一种基于光栅测长的线纹尺检定装置的制作方法

本实用新型属于线纹尺检定技术领域，具体涉及一种基于光栅测长的线纹尺检定装置。

背景技术：

线纹计量作为长度计量中的一项重要参数，一直承担着最基础的度量作用。当今社会随着科研、制造、建筑业等的不断发展，线纹尺作为距离测量的标准工具正在被更大量的应用于各个领域。

同时，线纹尺应用范围的广泛也对其检定提出了更高的要求，目前对于钢卷尺类型的线纹尺大都采用传统的检定方法，即在钢卷尺类被检尺放置在检定台上，拿被检尺与标准钢卷尺作比较，人眼读出刻线偏差；这种方法检定精度低、检定效率低且费时费力。

因此，迫切需要更高效率、更高精度的检定装置对线纹尺进行检定。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于光栅测长的线纹尺检定装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种基于光栅测长的线纹尺检定装置，包括水平导轨以及设置在水平导轨上且能沿水平导轨前后移动的气浮滑块；

所述水平导轨的上表面右侧前端设置有用来夹紧待检定线纹尺零位端的零位夹持机构；所述零位夹持机构包括用来与水平导轨的上端面固定连接的夹持底板，所述夹持底板的左、右两端向上垂直固定设置有夹持侧板；两个夹持侧板之间设置有微调螺杆和导向杆，所述微调螺杆的两端与夹持侧板进行转动连接，所述微调螺杆的右端设置有微调手柄；所述导向杆的两端与夹持侧板进行固定连接；所述导向杆上滑动配合有滑块；所述滑块上还设置有用来与微调螺杆进行螺纹配合的螺纹孔；所述滑块上部设置有将待检定线纹尺的零位端压在滑块上的压紧机构；

所述水平导轨上表面右侧的后端设置有用来夹紧待检定线纹尺后端的后端固定夹具；

所述水平导轨的后端设置有支撑待检定线纹尺并减少张紧力加载机构摩擦阻力的滚轮机构；

所述水平导轨的后端设置有与待检定线纹尺尾端进行连接的张紧力加载机构；

所述气浮滑块上设置有用来对待检定线纹尺的图像进行采集的数字式显微镜；

所述水平导轨中间槽的右侧槽壁上沿水平导轨的前后方向设置有标尺光栅，所述气浮滑块上设置有与标尺光栅进行配合的光栅读数头。

优选的，所述压紧机构包括支撑板，所述支撑板的左、右两端通过固定螺栓与滑块固定连接，所述支撑板与滑块之间形成容纳待检定线纹尺的空隙；所述支撑板的上表面中部固定设置有螺杆套筒，所述螺杆套筒的上表面中部向下设置有零位夹紧螺纹孔，所述零位夹紧螺纹孔的下方设置有贯穿至支撑板底部的压头通孔；所述零位夹紧螺纹孔内设置有压紧螺杆，所述压紧螺杆的底部设置有位于压头通孔内的压头。

优选的，所述夹持底板上设置有沿左、右方向分布的长条孔，所述夹持底板通过在长条孔内设置若干紧固螺栓而实现与水平导轨的连接。

优选的，所述后端固定夹具包括用来与水平导轨的上端面固定连接的后端固定底板，所述后端固定底板的右端与l型连接板的一条直角边进行垂直固定连接，所述l型连接板的另一条直角边位于后端固定底板的正上方且与后端固定底板平行；与后端固定底板平行的l型连接板的直角边上设置有用来压紧待检定线纹尺后端的后端压紧螺杆，所述后端压紧螺杆的底部设置有后端压头。

优选的，所述张紧力加载机构包括第一压片、第二压片；所述第一压片、第二压片的左右两端通过加载螺栓固定连接，所述第一压片、第二压片之间形成容纳待检定线纹尺尾端的空隙；所述第二压片上部设置有加载螺杆套，所述加载螺杆套内设置有加载螺杆，所述加载螺杆的端部设置有用来夹紧待检定线纹尺尾端的加载压头；

所述第二压片的下部设置有若干用来悬挂加载砝码的砝码孔。

优选的，所述数字式显微镜通过显微镜夹持机构与气浮滑块固定连接；所述显微镜夹持机构包括用来与气浮滑块侧壁固定连接的第一连接板，所述第一连接板的右侧面上固定设置有第二连接板，所述第二连接板的上部设置有用来安装调节螺杆的螺杆安装件；所述调节螺杆向下与螺杆安装件进行螺纹连接；所述调节螺杆的下端与第三连接板进行接触连接，所述第三连接板与第二连接板进行上下方向的滑动配合，所述第三连接板与第二连接板滑动配合的底部设置有将第三连接板压向调节螺杆的复位弹簧；所述第三连接板的右侧与用来夹持数字式显微镜的夹持套筒固定连接，所述夹持套筒侧壁上设置有安装夹紧螺栓的夹紧螺纹孔。

优选的，所述零位夹持机构与后端固定夹具之间的水平导轨上沿水平导轨的前、后方向均匀分布于若干起到支撑作用的支撑滚筒机构。

本实用新型的有益效果是：

本申请检定装置在检测过程中不需要人眼对线瞄准以及手工记录，而是通过数字式显微镜拍摄线纹尺的线纹图片，以便后期分析出线纹信息，并且以光栅尺作为测试基准，这种方法人为影响小、重复性高、可靠性高且检定效率较高，同时检定精确度高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型基于光栅测长的线纹尺检定装置的结构示意图一；

图2为图1中a的局部放大图；

图3为图1中b的局部放大图；

图4为图1中c的局部放大图；

图5为本实用新型基于光栅测长的线纹尺检定装置的结构示意图二；

图6为图2中d的局部放大图；

图7为本实用新型中零位夹持机构的结构示意图；

图8为本实用新型中后端固定夹具的结构示意图；

图9为本实用新型中张紧力加载机构的结构示意图；

图10为本实用新型中显微镜夹持机构的结构示意图；

其中，

0-待检定线纹尺，1-水平导轨，2-气浮滑块；

3-零位夹持机构，301-夹持底板，302-夹持侧板，303-微调螺杆，304-导向杆，305-微调手柄，306-滑块，307-支撑板，308-固定螺栓，309-螺杆套筒，310-压紧螺杆，311-压头，312-旋转把手，313-长条孔；

4-后端固定夹具，401-后端固定底板，402-l型连接板，403-后端压紧螺杆，404-后端压头；

5-滚轮机构；

6-张紧力加载机构，601-第一压片，602-第二压片，603-加载螺栓，604-加载螺杆套，605-加载螺杆，606-加载压头，607-砝码孔；

7-数字式显微镜，8-标尺光栅；

9-支撑滚筒机构，901-支撑滚筒，902-滚筒支座；

10-显微镜夹持机构，101-第一连接板，102-第二连接板，103-螺杆安装件，104-调节螺杆，105-第三连接板，106-夹持套筒，107-夹紧螺纹孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-6所示，一种基于光栅测长的线纹尺检定装置，包括水平导轨1以及设置在水平导轨1上且能沿水平导轨1前后移动的气浮滑块2；如图1所示，气浮滑块2沿水平导轨1上表面的左侧进行前后方向的移动；同时气浮滑块2在水平导轨1上的移动采用现有技术就能实现，例如采用直流伺服电机驱动，并配高减速比减速机，连接同步带的方式驱动气吸附滑块2运动，因此对于实现气浮滑块2沿水平导轨1移动的具体实施结构在此不再赘述；

所述水平导轨1的上表面右侧前端设置有用来夹紧待检定线纹尺0零位端的零位夹持机构3；如图2、图7所示，所述零位夹持机构3包括用来与水平导轨1的上端面固定连接的夹持底板301，所述夹持底板301的左、右两端向上垂直固定设置有夹持侧板302；两个夹持侧板302之间设置有微调螺杆303和导向杆304，所述微调螺杆303的两端与夹持侧板302进行转动连接，所述微调螺杆303的右端设置有微调手柄305；所述导向杆304的两端与夹持侧板302进行固定连接；所述导向杆304上滑动配合有滑块306；所述滑块306上还设置有用来与微调螺杆303进行螺纹配合的螺纹孔；所述滑块306上部设置有将待检定线纹尺的零位端压在滑块306上的压紧机构；具体使用时，当压紧机构将待检定线纹尺的零位端压紧在滑块306后，如果需要调节零位端在左、右方向上的距离时，旋转微调把手305，在滑块306与微调螺杆303的螺纹配合以及导向杆304对滑块306的限位导向作用下，滑块306会沿导向杆304进行左、右方向上的移动，从而带动位于滑块306上部的待检定线纹尺0零位端的左、右方向上的移动；

所述水平导轨1上表面右侧的后端设置有用来夹紧待检定线纹尺0后端的后端固定夹具4；

所述水平导轨1的后端设置有支撑待检定线纹尺0并减少张紧力加载机构6摩擦阻力的滚轮机构5；

所述水平导轨1的后端设置有与待检定线纹尺0尾端进行连接的张紧力加载机构6；所述气浮滑块2上设置有用来对待检定线纹尺的图像进行采集的数字式显微镜7；

所述水平导轨1中间槽的右侧槽壁上沿水平导轨1的前后方向设置有标尺光栅8，所述气浮滑块2上设置有与标尺光栅8进行配合的光栅读数头；本申请中标尺光栅8与光栅读数头组成光栅尺，光栅尺的分辨率为0.05μm，选用英国雷尼绍的20μm栅距的光栅尺，其中标尺光栅8通过其自带的背部胶，粘贴到高直线度的水平导轨1的槽壁上；以此光栅作为定位反馈系统，定位分辨力可达0.05μm或更高。

优选的，如图7所示，所述压紧机构包括支撑板307，所述支撑板307的左、右两端通过固定螺栓308与滑块306固定连接，所述支撑板307与滑块306之间形成容纳待检定线纹尺0的空隙；所述支撑板307的上表面中部固定设置有螺杆套筒309，所述螺杆套筒309的上表面中部向下设置有零位夹紧螺纹孔，所述零位夹紧螺纹孔的下方设置有贯穿至支撑板307底部的压头通孔；所述零位夹紧螺纹孔内设置有压紧螺杆310，所述压紧螺杆310的底部设置有位于压头通孔内的压头311。

具体地，所述压紧螺杆310的上部垂直固定设置有旋转把手312。

具体使用时，当待检定线纹尺0的零位端插入到支撑板307与滑块306之间的空隙内，然后旋转压紧螺杆310上部的旋转把手312，使压紧螺杆310向下沿零位夹紧螺纹孔旋进，从而带动压头311下压，直至将待检定线纹尺0的零位端压紧在滑块306上。

优选的，如图7所示，所述夹持底板301上设置有沿左、右方向分布的长条孔313，所述夹持底板301通过在长条孔内设置若干紧固螺栓而实现与水平导轨1的连接。

优选的，如图3、图8所示，所述后端固定夹具4包括用来与水平导轨1的上端面固定连接的后端固定底板401，所述后端固定底板401的右端与l型连接板402的一条直角边进行垂直固定连接，所述l型连接板402的另一条直角边位于后端固定底板401的正上方且与后端固定底板401平行；与后端固定底板401平行的l型连接板402的直角边上设置有用来压紧待检定线纹尺0后端的后端压紧螺杆403，所述后端压紧螺杆403的底部设置有后端压头404；

具体使用时，当待检定线纹尺0的后端穿过后端固定底板401与上方的l型连接板402的直角边之间后，然后旋转后端压紧螺杆403，使后端压紧螺杆403向下旋进，从而带动后端压头404下压，直至将待检定线纹尺0的后端压紧在后端固定底板401上。

优选的，如图6、图9所示，所述张紧力加载机构6包括第一压片601、第二压片602；所述第一压片601、第二压片602的左右两端通过加载螺栓603固定连接，所述第一压片601、第二压片602之间形成容纳待检定线纹尺0尾端的空隙；所述第二压片602上部设置有加载螺杆套604，所述加载螺杆套604内设置有加载螺杆605，所述加载螺杆605的端部设置有用来夹紧待检定线纹尺0尾端的加载压头606；

所述第二压片602的下部设置有若干用来悬挂加载砝码的砝码孔607。

当需要加载张紧力时，将待检定线纹尺0的尾端穿过第一压片601、第二压片602之间，然后旋转加载螺杆605，将待检定线纹尺0的尾端压紧在第二压片602上；然后在砝码孔607上悬挂上需要的加载砝码，从而对待检定线纹尺0施加需要的张紧力。

优选的，所述数字式显微镜7通过显微镜夹持机构10与气浮滑块2固定连接；如图4、图10所示，所述显微镜夹持机构10包括用来与气浮滑块2侧壁固定连接的第一连接板101，所述第一连接板101的右侧面上固定设置有第二连接板102，所述第二连接板102的上部设置有用来安装调节螺杆104的螺杆安装件103；所述调节螺杆104向下与螺杆安装件103进行螺纹连接；所述调节螺杆104的下端与第三连接板105进行接触连接，所述第三连接板105与第二连接板102进行上下方向的滑动配合，所述第三连接板105与第二连接板102滑动配合的底部设置有将第三连接板105压向调节螺杆104的复位弹簧；其中该滑动配合可以是滑槽滑块的滑动配合，例如第二连接板102的滑槽底部与第三连接板105的滑块底部之间设置复位弹簧，当旋转调节螺杆104时，调节螺杆104的下端顶住第三连接板105，使第三连接板105向下运动，下移的同时压缩了复位弹簧，当反向旋转调节螺杆104时，在复位弹簧的作用下，会使第三连接板105始终接触调节螺杆104的下端，从而实现向上运动；其中滑动配合也可以是其他任何形式的能实现上下滑动配合的结构；所述第三连接板105的右侧与用来夹持数字式显微镜7的夹持套筒106固定连接，所述夹持套筒106侧壁上设置有安装夹紧螺栓的夹紧螺纹孔107；

使用时，首先将数字式显微镜7套进夹持套筒106内，然后通过在夹紧螺纹孔107内设置夹紧螺栓将数字式显微镜7固定；然后通过手动旋转调节螺杆104，使第三连接板105带动夹持套筒106实现上下方向的滑动，进而调节数字式显微镜7的高度，以达到最好的观测效果。

优选的，所述零位夹持机构3与后端固定夹具4之间的水平导轨1上沿水平导轨1的前、后方向均匀分布于若干起到支撑作用的支撑滚筒机构9；

具体地，所述支撑滚筒机构9包括支撑滚筒901，所述支撑滚筒901通过滚筒支座902与水平导轨14固定连接。

一种基于光栅测长的线纹尺检定装置，其具体实施方式如下：

(1)首先将待检定线纹尺0放置在支撑滚筒机构9上，然后将待检定线纹尺1的零位端插入到支撑板307与滑块306之间的空隙内，调整好零位位置以及待检定线纹尺0与水平导轨2平行后，旋转压紧螺杆310上部的旋转把手312，使压紧螺杆310向下沿螺纹孔旋进，从而带动压头311下压，直至将待检定线纹尺0的零位端压紧在滑块306上；

(2)当需要张紧力时，在张紧力加载机构6上悬挂合适的加载砝码，以使待检定线纹尺0的张紧力到达设定值；当不需要张紧力时，通过后端固定夹具4将待检定线纹尺0的后端压紧

(3)使气浮滑块2带动数字式显微镜7沿水平导轨1从前往后运动，到达预定位置后，拍摄线纹尺的线纹图片；同时当气浮滑块2沿水平导轨1前后运动的时候，标尺光栅8与光栅读数头组成的光栅尺实时监测所走行程的长度，而通过数字式显微镜7则能够拍摄到线纹尺线纹的名义值；将光栅尺测定的长度与数字式显微镜7拍摄的名义值作差，就能反映出被检线纹尺的精度是否合格；拍摄完毕后，气浮滑块2再次回到前端初始位置；

(4)整条线纹尺检定完毕后，将压紧线纹尺的各个结构松开，将线纹尺取出。

本申请检定装置在检测过程中不需要人眼对线瞄准以及手工记录，而是通过数字式显微镜7拍摄线纹尺的线纹图片，分析出线纹信息，并且以光栅尺8作为测试基准，这种方法人为影响小、重复性高、可靠性高且检定效率较高，同时检定精确度高。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。