[发明专利]袖珍三坐标测长仪

说明书

技术领域

本发明‘袖珍三坐标测长仪’所属技术领域，按‘国际专利分类表’(IPC)分类：G‘部’，物理；G01‘大类’，测量；G01B‘小类’，长度、厚度或类似线性尺寸的计量；G01B7／00‘大组’，以采用电或磁的方法为特征的计量设备；G01B7／400‘小组’，用于测量各点的坐标。它的技术领域按IPC分类为G01B7／400，属坐标测量仪器技术领域。

背景技术

本发明‘袖珍三坐标测长仪’，目的是要更新换代各种传统单机‘测长仪器’。这些传统单机‘测长仪器’，例如万能测长仪(卧式测长仪)、立式测长仪、测高仪、圆柱度测量仪、轮廓测量仪等，它们的测量对象主要是块规长度，环规内径、外径，内螺纹、外螺纹中径，高度，圆柱外径，球的直径，塞规厚度，圆柱度，圆柱母线的直线度等。都是单机单轴一维全手动测量，带进误差源，又不能修正误差，譬如万能测长仪测量环规直径，这个被测件安装在工作台上，被测尺寸线往往与仪器测量轴线不重合，这就需要进行零件找正，通过寻找零件拐点来实现，需要手动调整工作台的五个自由度，测量精度和效率受到很大局限。即使传统单机‘测长仪器’如万能测长仪加数显、计算机，也只是单轴数显，单轴误差修正，判断拐点，而工作台沿X、Y、Z轴移动，工作台绕Y、Z的转动，工作台这五个自由度的运动仍然是手动，单轴一维手动测量，不能全方位修正误差，它的测量功能还是制造厂家定义的功能，用户不能通过自编软件定义测量功能，更不能通过软件扩展测量功能，所以它的‘传统单机仪器’的本质并未改变。如果用通用‘三坐标测量仪’测量各种传统单机‘测长仪器’的测量对象，三轴三维全自动采集几个测量点的空间坐标值，计算机作数据处理、显示、存储，全方位修正误差(不管被测尺寸线与仪器测量轴线是否重合，不用找正拐点)，一定是高精度、高效率测量。虽然如此，但是通用‘三坐标测量仪’成本、价格高，体积、重量大，不适合更新换代成本、价格低，体积、重量小的传统单机‘测长仪器’。本发明‘袖珍三坐标测长仪’，它测量各种传统单机‘测长仪器’的测量对象的几何尺寸和形位公差，其测量效果跟通用‘三坐标测量仪’一样高精度、高效率，而成本、价格，体积、重量反而低于传统单机‘测长仪器’，更低于通用‘三坐标测量仪’，仅为其若干分之一。一台本发明‘袖珍三坐标测长仪’能测量各种传统单机‘测长仪器’的所有测量对象，按相应的测量软件运行，增加一个单机的测量对象，只需要增加一段测量软件，也就是说，用户可以根据被测对象编制测量软件，用户自己定义测量功能，扩展测量功能，成为‘虚拟测量仪器’(virtual instrument)，资料介绍(搜索‘虚拟仪器VS传统仪器’)，‘虚拟仪器’是本世纪的发展方向，它必将替代相对应的‘传统单机仪器’。本发明‘袖珍三坐标测长仪’是更新换代各种传统单机‘测长仪器’性价比最高的坐标测量仪器。‘袖珍三坐标测长仪’配上或者不配微型CCD摄像头都可以是最完善的‘袖珍孔板测量仪’。对于孔板的综合参数(开孔直径dm，开孔圆度Dd，孔板厚度E，上游端面平面度P，上下游端面平行度DE，开孔圆筒部分长度e，上游端面与开孔圆筒边缘之间的锐度rk，表面粗糙度Ra)，‘袖珍三坐标测长仪’都可以以三坐标的形式自动测量它们，其中e、rk、Ra可以用扫描软件测量，也可以另配CCD微型摄像头和粗糙度头测量，两种孔板测量仪等效，都可谓‘袖珍孔板测量仪’。据说国外目前还没有这类孔板测量仪，它们仍然用分散单机在实验室测量，不能现场测量孔板。十多年前面世的便携式孔板测量仪，现在看出有四个弊病：1、X-轴测头和Z-轴测头两测杆是分离的而不是共用的，Z-轴测微仪与X-轴光栅没有偶联，X-轴测头也没有跟Z-轴测微仪相连接，x的坐标值没有相应的z值，z的坐标值也没有相应的x值，形成不了空间坐标值，不是空间测量，影响测量精度和效率；2、它测量孔板内径再测量外径时，要手动卸装X-轴测头，严重影响测量精度和效率；3、它的Z-轴测微仪没有双向恒定测力发出采样脉冲的功能，影响测量精度和效率；4、它测量e、rk专门制造的测量显微镜，制造成本高，手动测量，影响测量精度和效率。‘便携式孔板测量仪’的这四个弊病，现在‘袖珍孔板测量仪’全部克服了。按国际标准规定，石油天然气输送管道中使用的差压式流量计的节流孔板的综合参数，必须定期作例行检查，这就是‘孔板测量仪’的任务。

发明内容