专利名称：光电定心测头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量、测试技术领域，更进一步涉及坐标测量技术的孔中心自动瞄准光电定心测头。
工业生产中常常生产和使用大量的多孔板类零件，其上的孔的相互位置往往有一定的精度要求，特别是当这类零件作为模板使用时，其上的孔的相互坐标位置就有着更高的精度要求。为对这类零件上孔的坐标位置进行测量检查，目前采用的方法主要有以下两种1、用万能量具测量依靠测量两孔的近缘距离、远缘距离及两孔的孔径，经过计算确定孔间距及孔之间的相互坐标位置；2、坐标法测量用两坐标测量仪器(工具显微镜)或三坐标测量机测量，该方法的具体测量方式有二①间接方式通过孔边缘上点的测量计算确定孔中心坐标(四点法或三点法求圆心)；②直接方式工具显微镜上利用双象镜头、三坐标测量机上使用锥形硬测头直接对准孔中心测取孔中心坐标。方法1测量效率低、精度低，不能用于高精度多孔板的测量。方法2效率低，在三坐标测量机上使用锥形硬测头直接测取孔中心坐标尽管有较高的测量效率，但测头接触磨损严重，特别是被测孔板为淬硬磨光的模板时，其锋利的孔缘刃口会很快使锥形测头磨坏。
本实用新型的目的在于提供一种多孔板类零件孔中心坐标测量用的高精度、快速、非接触式的光电定心测头。
本实用新型为在坐标测量仪器上加装光电定心瞄准测头，当该测头从被测孔的上方越过时，能在孔心位置处自动发出孔中心瞄准信号，此信号作为坐标值读数信号，从仪器的坐标测量系统中读取坐标值。
本实用新型包括光箱、光电瞄准测头以及信号处理电路。在光箱的光源上方安装有多层乳白有机玻璃板，光箱的下方有多个调平螺钉，光电测头内装有硅光电池，信号处理电路将硅光电池输出的信号进行处理后送坐标测量仪器。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型信号处理电路图。
本实用新型在普通的日光灯(1)上安装1－3层乳白有机玻璃板(2)，制成光箱(3)，依靠乳白有机玻璃对光的漫射作用，在光箱(3)上方获得发光高度均匀的面光源，作为该测头的工作光源。
将本实用新型放置于坐标测量仪器的工作台上，被测孔板(4)平置于光箱(3)上。这时从上方即可看到，板上凡是有孔的地方，均有均匀光线透过。调整光箱(3)下方的三只调平螺钉(5)，即可将被测孔板精确调平于坐标测量仪器上。
光电瞄准测头(6)安装于仪器的测头安装座内。该测头的核心是四象限硅光电池(7)，硅光电池(7)的受光面向下，面向被测孔板(4)，以接收透过孔板的光；硅光电池(7)的象限划分十字线设置为与坐标测量仪器的X－Y向走向一致。
硅光电池(7)的四象限输出，接成两个半圆面的差动形式，当测头移至被测孔的正上方时，该差动输出为零。电路的这种状态即是测量瞄准状态。
以瞄准被测孔的X向中心为例，硅光电池(7)的Ⅱ、Ⅳ象限输出和Ⅱ、Ⅲ象限输出分别由电路(8)、(9)相加，相加器采用OPO7运算放大器，其结果经电路(10)相减放大，再送入过零比较电路(11)，(11)采用LM139比较器，这样，当测头在被测孔板上方沿X方向移动的过程中，每当测头盖过某一被测孔时，在该孔的X向中心处，过零比较电路即输出一正跳变形式的测量瞄准信号。放大电路(12)和与门(13)的设置，可确保送出的瞄准信号正确无误。
Y向测量瞄准信号的获得与上类似。
上述测量瞄准信号可很简单地用一根电缆送入坐标测量仪器的测头信号插孔，作为仪器的读数采样信号，直接从仪器的测量系统中读得被测孔中心的坐标值。
硅光电池下方安装有用增透玻璃材料制成的保护玻璃(14)，它既不影响硅光电池(7)对孔板(4)透过光的接收，又可保护硅光电池(7)免受外来意外的机械伤害；此结构同时造成的硅光电池的内藏，可有效地防止外界斜入的杂散光对测量的有害影响。
该测头用于冲压模板、注塑模板的测量检查，所使用的坐标测量仪器为三坐标测量机，孔心坐标的测量不确定度小于0.01mm。它不仅适于圆孔的测量，亦适于任何轴对称的异型孔(如矩形孔等)的测量。
权利要求1.一种光电定心测头，它包括光箱(3)、光电瞄准测头以及信号处理电路，其特征在于在所述的光箱(3)中，光源的上方安装有1-3层乳白有机玻璃板(2)，光箱(3)的下方有多个调平螺钉，所述的光电瞄准测头(6)内装有硅光电池(7)，所述的信号处理电路将硅光电池(7)输出的信号进行处理后，送坐标测量仪器。
2.如权利要求1所述的光电定心测头，其特征在于所述的硅光电池(7)的受光面向下，面向被测孔板。
3.如权利要求1所述的光电定心测头，其特征在于所述的调平螺钉(5)为三只。
4.如权利要求1所述的光电定心测头，其特征在于所述的硅光电池下方装有增透玻璃材料制成的保护玻璃(14)。
5.如权利要求1所述的光电定心测头，其特征在于所述的硅光电池(7)的象限划分十字线设置为与坐标测量仪器的X－Y向走向一致。
6.如权利要求1所述的光电定心测头，其特征在于所述的硅光电池为四象限输出，它被接成半圆面的差动形式。
7.如权利要求1所述的光电定心测头，其特征在于所述的硅光电池(7)的输出分别送加法器(8)、(9)的输入端，减法器(10)将加法器(8)、(9)的输出相减后送过零比较器(11)，放大电路(12)的输入接相加器(9)的输出，放大电路(12)的输出和过零比较器(11)的输出作为与门电路(13)的输入，与门电路(13)的输出经电缆接坐标测量仪器的测头信号插孔。
专利摘要本实用新型公开一种坐标测量仪器用的孔中心自动瞄准的光电定心测头，它包括光箱、光电瞄准测头以及信号处理电路。在光箱的光源上方装有多层乳白有机玻璃板，光箱的下方有多个调平螺钉。光电测头内装有硅光电池，信号处理电路将硅光电池输出的信号进行处理后送坐标测量仪器。本实用新型不仅适用于圆孔的测量，亦适于任何轴对称的异型孔的测量。
文档编号G01B11/27GK2114141SQ9123199
公开日1992年8月26日 申请日期1991年12月14日 优先权日1991年12月14日
发明者崔东印, 陈伟, 周清芬, 郭锡台 申请人:西安交通大学, 天津津荣有限公司