所述基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)的位置。
14．如權(quán)利要求13所述的光電子裝置，其特征在于，所述鎖定和提供基準面的系統(tǒng)包括快速鎖定裝置(39；53；69；71；73)，所述快速鎖定裝置用來與待檢零件(33，47，63)的各表面相協(xié)作、用來鎖定所述零件相對于所述基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)的所述位置。
15．一種用來對具有貼合表面(41；54；76；83)和多個基本平面狀且相互平行構(gòu)件(36)的零件(33，47，63)進行尺寸和形狀檢驗的光電子裝置，所述光電子裝置包括·一底座(1)；·一移動系統(tǒng)(3)，它與底座(1)相連，形成一縱軸，并包括一可沿著一平行于所述縱軸的方向平移的滑動件(11)，·一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)，它與所述滑動件(11)，用來圍繞所述縱軸作旋轉(zhuǎn)運動，·一第一驅(qū)動系統(tǒng)(27)，它與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)相連，用來對所述旋轉(zhuǎn)運動加以控制，·一第一傳感器(29)，用來根據(jù)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)的角位置發(fā)出信號，·一第二驅(qū)動系統(tǒng)(23)，它與移動系統(tǒng)(3)相連，用來對所述平動移動情況加以控制，·一第二傳感器(25)，它能根據(jù)滑動件(11)相對于底座(1)的位置而發(fā)出信號，·一光電子檢測系統(tǒng)(75，77)，它包括一基本上呈C形的支承件(15)，其兩自由端(19，21)和一中心部(17)與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)相連，以及至少一個發(fā)射裝置(75)和至少一個接收裝置(77)，它們與所述支承件(15)的所述自由端相連，分別用來發(fā)射和接收一設(shè)置在一基本垂直于所述縱軸的平面內(nèi)的光束，·一用于待檢零件(33，47，63)的鎖定和提供基準面的系統(tǒng)(31，31′，31″)，它具有至少一個具有一表面(46，48；58；60，62)的構(gòu)件(43，45；59；64；65)，所述表面形成一用于光電子檢測系統(tǒng)(75，77)的基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)，基準表面(38；55；70；80)，用來與待檢零件(33，47，63)的貼合表面(41；54；76；83)相協(xié)作，用來以這樣一種方式來確定所述零件的位置，即，所述基本平面狀的構(gòu)件(36)基本上平行于所述基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)，以及一快速鎖定裝置(39；53；69；71；73)，用來與待檢零件(33，47，63)的各表面相協(xié)作，用來鎖定所述零件的基本平面狀構(gòu)件相對于所述基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)的所述位置；以及·一處理和控制單元(30)，它與所述光電子系統(tǒng)(75，77)、所述第一和第二驅(qū)動系統(tǒng)(27，23)以及所述第一和第二傳感器(29，25)相連，用來對藉助所述光電子系統(tǒng)和藉助所述傳感器傳送的信號進行處理，并對所述驅(qū)動系統(tǒng)加以控制。
16．如權(quán)利要求15所述的光電子裝置，其特征在于，所述發(fā)射裝置(75)和接收裝置(77)以一種方式與所述支承件(15)相連，即，在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)的一角位置(αmin)處，光束的方向本身就平行于所述基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)，在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)作旋轉(zhuǎn)運動的過程中，所述處理和控制單元(30)可以對來自于光電子檢測系統(tǒng)(75，77)和第一傳感器(29)的信號進行處理，以便對所述角位置(αmin)進行檢測。
17．如權(quán)利要求16所述的光電子裝置，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)作旋轉(zhuǎn)運動的過程中，所述光電子檢測系統(tǒng)(75，77)可以發(fā)出一些信號(Pi(α))，所述信號可以表示待檢零件(33，47，63)的所述基本平面狀部件(36)的各表面和所述基準平面(r，r′，r″，r＇＇＇)之間的間距，所述處理和控制單元(30)可以對所述信號進行處理，并可以對旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)(13)在所述角位置(amin)處的值(Li)進行檢測。
全文摘要
一種用來對零件,尤其是具有復(fù)雜的三維空間形狀且作為硬盤存儲器的讀/寫磁頭(33,47,63)的支承件的零件進行尺寸和形狀檢驗的光電子裝置,它包括:一具有兩個導(dǎo)向件(7,9)的底座(1),所述導(dǎo)向件與滑動件(11)相連,所述滑動件可以沿著導(dǎo)向件(7,9)縱向移動;以及一用來對待檢零件(33,47,63)進行鎖定和提供基準面的系統(tǒng)(31)。所述滑動件(11)支承住一旋轉(zhuǎn)臺(13),一用于光電子測量系統(tǒng)的支承件(15)固定于其上。旋轉(zhuǎn)臺(13)圍繞一平行于導(dǎo)向件(7,9)的軸線的旋轉(zhuǎn)運動可以使所述光電子測量系統(tǒng)基本上在一垂直于所述軸線的平面內(nèi)擺動,以便在檢驗過程中,使光電子測量系統(tǒng)的構(gòu)件(75,77)和零件(33,47,63)之間的相互位置最優(yōu)化。只要更換所述裝置中的部分構(gòu)件,就可以對具有不同旋轉(zhuǎn)和標稱尺寸的零件(33,47,63)進行檢驗。
文檔編號G01B5/00GK1278908SQ98810952
公開日2001年1月3日 申請日期1998年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月7日
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