一种高精密球径测量仪的制作方法
【专利摘要】一种高精密球颈测量仪，包括拉起装置、显示装置、配重装置和测量装置；拉起装置包括夹钳、立板、拉板、螺杆、连接柱；配重装置包括导轨、中板和压块；测量装置包括测头、导套、卡座及传感器；显示装置用于显示测量结果；其中牵引配重装置的夹钳设置在拉板上，夹钳下部与穿过拉板中间通孔的螺杆相连接，连接柱通过螺母与连接螺杆连接，连接柱连接中板上部通过夹钳牵引中板沿导轨滑动，立板底部固定于台面上，立板顶部固定支撑拉板。本发明将球径测量的组合测头、配重装置和显示系统有机的组合在一起，对测头、标准工件及导套的尺寸及之间的配合关系要求极高，保证整个球径测量装置结构紧凑，精度高。
【专利说明】一种高精密球径测量仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量仪，特别涉及一种高精密球径测量仪，属于航天导航应用领域。
【背景技术】
[0002]陀螺仪和加速度计是卫星和火箭的导航系统中的关键部件，其中陀螺仪和加速度计中所使用过的球径结构陀螺仪和加速度计的关键部件，因此球径结构件的精度直接决定了陀螺仪和加速度计的精度，在某型号导航卫星的生产过程中，对球径精度要求特别高，采用传统的三坐标测量仪或者球径仪测量时由于设备自身精度限制使得测量球径时存在很大困难。目前这种状态下，在面对精度要求很高的球径时采用传统三坐标测量仪和球径仪已无能为力。因此，极有必要研制一种专门针对此类高精度球径的测量装置，以实现高精密球径的准确测量。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:为克服现有技术的不足，提供了一种高精度球径测量仪，将球径测量传感器与测头组合成一体，通过被测球径零件和标准球径之间的变化量，完成对球类零件的间接测量。
[0004]本发明的技术解决方案是:
[0005]一种高精密球颈测量仪，包括拉起装置、显示装置、配重装置和测量装置；
[0006]拉起装置包括夹钳、立板、拉板、螺杆、连接柱；配重装置包括导轨、中板和压块；测量装置包括测头、导套、卡座及传感器；显示装置用于显示测量结果；
[0007]其中牵引配重装置的夹钳设置在拉板上，夹钳下部与穿过拉板中间通孔的螺杆相连接，连接柱通过螺母与连接螺杆连接，连接柱连接中板上部通过夹钳牵引中板沿导轨滑动，立板底部固定于台面上，立板顶部固定支撑拉板；
[0008]导轨固定于立板上，压块与中板固定连接，压块在球径测量过程中对被测工件和标准工件提供恒定的压力值；
[0009]用于放置测量基准参数值的标准工件和被测工件的设有中空圆通孔的导套固定于压块正下方的台面上，中空的卡座位于台面下方并穿过台面与导套同轴配合，卡座内底部设置有压簧，测头放置于卡座内部的压簧上，卡座外底部设置有与压簧接触的传感器。
[0010]显示装置包括显示器和PLC处理器；PLC处理器通过数据线与传感器及显示器连接。
[0011]测头由导套的中空圆孔伸出。
[0012]连接柱和螺杆之间有1-5_间隙，确保配重装置不受夹钳干涉影响。
[0013]标准工件底部球碗状，测头顶部外圆锐边且与标准工件底部球碗配做，测头与标准工件间隙在0.005mm以内；被测工件底部为球碗状。
[0014]导套顶部外圆锐边且同球碗中心同轴,轴偏差在0.005mm以内。[0015]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0016](I)本发明配重在球径测量过程中对被测零件和标准零件提供了恒定的压力值，消除了测量过程中由于压力变化引起的随机误差。
[0017](2)本发明将球径测量的组合测头、配重装置和显示系统有机的组合在一起，对测头、标准工件及导套的尺寸及之间的配合关系要求极高，使测量装置自身的精度达到
0.25 μ m以上，保证整个球径测量装置结构紧凑，精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明主视图；
[0019]图2为本发明侧视图；
[0020]图3为本发明俯视图；
[0021]图4为本发明工作时测头位置示意图；
[0022]图5为本发明立体图；
[0023]其中:1-夹钳；2_拉板；3_螺杆；4_连接柱；5_螺母；6_立板；7_台面；8_导轨；
9-中板；10_压块；11_测头；12_导套；13_测杆；14-传感器；15-显示器。
【具体实施方式】
[0024]如图1-5所示，一种高精密球颈测量仪，包括拉起装置、显示装置15、配重装置和
测量装置。
[0025]拉起装置包括夹钳1、立板6、拉板2、螺杆3、连接柱4 ;配重装置包括导轨8、中板9和压块10 ;测量装置包括测头11、导套12、卡座13及传感器14 ;显示装置15用于显示测
量结果。
[0026]其中牵引配重装置的夹钳I设置在拉板2上，夹钳I下部与穿过拉板2中间通孔的螺杆3相连接，连接柱4通过螺母5与连接螺杆3连接，连接柱4连接中板9上部通过夹钳I牵引中板9沿导轨8滑动，立板6底部固定于台面7上，立板6顶部固定支撑拉板2。
[0027]导轨8固定于立板6上，压块10与中板9固定连接，压块10在球径测量过程中对被测工件和标准工件提供恒定的压力值；显示装置15包括显示器和PLC处理器；PLC处理器通过数据线与传感器14及显示器连接。
[0028]用于放置测量基准参数值的标准工件和被测工件的设有中空圆通孔的导套12固定于压块10正下方的台面7上，中空的卡座13位于台面7下方并穿过台面7与导套12同轴配合，卡座13内底部设置有压簧，测头11放置于卡座13内部的压簧上，卡座13外底部设置有与压簧接触的传感器14，测头11感应并测量工件球径尺寸的微小变化并通过压簧将信号传导给传感器14，通过PLC处理器的数据计算和转换最终在显示器上显示被测工件和标准工件球径的差值，最终在显示器上显示出被测球径的数值。
[0029]测头伸出导套12的中空圆孔，使测头部分与工件接触，通过质量恒定的压块压在工件上，采用恒定质量的压块的目的是保持多次测量过程中测头与工件之间的压力相同，消除由于压力不等引起的测量误差。
[0030]连接柱4和螺杆3之间有1-5_间隙，确保配重装置不受夹钳I干涉影响。
[0031]如图4所示,标准工件底部球碗状,测头11顶部外圆锐边且与标准工件底部球碗配做，测头11与标准工件间隙在0.005mm以内；被测工件底部为球碗状。
[0032]导套12顶部外圆锐边且同球碗中心同轴，轴偏差在0.005mm以内。
[0033]如图1所示，高精密球颈测量仪的测量方法为:采用差值测量的原理，通过被测工件和标准工件之间的差值测量被测球的球径，测量的精度为0.25 μ m ;具体方法为将标准工件和被测工件先后两次放到导套(12)上，夹钳(I)引导压块(10)对被测工件和标准工件提供恒定的压力；测头(11)首先对标准工件进行测量，完成对传感器(14)的调零设置；之后测头(11)对被测工件进行测量，将测量数值通过传感器(14)传输到PCL处理器中处理前后两次测量所得的差值，并将处理完成的数据显示在显示器上，完成对被测工件尺寸的测量。
[0034]本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。
【权利要求】
1.一种高精密球颈测量仪，其特征在于:包括拉起装置、显示装置(15)、配重装置和测量装置；拉起装置包括夹钳(I)、立板(6)、拉板(2)、螺杆(3)、连接柱(4);配重装置包括导轨(8)、中板(9)和压块(10);测量装置包括测头(11)、导套(12)、卡座(13)及传感器(14);显示装置(15)用于显示测量结果；其中牵引配重装置的夹钳(I)设置在拉板(2)上，夹钳(I)下部与穿过拉板(2)中间通孔的螺杆(3)相连接，连接柱(4)通过螺母(5)与连接螺杆(3)连接，连接柱(4)连接中板(9)上部通过夹钳(I)牵引中板(9)沿导轨(8)滑动，立板(6)底部固定于台面(7)上，立板(6)顶部固定支撑拉板(2)； 导轨(8)固定于立板(6)上，压块(10)与中板(9)固定连接，压块(10)在球径测量过程中对被测工件和标准工件提供恒定的压力值； 用于放置测量基准参数值的标准工件和被测工件的设有中空圆通孔的导套(12)固定于压块(10)正下方的台面(7)上，中空的卡座(13)位于台面(7)下方并穿过台面(7)与导套(12)同轴配合，卡座(13)内底部设置有压簧，测头(11)放置于卡座(13)内部的压簧上，卡座(13)外底部设置有与压簧接触的传感器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种高精密球颈测量仪，其特征在于:显示装置(15)包括显示器和PLC处理器；PLC处理器通过数据线与传感器(14)及显示器连接。
3.根据权利要求1所述的一种高精密球颈测量仪，其特征在于:测头由导套(12)的中空圆孔伸出。
4.根据权利要求1所述的一种高精密球颈测量仪，其特征在于:连接柱(4)和螺杆(3)之间有1-5_间隙，确保配重装置不受夹钳(I)干涉影响。
5.根据权利要求1所述的一种高精密球颈测量仪，其特征在于:标准工件底部球碗状，测头(11)顶部外圆锐边且与标准工件底部球碗配做，测头(11)与标准工件间隙在0.005mm以内；被测工件底部为球碗状。
6.根据权利要求1所述的高精密球颈测量仪，其特征在于:导套(12)顶部外圆锐边且同球碗中心同轴，轴偏差在0.005mm以内。
【文档编号】G01B21/10GK103528557SQ201310460721
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】苏义兵, 王长峰, 王锐, 薛凤举, 崔砚, 姜雪东 申请人:北京航天控制仪器研究所