专利名称：微型精密零件显微放大光学测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种利用光学测量原理对微型精密零件进行精密测量的高精密度显微放大光学测量仪器，广泛适用于微型精密轴类零件、异形平面零件等分段尺寸与轮廓尺寸的精密测量，例如对机械手表的各种微型精密零件尺寸的生产检测和质量控制。
以往对微型精密零件的长度、厚度、直径等各类尺寸的测量多是采用千分表、百分表、环规、塞规与投影仪、通用光学显微计量工具分别进行多重直接测量的。例如对于机械手表中的摆轴尺寸的测量，就是利用三种计量工具分别测量各类尺寸的、采用专用卧式千分表测量轴向各段尺寸，采用卧式千分表测量外园直径，采用立式投影仪测量外形轮廓尺寸，尤其在测量的相关尺寸较多时更为麻烦。此外，如不等径轴类微型精密零件的设计基准处于轴身园锥体与园柱体相交线上对，用传统的千分表无法在该基准位置精确定位，因而只能采用近位测量加量值换算的间接方法来获得轴向尺寸，这导致测量精度难以保证；如机械手表中摆轴生产，因此报废率高达30％。传统的直接接触式微型精密零件测量手续繁，效率低，误差大。
本实用新型的目的是提供一种直观对照式的可以高精度地测量微型精密零件尺寸的非接触式显微放大光学测量仪，效率高，操作易，精度好。
本实用新型是这样实现的参见
图1、图2，图1是本实用新型的立体结构示意，图2是本实用新型的光学测微系统原理示意。本实用新型是在通用的光学显微放大仪上改进而成的。目镜组件8、测角目镜6、棱镜17、物镜组件18、载物平台15、光源19等组成了光学测微系统5，其基本原理如图2所示；载物平台15下安设有利用丝杠可分别沿X、Y方向移动调整该平台位置的平面座标调节装置16；光学测微系统5通过桥臂与升降调节装置10连成一体，升降调节装置10上的环套，套在基座13的立柱9上，可沿立柱9上段上下升降移动，移至需要的位置时即可旋紧定位螺栓与微调螺母11锁紧则可固定光学测微系统5，本实用新型上述的光学测微系统5及其平面座标调节装置16、升降调节装置10的结构及原理完全相同于通用的光学显微放大仪。本实用新型是由光学测微系统5和特制的专用分划板7、专用夹具14、精密数显光栅测微器4及基座13等构成。其特征主要就在于分划板采用特制的与被测工件一一对应的专用分划板7，专用分划板7的光学玻璃上绘制了按被测工件实际形状与尺寸精确放大的平面基准设计图，图上在若干尺寸段端线绘有测量基准线，供测量时作对比基准，以便与被测工件1对照测量；专用分划板7装入光学测微系统1的结构可设计成插框、嵌框、胶片平移或旋转盘片等可调换结构；根据被测工件1的具体结构形状特点而对应设计的专用夹具14，专用夹具14夹持被测工件1后固定置于载物平台15上；精密数显光栅测微器4主要由动光栅2、定光栅3和数字显示仪12组成，动光栅2安装在载物平台15上，动光栅2的探头可以贴紧被测工件1的一端；如同通用的光栅测量仪器一样，动光栅2和定光栅3对应组合安装，定光栅3固定在刚性连接于基座的光栅架座上，如图1示意。测量时因为动光栅2和被测工件1一起会随着载物平台15移动而位移，动光栅2和定光栅3之间也发生相对位移从而产生光栅条纹的变化，这一变化通过数字显示仪12直接显示读数；精密数显光栅测微器4可安装于X、Y任一方向或同时安装于X、Y两个方向，籍以测量工件的一维或二维尺寸。
本实用新型是这样用于测量微型精密另件的先调整光学测微系统5，选定适宜的精确的放大倍率，调换上对应的、满足待测工件精度要求的、按被测工件实际尺寸精确放大的专用分划板7；同时，利用对应的专用夹具14夹持被测工件固定安设在载物平台15上，可令动光栅2的探头紧贴被测工件1的一端，再调节平面座标调节装置16和升降调节装置10使专用分划板7上被测工件平面基准设计图与被测工件实物初步重合，对准需测尺寸段一端的那根测量基准线；接着使精密数字显示测微器清零，随后继续调整平面座标调节装置16，使被测工件1与专用分划板7上平面基准设计图的待测尺寸段另一端线对准，这时，原对准的那一端的专用分划板7和被测工件1上的测量基准线之间发生偏离，偏离量即为被测尺寸段的误差量；由于载物平台15的移动，动光栅2和被测工件随之移动，相应动光栅2与定光栅3之间发生相对位移，该误差量即通过精密数显光栅测微器4处理后在其数字显示仪12上显示。同理，可按照需要测量被测工件的任意一维或二维尺寸。
本实用新型与前述原有的微型精密零件测量工具与测量手段相比较，具有直观，高效、综合、简便、准确、可靠等一系列优点。本实用新型采取了绘刻有精确放大的平面基准设计图的专用分划板实现了直观对照式的非接触测量，可一举而完成任意一维或二维尺寸的测定，减少了误差产生的环节，克服了传统测量工具的测量盲区，提高了测量的精度与效率，为微型精密零件生产检测与质量控制提供了可靠的手段与工具。
本实用新型已在17.2机械女表摆轴生产中实施应用。该摆轴的绘刻有被测工件的平面基准设计图的专用分划板7如图3所示，其精度高达1微米，X、Y座标所连接的精密数显光栅测微器4最小显示值也为1微米，测量精度1微米。保证了该摆轴的精度要求，摆轴单耗率已大大下降。
权利要求1.一种由通用的光学显微放大仪改进而成的微型精密零件光学测量仪，它的光学测微系统(5)及其平面座标调节装置(16)、升降调节装置(10)等的结构与通用的光学显微放大测量仪相同，其特征在于采用了特制的专用分划极(7)、专用夹具(14)和精密数显光栅测微器(4)，专用分划板(7)与被测工件(1)一一对应，其光学玻璃上绘制了按被测工件(1)实际形状与尺寸精确放大的平面基准设计图，图上绘有若干测量基准线，供测量时作对比基准，与被测工件对照测量；根据被测工件(1)的具体结构与形状特点而对应设计专用夹具(14)；精密数显光栅测微器(4)主要由动光栅(2)、定光栅(3)和数字显示仪(12)组成，动光栅(2)安装在载物平台(15)上，其探头可以贴紧被测工件(1)的一端，动光栅(2)和定光栅(3)对应组合安装，定光栅(3)固定在刚性连接于基座(13)的光栅架座上；精密数显光栅测微器4可安装于X、Y任一方向或同时安装于X、Y两个方向。
专利摘要本实用新型是一种非接触对照测量微型精密零件一维或二维尺寸的高精度显微放大光学测量仪，是在通用的光学显微仪上改进而成的，由光学测微系统、专用分划板、专用夹具，精密数显光栅测微器等构成，广泛适用于微型精密轴类零件，异形平面零件等任意一维或二维尺寸的精密测量，具有直观、综合、高效、准确、简便等一系列优点，为微型精密零件生产检测与质量控制提供了可靠的手段。
文档编号G01B11/02GK2078867SQ90207270
公开日1991年6月12日 申请日期1990年5月24日 优先权日1990年5月24日
发明者黄龙伯, 毛宗南, 王民德, 王荣灿, 陆泉照 申请人:上海第三手表厂