[发明专利]接触式测长装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密测量设备领域，具体涉及一种具有轴系误差补偿功能的接触式测长装置。

背景技术

在精密测量设备领域，常需对物体表面形貌高低或长短进行测量，在精密模具、光学镜片制造、数控加工等领域常被应用，以精确测量得到被加工表面的形状误差和位置精密误差。

传统应用于该领域的测量设备有三坐标测量仪、影像测量仪等。三坐标测量仪是采用接触式的测量方式，利用接触式测头对被测物表面某点相对基准面的高度或长短进行测量，并通过三坐标测量仪的轴系，带动测头运动，以对被测物表面进行点测量或是线性扫描测量，从而获得多个的测量数据，再经过数据拟合，以得到整个被测物表面的形貌特征参数，构成空间曲面，再与理论表面形位公差比对，最终得到加工误差，并以此判定加工精度。影响测量仪是通过CCD摄像技术对被测物表面进行摄像，再利用机器视觉和图像处理技术对所摄取图形进行处理，以构建被测物表面的形貌特征参数，与三坐标测量仪相同进行加工误差判定方法相同，以获得最终的加工精度。由于应用行业中被加工物绝大部分表面均不是非常洁净，或是表面具有高亮度发光、甚至是透明材料，面对这类被测物的表面形位公差测量时，采用影像测量仪会受到材料特性影响而导致精度无法满足要求，同时，受机器视觉技术制约，很难使测量精度达到亚微米级设置更小。而采用三坐标测量仪时，在测量过程中，需需要轴系带动接触式测头或是影像测头运动，以获得整个被测物表面的形位公差。在轴系运动过程中，不可避免地会引入轴系运动误差，从而影响最终的测量精度，制约了以往测量设备测量精度从微米级向亚微米级的飞跃。

发明内容

针对现有技术的上述背景技术中存在的缺陷和问题，本发明的目的是提供一种能够解决在测量过程中因轴系运动精度影响导致测量精度难以达到亚微米或是更小精度的问题的接触式测长装置。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种接触式测长装置，包括右测针、右空气导轨、右激光尺、右端板、右激光位移传感器、右激光位移传感器安装板、右连接件、右数据线接头、底板、左激光位移传感器安装板、左激光尺、左激光位移传感器、左数据线接头、左端板、左测针、左弹簧、左空气导轨、左连接件、左进气接头、右进气接头、右弹簧；其中，左空气导轨和右空气导轨安装在底板的左右两侧，所述的左空气导轨与左端板之间安装有左弹簧，左端板靠外侧安装有左测针；右空气导轨与右端板之间安装有右弹簧，右端板靠外侧安装有右测针；左空气导轨的导芯的一端安装有左连接件，右空气导轨的导芯的一端安装有右连接件，所述左连接件上安装有左激光尺，右连接件上安装有右激光尺，左激光尺对应位置安装有左激光位移传感器，右激光尺对应位置安装有右激光位移传感器；所述的左进气接头与左空气导轨的导芯连接，所述的右进气接头与右空气导轨的导芯连接。

作为上述技术方案的优选，所述左空气导轨和右空气导轨的结构相同，包括：进气口、导套、导芯，左空气导轨通过导芯与左弹簧连接，右空气导轨通过导芯与右弹簧连接。

作为上述技术方案的优选，左空气导轨和右空气导轨的导芯仅能沿水平方向左右移动。

作为上述技术方案的优选，所述的左激光位移传感器相对左激光尺的安装精度通过左激光位移传感器安装板来进行调节，右激光位移传感器相对右激光尺的安装精度通过右激光位移传感器安装板来进行调节。

本发明与以往同类产品相比，具有两个相对平行且反向安装的左测针和右测针，能实时读取轴系在运动过程中产生的线性运动误差，并将该误差值及时反馈到控制系统，以对测量值进行误差补偿，最终消除轴系误差对测量精度带来的影响，进一步提高了测量精度，使在精密测量领域面向精密模具、光学元件制造、数控加工领域中实现亚微米级甚至更小的测量精度成为可能。该装置可安装在以往测量设备上使用，仅需要更换以往设备上的测头，并安装与轴系平行的标准块，即可对轴系精度进行同步测量，并实时补偿掉轴系精度与测量精度的影响，该测长装置通过实践验证，在补偿了轴系运动误差后，测量精度可达到50nm以内，具有广泛应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的接触式测长装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的左空气导轨、右空气导轨的结构示意图；