一种微小零件平面度精密测量装置

摘要

本发明涉及一种微小零件平面度精密测量装置。该装置主要由底座、立柱、二维柔性导向机构、被测工件调整组件、位移传感器组件和测量驱动组件构成。被测工件由卡盘固定，并放置于四自由度调节平台上面，并将其置于底座上；固定在底座上的立柱支撑导向机构，位移传感器安装在导向机构上，测针与工件接触；由微分头带动钢丝驱动X和Y方向导向机构运动，实现测针在X和Y方向对工件表面的扫描测量，被测工件表面高度（Z方向）的变化可以通过位移传感器测得，并由显示器显示，记录测量数据，可采用最小二乘算法等平面度计算方法评价工件的平面度。本发明装置结构简单、读数方便，能够快速、准确地得到平面度测量结果。

主权项

一种微小零件平面度精密测量装置，包括底座（5）、工件调整组件、柔性导向机构组件、位移测量组件和测量驱动组件；所述工件调整组件包括安装在底座（5）中部的四自由度调节平台（4），四自由度调节平台（4）上部设置有卡盘（3）和卡爪（7），下部均布有调节丝杠（6），卡爪（7）用来固定被测工件（8）；所述柔性导向机构组件通过立柱（11）固定到基座（5）的上部，包括X方向柔性导向机构和Y方向柔性导向机构；其中，X方向柔性导向机构包括X轴动板（29），X轴固定板（22），一对平行设置的X轴导向板（32），通过X轴柔性铰链（31）将X轴导向板（32）的一端与X轴动板（29）连接，另一端与X轴固定版（22）相连，X轴支撑板（24）将X轴固定板（22）与立柱（11）相连；Y方向柔性导向机构包括Y轴动板（21），Y轴固定板（25），一对平行设置的Y轴导向板（33），通过Y轴柔性铰链（23）将Y轴导向板（33）的一端与Y轴动板（21）连接，另一端与Y轴固定版（25）相连，Y轴支撑板（27）将Y轴固定板（25）与X轴动板（29）相连；所述位移测量组件通过传感器固定板（41）连接于Y轴动板（21）上，测针（9）连接于测杆（10）的下端，测杆（10）通过测杆调节螺钉（12）连接于测杆固定板（39）上，测杆固定板（39）与Z向动板（38）连接，Z向动板（38）通过两个平行的簧片（37）固定于传感器固定板（41）上，传感器固定板（41）上设置有位移传感器（1）；被测工件（8）上表面在Z方向的变化由测针（10）传递到Z向动板（38）上，Z向动板（38）与安装在传感器固定板（41）上的位移传感器（1）产生相对运动，簧片（37）产生变形，位移的变化由位移显示器显示；Y轴动板（21）横向延伸设置有弹簧支架（40），在弹簧支架（40）的端部与Z向动板（38）之间设置有调节弹簧（13），弹簧支架（40）与调节弹簧（13）之间通过调节螺钉（14）定位；安装在弹簧支架（40）与Z向动板（38）之间的测量力调节弹簧（13）具有调节测针（9）与被测工件（8）之间的测量力的作用，通过调节测量力调节螺钉（14）来实现测量力调节；所述测量驱动组件设置于底座（5）上，X轴微分头（18）和Y轴微分头（19）固定于微分头固定座（16）上，微分头固定座（16）通过微分头支架（15）与底座（5）相连，Y轴钢丝（17）一端固定于Y轴微分头（19）上，另一端先后绕过第二轴承（36）和第三轴承（20）后与杆件（26）连接，杆件26的一端垂直固联于Y轴动板（21）上，X轴钢丝（34）的一端与X轴微分头（18）相连，另一端绕过第一轴承（35）与X轴动板（29）相连，第三轴承（20）、第二轴承（36）和第一轴承（35）分别通过轴承固定座（2）固定在底座（5）上；分别转动X轴微分头（18）和Y轴微分头（19），通过钢丝的拉动可以实现测针在X、Y两个方向的二维运动。