[发明专利]触针式三维粗糙度测量仪的三维工作台

说明书

技术领域

本发明涉及触针式三维粗糙度测量仪，具体涉及触针式三维粗糙度测量仪的三维工作台。

背景技术

随着制造技术的飞速发展、工艺水平的不断提高，随着计算能力、图像分析及数字处理技术的提高，以及零件表面本身特殊功能属性的要求，对零件表面质量的评定提出了更高的要求。如制件表面的耐磨性、密封性、传热性、导电性以及对光线和声波的反射性，液体和气体在壁面的流动性、腐蚀性，薄膜、集成电路元件以及人造器官的表面性能等。这些技术性能的评价常常依赖于制件表面的特征状况，与表面的微观几何结构有密切联系。而传统用于表面特征测量评定的粗糙度测量仪仅基于一段二维轮廓，二维粗糙度评定参数由于信息量的限制，它不能全面准确地反映零件表面的性态，不能评定上述大量的制件表面性能。而三维分析法明显优于二维分析法，它更接近于真实表面，三维参数是从区域表面而非轮廓轨迹获得，具有整体特性，因此其统计特性好，误差小，对描述零件表面特性具有重要意义，表面三维形貌的合成及三维粗糙度评定参数的研究，已成为当前粗糙度领域研究的一个重要方向。

零件表面质量的测量与评定通常由粗糙度测量仪完成，现在广泛使用触针式粗糙度测量仪，尽管它存在一些缺陷，如触针最小半径的限制、触针弹跳及划痕等，但仍是目前最常用最可靠的表面粗糙度测量仪，并且一直是各国国家及国际标准制定的依据。在2006年获得实用新型专利《触针式三维粗糙度测量仪》，专利号：200420025713.5，在仪器使用过程中发现，由于仪器重要组成部分三维工作台在精度、结构、成本、使用等方面存在一定的问题，严重影响了测量结果的准确性，限制了仪器的进一步推广。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种触针式三维粗糙度测量仪的三维工作台，准确实现工件表面的三维评定，使触针式三维粗糙度测量仪使用更加准确、可靠、方便，并有效降低成本，促进触针式三维粗糙度测量仪的进一步商品化和产业化。

本发明的技术解决方案是：由基础平台、三维工作台、触针、驱动及传感装置、立柱组成测量仪，立柱安装在基础平台上，驱动与传感装置通过螺母与立柱中的丝杠连接在立柱上，触针连接驱动与传感装置，三维工作台安装在基础平台上，其特征在于：三维工作台由六层工作台组成，由底部向上依次为第一层工作台、第二层工作台、第三层工作台、第四层工作台、第五层工作台和第六层工作台，第六层工作台位于整个工作台的顶部，第一层工作台位于整个工作台的底部；三号旋钮安装在第一层工作台侧面，基础平台上设T型槽，第一层工作台通过T型螺栓固定在基础平台的T型槽上，第一层、第二层工作台之间安装蜗轮蜗杆连接机构；二号旋钮安装在第二层工作台侧面，第二层、第三层工作台之间安装丝杠螺母及铰链活块连接机构；第三层、第四层工作台之间为固定连接；一号旋钮安装在第四层工作台侧面，第四层、第五层工作台之间安装滑块顶进顶出连接机构；第五层工作台侧面安装步进电机，第五层、第六层工作台之间安装滚珠丝杠螺母连接机构，第六层工作台上放置被测工件或回转体装夹件。

其中蜗轮蜗杆连接机构为：三号旋钮安装在第一层工作台侧面，蜗杆轴安装在第一层工作台内，蜗轮通过螺钉固定在第二层工作台内，三号旋钮连接蜗杆轴的伸出端。三号旋钮转动，带动蜗杆轴转动，蜗杆轴带动蜗轮转动，蜗轮带动第二层工作台及以上部分绕Z轴方向转动。

其中丝杠螺母及铰链活块连接机构为：二号旋钮安装在第二层工作台侧面，丝杠安装在第二层工作台内，二号旋钮连接丝杠的伸出端，螺母旋合在丝杠上，活块通过螺钉固定在第三层工作台下部，下销轴和螺母铰接，上销轴和活块铰接，并穿过螺母上部的开口槽，上下销轴通过两根弹簧连接。二号旋钮转动，带动丝杠转动，丝杠转动带动螺母作往复直线运动，螺母通过下销轴、两根弹簧、上销轴连接活块，这样螺母的往复直线运动就可带动活块作往复运动，由于上销轴可沿螺母上部的开口槽上下移动，同时由于两根弹簧的拉紧作用，就实现由活块带动底部圆弧形的第三层工作台在第二层工作台上部的圆弧形成型面上做往复转动，给往复转动加上死限位后，实现第三层工作台面只能绕X轴方向旋转，转动范围+10°～-10°，如此带动第三层工作台及以上部分绕X轴方向转动。