CN217032434U - 一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，包括调节底座和设置在调节底座上的标准规，所述调节底座上部设置有凹型槽，所述凹型槽一侧安装有应力片；所述标准规上部设置基准面，所述基准面上从左到右依次设置有标准半球一、标准台阶一、标准圆弧一、标准拱形、标准半球二、标准台阶二、标准圆弧二、标准半球三。其结构较为简单，使用方便，可靠性高，能快速的进行调整并更为准确的实现轮廓仪的校准。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种校准装置，尤其是涉及一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置。
背景技术
触针式轮廓仪是一种接触式测量仪器，主要由带有触针的传感器、驱动机构、电器控制单元和测量软件组成，能够用于测量各种精密零部件的轮廓、尺寸、直线度、角度、平行度等。轮廓仪测量的准确度高低直接影响着精密零部件的质量好坏，由于触针在测量过程中会产生磨损，因此需要定期的对轮廓仪进行计量校准，以确保仪器测量结果的准确性与溯源性。目前，市面上并没有即成熟又使用方便的触针式轮廓仪的校准装置。轮廓仪生产厂家配套的标定器通常检测项目单一，只能检测圆弧的半径或圆度，并根据测量结果对触针进行补偿，不能够全面的评价轮廓仪性能，也不具有溯源性。大多数机构采用两个量块研合的方式校准轮廓仪，但是这种方式不仅不便于操作，还会由于量块研合的程度不同带来不同程度的误差值，并且也只能对轮廓仪的Z向进行一个简单的校准，不能综合反映出Z和X向的误差。
另外，中国专利文献（申请号2015201447578）公布一种用于校准轮廓仪的标准装置，该标准装置提供了一种带有圆弧、角度、高低台阶标准值，但是这种结构在评价X向的距离时不能直接提供标准位置，而是通过多次调整、转换来构造距离，这种方式难以复现一个更为准确的标准值，在进行校准轮廓仪时，由于测量误差的多次叠加，也会无形降低了测量结果的准确度。同时，市面上常见轮廓仪的Z向范围为（-25~25）mm，实际评价时用该标准装置对Z向的评价范围过小。由于安装的标准装置和触针测量方向不能完全平行，在评价X向位置和圆弧半径时会使测量结果偏离真实值，从而不能够准确的反应出轮廓仪准确程度，会给使用者带来疑惑。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其结构较为简单，使用方便，可靠性高，能快速的进行调整并更为准确的实现轮廓仪的校准。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，包括调节底座和设置在调节底座上的标准规，所述调节底座上部设置有凹型槽，所述凹型槽一侧安装有应力片。
所述标准规上部设置基准面，所述基准面上从左到右依次设置有标准半球一、标准台阶一、标准圆弧一、标准拱形、标准半球二、标准台阶二、标准圆弧二、标准半球三。
进一步的，所述调节底座侧边设置微分筒。
进一步的，所述标准半球一、标准半球二、标准半球三的球心在同一直线上，大小相等，半径R为8.0mm。
进一步的，所述标准圆弧一、标准拱形、标准圆弧二的轴心线平行，且垂直于三个标准半球的球心连线。
进一步的，所述标准圆弧一、标准拱形、标准圆弧二的半径分别为2mm、6mm和4mm。
进一步的，所述标准台阶一设置在基准面以上，每一阶顶端面距离基准面的垂直高度依次为4mm、8mm、12mm和16mm，每一阶斜面与基准面的夹角依次为30°、45°、60°和75°。
进一步的，所述标准台阶二设置在基准面以下，每一阶顶端面距离基准面的垂直高度分别为4mm、8mm、12mm和16mm，每一阶斜面与基准面的夹角依次为30°、45°、60°和75°。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型公开一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，包括调节底座和标准规。调节底座上部分开有凹型槽，槽内侧左右两边安装有应力片，用于固定标准规；调节底座左右分别安装一个微分筒，用于微调标准规的位置。
标准规有一个基准面，基准面的上下侧安装有台阶高度、标准角度、标准圆拱、标准半球。其中位于基准面上的3个大小一样的半球球心位于同一直线上，它们不仅能提供标准直径，两两球心也能提供标准长度值，更为重要的是可以通过触针在任意两个半球的顶点位置来调节轮廓仪的触针测量方向与3个半球的球心连线平行。校准轮廓仪时，将校准装置放置于工作台上使其与触针的测量方向大致平行，通过调节底座左右两端的微分筒微调使标准器与触针测量方法平行，轮廓仪触针在Z轴为零时接触基准面，从左往右通过标准半球、台阶高度、标准角度等测出其轮廓值，从而评价出Z轴误差和X轴误差值。即本申请一方面能够通过调节机构将校准装置与轮廓仪的触针测量方向平行，降低测量误差，提高测量结果的准确性；另一方面能够评价Z轴误差和X轴误差值，准确度高，使用方便。
2、本实用新型以基准面为零值，能够提供测量范围为（-16~16）mm 台阶高度，正向四组，负向四组，能两两组合成标准的台阶高度；能够提供四个不同直径的圆弧；能够提供8个标准角度值，其中基准面以上4个，基准面以下4个，这些标准值能够更为广泛的覆盖到市面上轮廓仪的测量范围。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型调节底座的结构示意图；
图3为本实用新型一种实施方式示意图；
图4为本实用新型另一种实施方式示意图。
图中：1-调节底座，2-微分筒，3-基准面，4-标准半球一、5-标准台阶一、6-标准圆弧一、7-标准拱形、8-标准半球二、9-标准台阶二、10-标准圆弧二、11-标准半球三，12-应力片，13-凹型槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例1
如图1-2所示，一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，包括调节底座1和设置在调节底座1上的标准规，调节底座1上部设置有凹型槽13，标准规下部与凹型槽13的结构匹配，刚好可以安装在凹型槽13内，凹型槽13一侧安装有应力片12，应力片为金属弹片，一侧固定，另一侧具有一定的弹性形变，靠作用力固定标准规；另外本申请凹型槽13另一侧还安装有两个微分筒2，微分筒轴向正对应力片的作用点，用于微调标准规的位置。
标准规上部设置基准面3，其中基准面3上从左到右依次设置有标准半球一4、标准台阶一5、标准圆弧一6、标准拱形7、标准半球二8、标准台阶二9、标准圆弧二10、标准半球三11。
其中标准半球一4、标准半球二8、标准半球三11的球心在同一直线上，大小相等，半径R=R1=R4=R6=8mm。标准圆弧一6、标准拱形7、标准圆弧二10的轴心线两两平行，且垂直于三个标准半球的球心连线，即标准圆弧一6、标准拱形7、标准圆弧二10是完全位于同一个平面的，三个一样的标准半球。一方面是为了通过半球的最高点来调节校准装置与轮廓仪触针测量方向平行，两两半球球心提供标准距离L1、L2、L3（L1=76；L2=62；L3=138mm）。
标准圆弧一6、标准拱形7、标准圆弧二10的半径分别为R2=2mm、R3=6mm和R5=4mm。
标准台阶一5的每一阶顶端距离基准面的垂直高度依次为h1=4mm、h2=8mm、h3=12mm、h4=16mm，每一阶斜面与基准面的夹角∠1=30°、∠2=45°、∠3=60°、∠4=75°。
标准台阶二9设置在基准面以下，每一阶距离基准面的垂直高度分别为h5=4mm、h6=8mm、h7=12mm、h8=16mm，每一阶斜面与基准面的夹角∠5=30°、∠6=45°、∠7=60°、∠8=75°。
使用本实用新型时，第一种校准方式是：在校准轮廓仪之前，利用仪器配套的标准半球对轮廓仪的触针进行自校补偿，确保触针准确无误。将该校准装置放置于轮廓仪的测量工作台上，使触针接触到基准面3，观察轮廓仪测量软件上Z轴示值，调整触针的Z向位置，能够确保触针在移动过程中不会产生干涉且能够全程接触到被测标准器即可。设置好触针X轴向移动的距离，在轮廓仪测量软件上点击开始测量按钮，轮廓仪开始测量该校准装置，触针从基准面开始接触移动直至标准台阶一5的最高台阶面，从而形成了一条连续的带有斜度的台阶的轮廓线，如图3所示。基准面上的轮廓线与台阶平面上的轮廓线形成高度h1、h2、h3、h4，与斜面上的轮廓线形成角度∠1、∠2、∠3、∠4，同时也会形成一个半径R2的圆弧，从而能够评价轮廓仪Z轴的示值误差。
本实用新型的另一种校准方式是：将该校准装置放置于轮廓仪的测量工作台上，通过观察、调整，使校准装置与触针的测量方向大致平行。操作轮廓仪，移动触针的X轴，让其触针接触到标准半球一4，调节校准装置左边的微分筒2，找到使轮廓仪Z轴示值最大时的位置，此位置为左边调节的拐点，然后移动触针的X轴，让其触针接触到标准半球三11，调节校准装置右边的微分筒，找到使轮廓仪Z轴示值最大时的位置，此位置为右边调节的拐点。按照上面的步骤，反复调节左右微分筒，找左右调节的拐点，最终使得校准装置平行于触针测量方向，即X向。通过两个标准半球调节好标准器后，将触针接触到校准装置上基准面最左端的位置，操作轮廓仪测量软件，让触针自动接触基准面，此时Z轴示值通常为零。设置好触针X轴向移动的距离，在轮廓仪测量软件上点击开始测量按钮，轮廓仪触针从基准面左端开始从左至右划过标准半球一4、标准台阶一5、标准圆弧一6、标准拱形7、标准半球二8、标准台阶二9、标准圆弧二10、标准半球三11，然后再到基准面的右端，从而形成一条连续的带角度、圆弧、高度的轮廓线来评价Z轴的示值，以及两两球心距离来评价X轴的示值，如图4所示，从而评价出Z轴误差和X轴误差值。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：包括调节底座（1）和设置在调节底座（1）上的标准规，所述调节底座（1）上部设置有凹型槽（13），所述凹型槽（13）一侧安装有应力片（12）；
所述标准规上部设置基准面（3），所述基准面（3）上从左到右依次设置有标准半球一（4）、标准台阶一（5）、标准圆弧一（6）、标准拱形（7）、标准半球二（8）、标准台阶二（9）、标准圆弧二（10）、标准半球三（11）。
2.根据权利要求1所述的一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：所述调节底座（1）侧边设置微分筒（2）。
3.根据权利要求1所述的一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：所述标准半球一（4）、标准半球二（8）、标准半球三（11）的球心在同一直线上，大小相等，半径R为8.0mm。
4.根据权利要求1所述的一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：所述标准圆弧一（6）、标准拱形（7）、标准圆弧二（10）的轴心线平行，且垂直于三个标准半球的球心连线。
5.根据权利要求1所述的一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：所述标准圆弧一（6）、标准拱形（7）、标准圆弧二（10）的半径分别为2mm、6mm和4mm。
6.根据权利要求1所述的一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：所述标准台阶一（5）设置在基准面（3）以上，每一阶顶端面距离基准面的垂直高度依次为4mm、8mm、12mm和16mm，每一阶斜面与基准面的夹角依次为30°、45°、60°和75°。
7.根据权利要求1所述的一种带调节机构的触针式轮廓仪校准装置，其特征在于：所述标准台阶二（9）设置在基准面（3）以下，每一阶顶端面距离基准面的垂直高度分别为4mm、8mm、12mm和16mm，每一阶斜面与基准面的夹角依次为30°、45°、60°和75°。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115655184A (zh) * | 2022-09-26 | 2023-01-31 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种触针式轮廓参数校准器具、轮廓测量仪及校准方法 |
| CN116255890A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-06-13 | 重庆市计量质量检测研究院 | 一种对刀仪示值误差校准装置及其校准方法 |
| PL445397A1 (pl) * | 2023-06-29 | 2024-02-12 | Politechnika Świętokrzyska | Wzorzec do wyznaczania prostopadłości osi i liniowości czujników głowicy pomiarowej profilometru stykowego |
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