自位接觸式測量裝置及其測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于測量設備領域，具體涉及一種自位接觸式測量裝置及其測量方法。
【背景技術】
[0002]由于當今科學技術的飛速發(fā)展，新產品的出現，對測量提出了更高的要求，普遍要求重復精度要達到微米數量級，個別的要求還高?，F有的測量裝置主要用在在線自動測量兩個平行平面的高度差和點到平面的距離。其測量方法是，將被測物定位、夾緊于測量裝置上，并與測量元件的導向元件同軸。
[0003]測量元件由兩部分組成其一為基準測量元件，該元件與被測物較大的平面接觸。另外一部分測量元件下端與被測物的另一平面或點接觸，上端與測量傳感器接觸。測量時測量元件在驅動裝置帶動下于導向元件中上下運動，從而完成測量。
[0004]這種測量裝置不可避免的將被測物的定位誤差和非測量裝置的制造誤差帶入測量結果中，因此其測量精度較低，一般其重復測量精度在0.0lmm數量級上。這樣的測量結果，根本滿足不了用戶的要求。所以改進這種測量裝置結構、提高其測量精度是迫在眉睫的。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在克服現有技術的缺陷，提供一種自位接觸式測量裝置及其測量方法，它排除了被測物的定位誤差和非測量裝置的制造誤差的影響，從而使測量精度大幅度提高，降低了非測量裝置的制造精度，從而節(jié)約了制造成本。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
自位接觸式測量裝置，包括基準測量元件3、測量元件4、施力元件A5、施力元件B12、測量傳感器6、執(zhí)行裝置7、導向元件8、定位元件9、定位裝置10、驅動裝置11，基準測量元件內裝有導向元件，測量元件安裝在導向元件內，基準測量元件和測量元件之間設計有定位裝置和施力元件A，施力元件A能可靠保證測量元件與被測物的接觸；測量傳感器安裝在基準測量元件頂端，其測頭與測量元件的上端面相接觸，施力元件B置于定位元件與基準測量元件之間，以保證基準測量元件與被測物之間的可靠接觸；定位元件通過螺栓與執(zhí)行裝置固定連接，執(zhí)行裝置上安裝有驅動裝置，執(zhí)行裝置在驅動裝置驅動下上下運動。測量精度可大幅度提尚，降低了制造精度。
[0007]進一步，基準測量元件和測量元件下方放置有由夾具I固定夾持的被測物2，夾具固定于執(zhí)行裝置7的下部。
[0008]進一步，在測量過程中基準測量元件、測量元件與被測物始終保持可靠而完全的自然貼合狀態(tài)。
[0009]進一步，在測量過程中基準測量元件、測量元件與執(zhí)行裝置是脫離的。
[0010]該自位接觸式測量裝置的測量方法，包括如下步驟:
(I)將被測物2放置在夾具I上定位并夾緊； (2)命令驅動裝置工作，執(zhí)行裝置7在驅動裝置驅動下向下運動至基準測量元件3與被測物2的下端面接觸，并脫離執(zhí)行裝置7止；
(3)此時被測物2上端面將測量元件4和測量傳感器6頂起，設定測量元件4原始位置時，測量傳感器6的讀數為零，則頂起后測量傳感器6的讀數即為被測物2上端面或點到下端面的距離；至此測量完成；
(4)執(zhí)行裝置7向上運動自動返回并帶動由“基準測量元件3”、“測量元件4”、“施力元件A5”、“測量傳感器6”、“導向元件8”五個零部件組成的測量單元退回原位；將測量值顯示并記錄；至此完成一次測量的工作全過程。
[0011]進一步地，測量精度是指重復(I) - (4)操作過程20次或20次以上后，實際測量值的最大和最小值之差。
[0012]與現有技術相比較，本發(fā)明具有如下的有益效果:
自位接觸式測量裝置可以保證基準測量元件與被測物下端面可靠地處于最佳的完全貼合狀態(tài)，在施力元件A的作用下貼合狀態(tài)穩(wěn)定。在多次測量的情況下，接觸狀態(tài)變化甚微，因此測量精度可大幅度提高，從而助推了一些新產品的早日問世。
[0013]自位接觸式測量裝置在測量過程中與執(zhí)行裝置7是脫離的，因此執(zhí)行裝置制造誤差將不被帶進測量結果中，從而也進一步提高了測量精度。降低了制造精度，從而節(jié)約了制造成本。
[0014]自位接觸式測量裝置經過生產和試驗的驗證，將傳統(tǒng)測量方式維持的0.0lmm的重復精度提高到0.0Olmm的數量級上，測量精度大大提高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明自位接觸式測量裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，自位接觸式測量裝置，包括基準測量元件3、測量元件4、施力元件A5、施力元件B12、測量傳感器6、執(zhí)行裝置7、導向元件8、定位元件9、定位裝置10、驅動裝置11，基準測量元件3內裝有導向元件8，測量元件4套接安裝在導向元件8內，基準測量元件3和測量元件4之間設計有定位裝置10和施力元件A5，施力元件A5能可靠保證測量元件與被測物的接觸。測量傳感器6安裝在基準測量元件3頂端，測量傳感器測頭與測量元件4的上端面相接觸。施力元件B12置于定位元件9與基準測量元件3之間，以保證基準測量元件與被測物之間的可靠接觸。定位元件9通過螺栓與執(zhí)行裝置7固定連接，執(zhí)行裝置7上安裝有驅動裝置11，執(zhí)行裝置7在驅動裝置驅動的作用下上下運動?；鶞蕼y量元件和測量元件下方放置有由夾具I固定夾持的被測物2，夾具固定于執(zhí)行裝置7的下部。在測量過程中基準測量元件、測量元件與被測要素始終保持可靠而完全的自然貼合狀態(tài)。在測量過程中基準測量元件、測量元件與執(zhí)行裝置是脫離的。
[0018]測量原理:將“基準測量元件3”、“測量元件4”、“施力元件A5”、“測量傳感器6”、“導向元件8”五個零部件組成的測量單元與被測物2的下端面接觸，使測量單元脫離其它物體，同時施以適當的正壓力。這就相當于將一個物體擺放到另一個物體的表面上，加一定的力，使二者完全貼合，這種貼合是自然而可靠的。如果兩個物體在多次擺放中相對位置不變，且沒有其它外力干擾，則其貼合狀況也將保持不變，所以在多次測量中，其測量值也不會變化，從而最大限度地提高了測量精度。
[0019]自位接觸式測量裝置的測量方法，包括如下步驟:
(1)將被測物2放置在夾具I上定位并夾緊；
(2)命令驅動裝置工作，執(zhí)行裝置7在驅動裝置驅動下向下運動至基準測量元件3與被測物2的下端面接觸，并脫離執(zhí)行裝置7止；
(3)此時被測物2上端面將測量元件4和測量傳感器6頂起，設定測量元件4原始位置時，測量傳感器6的讀數為零，則頂起后測量傳感器6的讀數即為被測物2上端面或點到下端面的距離；至此測量完成；
(4)執(zhí)行裝置7向上運動自動返回并帶動由“基準測量元件3”、“測量元件4”、“施力元件A5”、“測量傳感器6”、“導向元件8”五個零部件組成的測量單元退回原位；將測量值顯示并記錄；至此完成一次測量的工作全過程。
[0020]測量精度是指重復(I)- (4)操作過程20次或20次以上后，實際測量值的最大和最小值之差。
[0021]以上所述僅為說明本發(fā)明的實施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.自位接觸式測量裝置，包括基準測量元件、測量元件、施力元件A、施力元件B、測量傳感器、執(zhí)行裝置、導向元件、定位元件、定位裝置、驅動裝置，其特征在于:基準測量元件內裝有導向元件，測量元件安裝在導向元件內，基準測量元件和測量元件之間設計有定位裝置和施力元件A，測量傳感器安裝在基準測量元件頂端，其測頭與測量元件的上端面相接觸，施力元件B置于定位元件與基準測量元件之間，定位元件通過螺栓與執(zhí)行裝置連接，執(zhí)行裝置上安裝有驅動裝置，執(zhí)行裝置在驅動裝置驅動下上下運動。2.根據權利要求1所述自位接觸式測量裝置，其特征在于，基準測量元件和測量元件下方放置有由夾具固定夾持的被測物，夾具固定于執(zhí)行裝置的下部。3.根據權利要求1所述自位接觸式測量裝置，其特征在于，在測量過程中基準測量元件、測量元件與被測物始終自然貼合。4.根據權利要求1所述自位接觸式測量裝置，其特征在于，在測量過程中基準測量元件、測量元件與執(zhí)行裝置是脫離的。5.自位接觸式測量裝置的測量方法，包括如下步驟: (1)將被測物放置在夾具上定位并夾緊； (2)命令驅動裝置工作，執(zhí)行裝置在驅動裝置驅動下向下運動至基準測量元件與被測物的下端面接觸，并脫離執(zhí)行裝置止； (3)此時被測物上端面將測量元件和測量傳感器頂起，設定測量元件原始位置時，測量傳感器的讀數為零，則頂起后測量傳感器的讀數即為被測物上端面或點到下端面的距離；至此測量完成； (4)執(zhí)行裝置向上運動自動返回并帶動由“基準測量元件”、“測量元件”、“施力元件A”、“測量傳感器”、“導向元件”五個零部件組成的測量單元退回原位；將測量值顯示并記錄；至此完成一次測量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了自位接觸式測量裝置，包括基準測量元件、測量元件、施力元件A、施力元件B、測量傳感器、執(zhí)行裝置、導向元件、定位元件、定位裝置、驅動裝置，基準測量元件內裝有導向元件，測量元件安裝在導向元件內，基準測量元件和測量元件之間設計有定位裝置和施力元件A，測量傳感器安裝在基準測量元件頂端，其測頭與測量元件的上端面相接觸，施力元件B置于定位元件與基準測量元件之間，定位元件通過螺栓與執(zhí)行裝置連接，執(zhí)行裝置上安裝有驅動裝置，執(zhí)行裝置在驅動裝置驅動下上下運動。本裝置測量精度可大幅度提高，降低了制造精度。
【IPC分類】G01B21/02
【公開號】CN105136088
【申請?zhí)枴緾N201510602222
【發(fā)明人】杜克強, 章陵江
【申請人】北京奧特恒達技術開發(fā)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月21日