CN109813203A - 一种轮廓仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮廓仪，包括基座及设置于基座上的模具座，模具座用于固定辊筒模具，还包括用于接触检测模具轮廓面的探针组件；模具座上设置有旋转驱动轴，用于驱动辊筒模具旋转，探针组件用于在模具旋转过程中保持与轮廓面的接触。该轮廓仪的设计改进传统的测量自由度控制设计，在固定小型辊筒模具的模具座上设置旋转驱动轴，在测量时通过旋转驱动轴输出旋转，在此过程中，探针组件保持与模具表面的接触，从而能够通过探针组件测量记录到模具的三维表面的完整轮廓，并且测量过程无需拆卸辊筒类模具，保证其表面结构完整，并且测量过程连续，无需在测量操作中再人为调整测量面位置，进一步保证了通过测量获得的外轮廓线数据准确。

Description

一种轮廓仪

技术领域

本发明涉及微表面测量技术领域，更具体地说，涉及一种轮廓仪。

背景技术

微结构功能表面广泛地应用于液晶显示设备、聚光光伏系统、交通警示、裸眼3D等领域。为了满足上述领域对大面积微结构功能表面的低成本、高效率、高精度的制造需求RTR复制加工技术被看作是一种理想的加工方法，与注射成型、电镀成型、冲压等其他复制技术相比，RTR超精密复制加工技术的优势在于：转印固化设备可以连续、不间断进行辊压，利用UV固化技术将辊筒表面的微结构转移到PET膜片上形成高品质光学膜该方法辊压速度快，微结构膜片与辊筒模具易分离、良品率高、生产工序自动化程度高，具有无与比拟的制造效率。

光学微结构辊筒模具的加工是RTR生产工艺的核心，辊筒模具的加工精度不仅受机床加工技术的影响还受限与测量技术的影响。现实应用中所要求的多为大型辊筒，但是大型辊筒难以进行其加工精度的精确测量。

所以为了测量机床加工辊筒表面微结构的工艺技术时，可以先行加工小型辊筒，然后对小型辊筒进行离线测量，通常情况下离线测量的精度较高。利用轮廓仪进行机械接触式探针测量，是一种实现光学曲面精密测量的有效方法，轮廓仪即为其中常用的一类装置。但是现有的轮廓仪由于结构原因，测量范围受到了很大的制约，对于一些复杂的小型辊筒上的微结构表面轮廓，例如辊筒表面的微透镜阵列、径向菲涅尔、三棱锥等，无法进行有效的测量。

综上所述，如何有效地解决常用轮廓仪难以对小型辊筒表面的微结构进行有效测量等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轮廓仪，该轮廓仪的结构设计可以有效地解决常用轮廓仪难以对小型辊筒表面的微结构进行有效测量的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轮廓仪，包括基座及设置于所述基座上的模具座，所述模具座用于固定辊筒模具，还包括用于接触检测模具轮廓面的探针组件；所述模具座上设置有旋转驱动轴，用于驱动辊筒模具旋转，所述探针组件用于在模具旋转过程中保持与轮廓面的接触。

优选的，上述轮廓仪中，所述探针组件连接有高度控制轴，用于控制所述探针组件的高度，并保持探针组件与辊筒模具外轮廓的接触。

优选的，上述轮廓仪中，所述探针组件连接有进给控制轴，用于通过输出横向位移控制所述探针组的沿辊筒模具的轴向的相对位移，所述进给控制轴位于所述探针组件与高度控制轴之间。

优选的，上述轮廓仪中，所述模具座上还设置有直线电机，所述直线电机用于驱动旋转驱动轴纵向进给，输出的位移方向垂直于所述进给控制轴的输出位移方向。

优选的，上述轮廓仪中，所述轮廓仪还包括数据采集显示器，所述数据采集显示器与所述探针组件数据交换，用于显示测量结果。

优选的，上述轮廓仪中，所述轮廓仪还包括用于控制所述直线电机输出位移的操纵杆。

优选的，上述轮廓仪中，所述轮廓仪还包括设置于所述基座底部的控制柜，用于隐藏收纳设备电路及电气元件。

优选的，上述轮廓仪中，所述控制柜底部的四角均设置有可调地脚，用于通过调节调平顶部基座的水平位置。

本发明提供的轮廓仪，包括基座及设置于所述基座上的模具座，所述模具座用于固定辊筒模具，还包括用于接触检测模具轮廓面的探针组件；所述模具座上设置有旋转驱动轴，用于驱动辊筒模具旋转，所述探针组件用于在模具旋转过程中保持与轮廓面的接触。该轮廓仪的设计改进传统的测量自由度控制设计，在固定小型辊筒模具的模具座上设置旋转驱动轴，由于辊筒模具本身为回转体，将模具与旋转驱动轴同轴固定，在测量时通过旋转驱动轴输出旋转，在此过程中，探针组件保持与模具表面的接触，从而能够通过探针组件测量记录到模具的侧面的完整轮廓线，并且测量过程无需拆卸辊筒类模具，保证其表面结构完整，并且测量过程连续，无需在测量操作中再人为调整测量面位置，进一步保证了通过测量获得的外轮廓线数据准确。综上所述，本发明提供的轮廓仪有效地解决了常用轮廓仪难以对小型辊筒表面的微结构进行有效测量的技术问题。

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为本发明实施例提供的轮廓仪的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轮廓仪的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的轮廓仪的局部放大结构示意图。

附图中标记如下：

数据采集显示器1、探针组件2、旋转驱动轴3、辊筒模具4、操纵杆5、直线电机6、控制柜7、可调地脚8、基座9、进给控制轴10、高度控制轴11。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种轮廓仪，以解决常用轮廓仪难以对小型辊筒表面的微结构进行有效测量等的技术问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的轮廓仪的结构示意图；图2为本发明实施例提供的轮廓仪的局部结构示意图；图3为本发明实施例提供的轮廓仪的局部放大结构示意图。

本发明提供的轮廓仪，包括基座9及设置于基座9上的模具座，模具座用于固定辊筒模具4，还包括用于接触检测模具轮廓面的探针组件2；模具座上设置有旋转驱动轴3，用于驱动辊筒模具4旋转，探针组件2用于在模具旋转过程中保持与轮廓面的接触。

本实施例中该轮廓仪的设计改进传统的测量自由度控制设计，在固定小型辊筒模具4的模具座上设置旋转驱动轴3，由于辊筒模具4本身为回转体，将模具与旋转驱动轴3同轴固定，在测量时通过旋转驱动轴3输出旋转，在此过程中，探针组件2保持与模具表面的接触，从而能够通过探针组件2测量记录到模具的侧面的完整轮廓线，并且测量过程无需拆卸辊筒类模具，保证其表面结构完整，并且测量过程连续，无需在测量操作中再人为调整测量面位置，进一步保证了通过测量获得的外轮廓线数据准确。综上所述，本发明提供的轮廓仪有效地解决了常用轮廓仪难以对小型辊筒表面的微结构进行有效测量的技术问题。

探针组件2连接有高度控制轴11，用于控制探针组件2的高度，并保持探针组件2与辊筒模具4外轮廓的接触。其中需要说明的是，此处的高度控制轴11垂直于基座9，保持竖直设置，其直接控制探针组件2的高度，令其高度与模具座上固定的模具的高度相适应，且探针组件2通过内部的弹性结构或重力结构之类的设计保持探针始终能够贴合接触待测量轮廓面。

探针组件2连接有进给控制轴10，用于通过输出横向位移控制探针组的沿辊筒模具4的轴向的相对位移，进给控制轴10位于探针组件2与高度控制轴11之间。模具座上还设置有直线电机6，直线电机6用于驱动旋转驱动轴3纵向进给，输出的位移方向垂直于进给控制轴10的输出位移方向。

以上实施例提供的技术方案中，进一步优化了装置测量自由度的控制，其中进给控制轴10输出的输出横向位移控制探针组件2与模具表面接触位置的沿模具轴向的位置，并能够通过其输出的进给控制探针组件2移动以便测量模具不同轴向位置的周面轮廓线，确保测量的连续性，最终能够获得完整的平面轮廓数据；直线电机6用于驱动模具在基座9上平移，以便其与探针组件2之间的达到适当的测量位置。

轮廓仪还包括数据采集显示器1，数据采集显示器1与探针组件2数据交换，用于显示测量结果。轮廓仪还包括用于控制直线电机6输出位移的操纵杆5。轮廓仪还包括设置于基座9底部的控制柜7，用于隐藏收纳设备电路及电气元件。控制柜7底部的四角均设置有可调地脚8，用于通过调节调平顶部基座9的水平位置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种轮廓仪，包括基座及设置于所述基座上的模具座，所述模具座用于固定辊筒模具，还包括用于接触检测模具轮廓面的探针组件；其特征在于，所述模具座上设置有旋转驱动轴，用于驱动辊筒模具旋转，所述探针组件用于在模具旋转过程中保持与轮廓面的接触。

2.根据权利要求1所述的轮廓仪，其特征在于，所述探针组件连接有高度控制轴，用于控制所述探针组件的高度，并保持探针组件与辊筒模具外轮廓的接触。

3.根据权利要求2所述的轮廓仪，其特征在于，所述探针组件连接有进给控制轴，用于通过输出横向位移控制所述探针组的沿辊筒模具的轴向的相对位移，所述进给控制轴位于所述探针组件与高度控制轴之间。

4.根据权利要求3所述的轮廓仪，其特征在于，所述模具座上还设置有直线电机，所述直线电机用于驱动旋转驱动轴纵向进给，输出的位移方向垂直于所述进给控制轴的输出位移方向。

5.根据权利要求4所述的轮廓仪，其特征在于，所述轮廓仪还包括数据采集显示器，所述数据采集显示器与所述探针组件数据交换，用于显示测量结果。

6.根据权利要求5所述的轮廓仪，其特征在于，所述轮廓仪还包括用于控制所述直线电机输出位移的操纵杆。

7.根据权利要求6所述的轮廓仪，其特征在于，所述轮廓仪还包括设置于所述基座底部的控制柜，用于隐藏收纳设备电路及电气元件。

8.根据权利要求7所述的轮廓仪，其特征在于，所述控制柜底部的四角均设置有可调地脚，用于通过调节调平顶部基座的水平位置。