專利名稱：紙杯測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明紙杯測(cè)量?jī)x主要涉及一種用于測(cè)量紙杯幾何尺寸及公差的非接觸式測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
當(dāng)今旅游業(yè)的發(fā)展極大地促進(jìn)了紙杯、紙碗等紙制品的需求，紙制品的市場(chǎng)需求刺激了紙制品制造業(yè)的發(fā)展，大量涌現(xiàn)在市場(chǎng)上的紙制品如紙杯、紙碗等質(zhì)量參差不齊，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下并時(shí)有危害消費(fèi)者合法權(quán)益的事情發(fā)生，加強(qiáng)紙杯、紙碗等紙制品的質(zhì)量檢測(cè)已成為當(dāng)務(wù)之急。紙制品的質(zhì)量檢測(cè)主要為直徑、高度、錐度等幾何尺寸的檢測(cè)，目前紙杯、紙碗等紙制品的測(cè)量大多采用游標(biāo)卡尺、高度尺等直接或間接方法進(jìn)行接觸式測(cè)量，而接觸測(cè)量方式容易引起紙制品變形、測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確且效率低下，尤其是無法實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程及數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明紙杯測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)上優(yōu)化設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，以測(cè)量精度高、非接觸式測(cè)量、數(shù)據(jù)采集和處理自動(dòng)化為設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則，目的是提供一種高精度、快速和自動(dòng)化程度高的紙杯測(cè)量?jī)x，它克服了以上所述的缺陷，在對(duì)紙杯、紙碗等紙制品進(jìn)行測(cè)量過程中具有測(cè)量精度高、效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、測(cè)量結(jié)果不受測(cè)量人員本身經(jīng)驗(yàn)的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量過程和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化、智能化以及測(cè)量結(jié)果的顯示和數(shù)據(jù)整理，易于普及，適應(yīng)市場(chǎng)需求。
本發(fā)明提供的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于包括幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)單元、位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元，幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)單元包括能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y方向大范圍運(yùn)動(dòng)的X-Y工作臺(tái)裝置、能夠?qū)崿F(xiàn)繞Z軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置、能夠?qū)崿F(xiàn)在同一平面內(nèi)進(jìn)行X、Y方向微調(diào)整的X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置、僅能實(shí)現(xiàn)Z軸方向升降調(diào)整用來測(cè)量紙杯高度尺寸的Z向升降工作臺(tái)裝置A和兩個(gè)用來同時(shí)測(cè)定不同規(guī)格紙杯直徑和錐度尺寸既能實(shí)現(xiàn)Z軸方向升降調(diào)整又能實(shí)現(xiàn)水平方向調(diào)整的Z向升降工作臺(tái)裝裝置B。
所述位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元包括一個(gè)測(cè)量和反饋紙杯高度信號(hào)的第一激光位敏傳感器99、兩個(gè)測(cè)量紙杯直徑信號(hào)的第二激光位敏傳感器112、兩個(gè)安裝在升降工作臺(tái)裝置B上測(cè)定錐度尺寸時(shí)用來測(cè)量任意兩平面之間距離的透射光柵尺132，還包括測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路和步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路組成的閉環(huán)控制電路、測(cè)量直徑信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路、光柵信號(hào)處理電路。
基座3是整臺(tái)紙杯測(cè)量?jī)x的安裝平臺(tái)，在基座3上面從下到上依次安裝有X工作臺(tái)5和Y向工作臺(tái)6組成的X-Y工作臺(tái)裝置，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置放到Y(jié)向工作臺(tái)上固定，X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)又固定在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置的旋轉(zhuǎn)工作面30上，三種裝置結(jié)合使待測(cè)部件不僅能實(shí)現(xiàn)X、Y方向的大范圍位置調(diào)整又能實(shí)現(xiàn)X、Y方向的微調(diào)，還能夠?qū)崿F(xiàn)繞Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；基座3的Y方向中心對(duì)稱線上兩側(cè)對(duì)稱安裝固定有兩個(gè)Z向升降工作臺(tái)裝置B，Z向升降工作臺(tái)裝置A固定在X方向基座3的中心對(duì)稱線上一側(cè)，Z向升降工作臺(tái)裝置A和Z向升降工作臺(tái)裝置B分布在X-Y工作臺(tái)裝置的外圍；第一激光位敏傳感器99固定在Z向升降工作臺(tái)裝置A沿Z軸方向上下滑動(dòng)的升降架81上，第二激光位敏傳感器112安裝在Z向升降工作臺(tái)B的升降箱體110上，在兩個(gè)Z向升降工作臺(tái)裝置B上安裝有透射光柵尺132，步進(jìn)電機(jī)57提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)升降架81上下移動(dòng)。
所述X-Y工作臺(tái)裝置主要包括基座3、X向工作臺(tái)5、Y向工作臺(tái)6、X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1、Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、軸承7、軸承8；基座3既是整臺(tái)紙杯測(cè)量?jī)x的基礎(chǔ)底座，又是X向工作臺(tái)5滾動(dòng)導(dǎo)軌副的一部分，它的上表面加工有V型導(dǎo)軌凹槽；X向工作臺(tái)5放在基座3的上面，其上下表面分別加工有V型導(dǎo)軌和V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌，軸承7夾在基座3和X向工作臺(tái)5之間，X向工作臺(tái)5和固定在基座3上的X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1通過球形鉸鏈22相聯(lián)，調(diào)節(jié)X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1實(shí)現(xiàn)X工作臺(tái)5的直線運(yùn)動(dòng)；Y向工作臺(tái)6放在X向工作臺(tái)5的上面，其上表面加工有T型凹槽6005、下表面加工有V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌，軸承8夾在X向工作臺(tái)5和Y向工作臺(tái)6之間，Y向工作臺(tái)6和固定在基座3上的Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2通過球形鉸鏈接頭22相聯(lián)，調(diào)節(jié)Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)Y工作臺(tái)6的直線運(yùn)動(dòng)。
上述X-Y工作臺(tái)裝置其特征為X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1和X向工作臺(tái)5之間、Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2和Y向工作臺(tái)6之間采用球形鉸鏈22聯(lián)結(jié)，所述的球形鉸鏈22包括球頭座2201、球頭2202、球面調(diào)整壓蓋2203、螺栓2204，球頭座2201嵌入到基座3上的凹槽2200內(nèi)，球頭2202緊貼球頭座2201并保證它們之間球面接觸，球頭壓蓋2203壓在球頭2202上并留有調(diào)整間隙用螺栓2204固定，其結(jié)構(gòu)保證X向工作臺(tái)5和Y向工作臺(tái)6反向運(yùn)動(dòng)間隙小、調(diào)整定位精度高；基座3的V型導(dǎo)軌、軸承7、X向工作臺(tái)5的V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌組成球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副9和球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副10，X向工作臺(tái)5的V型導(dǎo)軌、軸承8、Y向工作臺(tái)6的V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌也組成球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副9和球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副10，這種結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)靈敏、運(yùn)動(dòng)精度高、導(dǎo)軌變形小。
上述X-Y工作臺(tái)裝置針對(duì)紙杯、紙碗或其他有規(guī)則幾何形狀的柱狀、錐狀物品的幾何量的測(cè)量而設(shè)計(jì)，它具有幾何精度高；系統(tǒng)的靜剛度好；工作臺(tái)傳動(dòng)受系統(tǒng)重力、摩擦力或其他外力作用產(chǎn)生相應(yīng)的受力變形較??；工作臺(tái)的定位精度和重復(fù)定位精度較高等特點(diǎn)。
所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置包括殼體23、軸承壓蓋24、軸承27、主動(dòng)齒輪29、旋轉(zhuǎn)工作面30、從動(dòng)齒輪32、軸承33、從動(dòng)齒輪軸35、推力軸承36、刻度尺41、驅(qū)動(dòng)軸43、調(diào)整墊47，垂直于殼體23的底面中心有一個(gè)相對(duì)殼體23固定不動(dòng)的從動(dòng)齒輪軸35，從動(dòng)齒輪軸35上裝有一個(gè)從動(dòng)齒輪32，在從動(dòng)齒輪軸35和從動(dòng)齒輪32之間有軸承33，從動(dòng)齒輪32和殼體23之間有推力軸承36，在從動(dòng)齒輪32的上面有一個(gè)調(diào)整墊47和旋轉(zhuǎn)工作面30；殼體23內(nèi)部一側(cè)有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸43，驅(qū)動(dòng)軸43的一端裝有和從動(dòng)齒輪32嚙合的主動(dòng)齒輪29，驅(qū)動(dòng)軸43的另一端裝有軸承27和一個(gè)微型制動(dòng)機(jī)構(gòu)。
上述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置其特征為主動(dòng)齒輪29和從動(dòng)齒輪32為一對(duì)嚙合的斜傘齒輪副，主動(dòng)齒輪29繞垂直于Z軸方向軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)齒輪32繞Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)齒輪32上加工有凹槽3201和3202；軸承33和推力軸承36裝在從動(dòng)齒輪軸35上分別卡在從動(dòng)齒輪的凹槽3202、3201內(nèi)，二者結(jié)合使軸承33、推力軸承36、從動(dòng)齒輪32和從動(dòng)齒輪軸35聯(lián)結(jié)為剛性的整體，能保證主動(dòng)齒輪29和從動(dòng)齒輪32嚙合受力時(shí)從動(dòng)齒輪軸35不變形；內(nèi)六角螺栓31聯(lián)結(jié)旋轉(zhuǎn)工作面30和從動(dòng)齒輪32，間隙調(diào)整墊47夾在從動(dòng)齒輪32和旋轉(zhuǎn)工作面30之間可調(diào)整旋轉(zhuǎn)工作面30的水平度；外端面加工有摩擦面的軸承壓蓋24和摩擦片2501、彈簧2502、手輪25、彈簧2503、螺母26組成上述的微型制動(dòng)機(jī)構(gòu)，摩擦片2501和手輪25上加工有凹槽，彈簧2502兩端分別卡在摩擦片2501和手輪25的凹槽內(nèi)，手輪25能夠沿驅(qū)動(dòng)軸43軸向滑動(dòng)，調(diào)整時(shí)輕輕向外拉手輪25，彈簧2503壓縮、2502拉伸，此時(shí)摩擦片2501和軸承壓蓋24脫開可進(jìn)行調(diào)整操作，調(diào)整完畢松開手輪25在彈簧2503的作用下手輪25復(fù)位，摩擦片2501和軸承蓋24貼合起到制動(dòng)作用；刻度尺41的主尺4102固定在殼體23上、游標(biāo)尺4101固定在旋轉(zhuǎn)工作面30上，主尺4102和游標(biāo)尺4101讀數(shù)相結(jié)合顯示旋轉(zhuǎn)工作面30轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。
所述X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置包括差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48、殼體49、滑動(dòng)體50、銷51、彈簧5201、彈簧5202、球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53、球面壓蓋54、驅(qū)動(dòng)桿56，殼體49底部有一凸臺(tái)、外部有4個(gè)長(zhǎng)方體凸肩360°均布，殼體49底部凸臺(tái)上部加工成平面導(dǎo)軌，滑動(dòng)體50放在凸臺(tái)上，四個(gè)長(zhǎng)方體凸肩其中相鄰90°的兩個(gè)凸肩上固定有差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48、其余兩個(gè)凸肩上固定有銷51，差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48的驅(qū)動(dòng)桿端部有球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53，兩個(gè)彈簧5201一端連著球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53、另一端連著滑動(dòng)體50，兩個(gè)彈簧5202一端連著銷51、另一端連著滑動(dòng)體50；調(diào)整兩個(gè)差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48，驅(qū)動(dòng)桿56的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過轉(zhuǎn)動(dòng)銷53轉(zhuǎn)化為彈簧5201的無扭轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)兩個(gè)差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48的不同進(jìn)給數(shù)值，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)體50在平面小范圍內(nèi)360°任意方向的精確定位。
上述X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置其特征為差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48的驅(qū)動(dòng)桿56端部加工有螺紋凹槽5601，球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53大頭內(nèi)側(cè)端面為一球面結(jié)構(gòu)，球面壓蓋54的銷子穿過的通孔內(nèi)側(cè)為一球面結(jié)構(gòu)，把球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53的大頭向下沉入到驅(qū)動(dòng)桿56的螺紋凹槽5601內(nèi)，球面壓蓋54擰入到螺紋凹槽5601內(nèi)，球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53伸出球面壓蓋54外面相互接觸球面部分構(gòu)成球面萬向鉸鏈；殼體49底部凸臺(tái)上表面加工有滑動(dòng)平面導(dǎo)軌，滑動(dòng)體50的上表面加工有用于Z向升降工作臺(tái)裝置B水平調(diào)整尋找第二激光位敏傳感器112的零參考面時(shí)插標(biāo)準(zhǔn)試板用的凹槽5066、下表面加工有滑動(dòng)平面導(dǎo)軌；殼體49內(nèi)部凸臺(tái)上的滑動(dòng)導(dǎo)軌和滑動(dòng)體50的下表面的導(dǎo)軌組成滑動(dòng)導(dǎo)軌副。
所述Z向升降工作臺(tái)裝置A包括步進(jìn)電機(jī)57、彈性管聯(lián)軸器59、中間支架58和驅(qū)動(dòng)蝸桿軸60、軸承套66、軸承67、軸承64、第一立柱71、滾珠絲杠86、滾珠絲杠螺母82、蝸輪87、升降架81、蝸輪鎖緊螺母88、立柱軸承座89、軸承74、軸承94，第一立柱71固定在基座3上X運(yùn)動(dòng)方向中心線上一側(cè)，在第一立柱71的內(nèi)部固定有導(dǎo)軌、中心軸線上有一個(gè)滾珠絲杠86，滾珠絲杠86上部固定有一個(gè)蝸輪87、中部裝有一個(gè)隨滾珠絲杠86運(yùn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠螺母82，滾珠絲杠螺母82固定在升降架81上從而帶動(dòng)它沿導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，測(cè)量、反饋高度信號(hào)的第一激光位敏傳感器99固定在升降架81上，蝸桿軸60軸線水平穿過第一立柱71的上部在第一立柱71的內(nèi)部和蝸輪87嚙合。
上述Z向升降工作臺(tái)裝置A的特征為軸承套66和凹槽7103的徑向配合為間隙配合，調(diào)整軸承套66相對(duì)凹槽7103的軸向和徑向位置可調(diào)整蝸桿軸60和蝸輪87的嚙合位置和嚙合間隙；伺服電機(jī)57和蝸桿軸60傳動(dòng)聯(lián)軸器為彈性管聯(lián)軸器；第一立柱71上固定有能拆卸的燕尾型凹槽導(dǎo)軌7107和矩形凹槽導(dǎo)軌7108，升降架81的燕尾導(dǎo)軌85和燕尾型凹槽導(dǎo)軌7107、矩形導(dǎo)軌101和調(diào)整墊片80及矩形凹槽導(dǎo)軌7108構(gòu)成燕尾-矩形組合式導(dǎo)軌，此種組合式導(dǎo)軌加工制造容易、調(diào)整間隙方便、導(dǎo)向精度較高、剛度好有一定抗傾覆能力；蝸輪87固定在滾珠絲杠86上在第一立柱71內(nèi)部和蝸桿軸60嚙合，蝸輪87、蝸桿軸60、滾珠絲杠86組合成為一個(gè)蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，使得升降裝置A結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)鏈短、傳動(dòng)精度高并有自鎖功能；蝸桿軸60和蝸輪87潤(rùn)滑方式為潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑；升降架81上加工有一個(gè)凹槽8101，滾珠絲杠螺母82嵌入到凹槽8101內(nèi)。
所述Z向升降工作臺(tái)裝置B包括滑動(dòng)支座104、齒條108、升降箱體110、軸承116、軸承118、齒輪軸117、制動(dòng)架119、制動(dòng)棘輪副120、滑動(dòng)套121、頂緊彈簧122、導(dǎo)向鍵123、制動(dòng)軸124、第二立柱127，滑動(dòng)支座104對(duì)稱固定在基座3的Y運(yùn)動(dòng)方向中心軸線上兩側(cè)，第二立柱127的下方有雙燕尾導(dǎo)軌，滑動(dòng)支座104的上方有雙燕尾槽導(dǎo)軌，第二立柱127沿導(dǎo)軌在滑動(dòng)支座104上Y方向移動(dòng)，第二立柱127的側(cè)面有雙燕尾導(dǎo)軌并固定有齒條108和透射光柵尺132的固定架，升降箱體110上加工有燕尾槽型導(dǎo)軌并固定有透射光柵尺132的滑動(dòng)架，升降箱體110沿第二立柱127導(dǎo)軌上下移動(dòng)，齒輪軸117的兩端水平穿過升降箱體110并在升降箱體110內(nèi)部和齒條108嚙合，齒輪軸117的一端聯(lián)結(jié)制動(dòng)機(jī)構(gòu)，升降箱體110上固定有測(cè)量直徑信號(hào)的第二激光位敏傳感器112，這樣調(diào)整升降箱體110上下移動(dòng)就能同時(shí)獲得第二激光位敏傳感器112測(cè)出的直徑信號(hào)和透射光柵尺132測(cè)得的升降箱體110的高度調(diào)整信號(hào)。
上述Z向升降工作臺(tái)裝置B特征為滑動(dòng)支座104上固定有調(diào)整螺栓106、聯(lián)結(jié)板105和緊固螺栓129組成的調(diào)整機(jī)構(gòu)用來調(diào)整Z向升降工作臺(tái)裝置B的水平位置；齒條108用螺栓107固定在第二立柱127上，齒條加工制造容易、更換方便；齒條108和齒輪軸117為一對(duì)嚙合的斜齒輪副；第二立柱127上的燕尾導(dǎo)軌1272卡到升降箱體110上燕尾凹槽導(dǎo)軌1101內(nèi)，調(diào)整板130調(diào)整導(dǎo)軌1272和1101之間的裝配間隙；制動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)套121和齒輪軸117的其中一端都帶有棘輪齒，兩者組成相互嚙合的棘輪副120，壓縮彈簧122裝到空腔1171內(nèi)和制動(dòng)軸124一起控制滑動(dòng)套121和齒輪軸117的嚙合，滑動(dòng)套121上有一個(gè)凹槽1211，導(dǎo)向鍵123一端卡在凹槽1211內(nèi)另一端卡在導(dǎo)向槽1191的鍵槽內(nèi)，調(diào)整開始松開制動(dòng)手輪126，彈簧122使相互嚙合的棘輪副120分開，滑動(dòng)套121在彈簧力122的作用下沿導(dǎo)向槽1191軸向移動(dòng)，此時(shí)可完成升降調(diào)整，調(diào)整到指定位置后旋緊制動(dòng)手輪126，滑動(dòng)套121克服彈簧122的彈力復(fù)位，棘輪副120重新嚙合，導(dǎo)向鍵123卡在導(dǎo)向槽1191的鍵槽內(nèi)防止滑動(dòng)套121轉(zhuǎn)動(dòng)，升降箱體110被制動(dòng)不會(huì)因重力作用而下滑和改變高度方向尺寸。
所述位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元主要包括測(cè)量和反饋高度信號(hào)的第一激光位敏傳感器99、測(cè)量直徑信號(hào)的激光位敏傳感器112、測(cè)量Z向升降工作臺(tái)裝置B升降高度的投射光柵尺132、光柵信號(hào)處理電路、步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路、激光位敏傳感器信號(hào)處理電路；第一激光位敏傳感器99、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路，第一激光位敏傳感器99采集到紙杯或其他待測(cè)件的高度信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換把高度信息傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；第二激光位敏傳感器112、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成測(cè)量直徑信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路，第二激光位敏傳感器112采集到的紙杯或其他待測(cè)件的直徑信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換把測(cè)得直徑信息傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、集成化恒流斬波驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)57組成步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，單片機(jī)把收集到的紙杯或其他待測(cè)件的高度信號(hào)和指令信息進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理發(fā)送步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制指令，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制指令信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)集成化恒流斬波驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)57的轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路和測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路組成可用來自動(dòng)掃描高度基準(zhǔn)零位、自動(dòng)掃描測(cè)量Z軸方向待測(cè)件高度尺寸的全閉環(huán)控制回路；透射光柵尺132、光電隔離電路、信號(hào)整形倍頻鑒相細(xì)分電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)組成光柵信號(hào)處理電路，透射光柵尺132把采集到的光信號(hào)經(jīng)過光電隔離把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)在經(jīng)過信號(hào)整形倍頻鑒相細(xì)分提高信號(hào)的分辨率，高分辨率的信號(hào)在經(jīng)過計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī)，用來處理、顯示錐度測(cè)量時(shí)所需的相鄰兩個(gè)測(cè)量面的直徑和距離信號(hào)。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于X-Y工作臺(tái)導(dǎo)軌型式為球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副和球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副，也可以選用滾柱軸承-平面導(dǎo)軌副和滾柱軸承-V型導(dǎo)軌副等其他結(jié)構(gòu)形式。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主動(dòng)齒輪29和從動(dòng)齒輪32為一對(duì)嚙合的斜傘齒輪副，其法向齒廓線可為漸開線、圓弧等型式，進(jìn)一步的型式可用蝸桿、蝸輪嚙合等結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其功能。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸承壓蓋24、摩擦片2501、彈簧2502和彈簧2503組合成的微型制動(dòng)結(jié)構(gòu)也可采用螺栓頂緊裝置等其他徑向力鎖緊裝置或軸向力鎖緊裝置。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于Z向升降工作臺(tái)裝置A的升降架81上的雙燕尾導(dǎo)軌85和固定在第一立柱71上的燕尾槽導(dǎo)軌7107、矩形導(dǎo)軌副101和調(diào)整墊80及矩形凹槽導(dǎo)軌副7108組合成的燕尾-矩形組合式導(dǎo)軌，也可為雙燕尾導(dǎo)軌、雙圓柱形導(dǎo)軌等型式。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于Z向升降工作臺(tái)裝置A的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)57和蝸桿軸60之間用彈性管聯(lián)軸器59相聯(lián)，聯(lián)軸器也可采用十字滑塊聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、金屬膜片聯(lián)軸器、波紋管聯(lián)軸器等精密彈性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)型式。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于Z向升降工作臺(tái)裝置B的滑動(dòng)支座104和第二立柱127構(gòu)成的雙燕尾導(dǎo)軌副及Z向升降工作臺(tái)裝置B的第二立柱127和升降箱體110之間的雙燕尾導(dǎo)軌副可以采用燕尾-矩形組合式導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu)型式。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于Z向升降工作臺(tái)裝置B的升降箱體110的制動(dòng)采用由滑動(dòng)套121和齒輪軸117上的棘輪等部件構(gòu)成的棘輪副120，也可采用摩擦輪逆止結(jié)構(gòu)、螺栓或螺旋頂緊機(jī)構(gòu)等軸向力鎖緊機(jī)構(gòu)或徑向力鎖緊機(jī)構(gòu)型式。
所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于位置檢測(cè)傳感器132為投射光柵尺，也可采用磁尺等位置檢測(cè)元件。
采用了以上結(jié)構(gòu)，紙杯測(cè)量?jī)x可以方便、精確、快速的測(cè)量紙杯或紙碗的高度、錐度、上口和下底直徑等幾何參數(shù)。


圖1A為紙杯測(cè)量?jī)xX-Y工作臺(tái)裝置局部剖視主視1B為紙杯測(cè)量?jī)xX-Y工作臺(tái)裝置局部剖視俯視2為圖1A和圖1B的局部剖視放大3為紙杯測(cè)量?jī)x旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置局部剖視主視4為圖3的局部剖視放大圖。
圖5為紙杯測(cè)量?jī)xX-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置局部剖視主視圖。
圖6為紙杯測(cè)量?jī)xX-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置局部剖視俯視圖。
圖7為圖5的局部剖視放大圖。
圖8為紙杯測(cè)量?jī)xZ向升降工作臺(tái)裝置A橫面局部剖視圖。
圖9為圖8縱向局部立柱導(dǎo)軌剖視圖。
圖10為圖8縱向局部伺服驅(qū)動(dòng)裝置剖視圖。
圖11為紙杯測(cè)量?jī)xZ向升降工作臺(tái)裝置B橫面局部剖視圖。
圖12為圖11縱向局部剖視圖。
圖13為紙杯測(cè)量?jī)x裝配主視14為紙杯測(cè)量?jī)x裝配俯視15為紙杯測(cè)量?jī)x信號(hào)處理單元控制信號(hào)原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明紙杯測(cè)量?jī)x的技術(shù)方案包括幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案、位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理技術(shù)方案等兩大部分，其中幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案由X-Y工作臺(tái)裝置技術(shù)方案、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置技術(shù)方案、X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置技術(shù)方案和Z向升降工作臺(tái)裝置A、B技術(shù)方案組成。
所述X-Y工作臺(tái)裝置技術(shù)方案是見圖1A、圖1B、圖2、圖13、圖14所示，包括X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1、Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2、機(jī)座3、水平調(diào)整螺釘4、X向工作臺(tái)5、Y向工作臺(tái)6、滾動(dòng)軸承7、滾動(dòng)軸承8、球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副9、球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副10、軸承限位螺釘13、軸承限位螺釘14、內(nèi)六角螺栓15、內(nèi)六角螺栓16、聯(lián)結(jié)板17、聯(lián)結(jié)板18、背母19、背母20、內(nèi)六角螺栓21、球形鉸鏈22等部件；基座3既是整臺(tái)紙杯測(cè)量?jī)x的基礎(chǔ)底座，又是X向工作臺(tái)5滑動(dòng)導(dǎo)軌副的一部分，它的上表面加工有V型導(dǎo)軌凹槽；X向工作臺(tái)5放在基座3的上面，其上下表面分別加工有V型導(dǎo)軌和V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌，軸承7夾在基座3和X向工作臺(tái)5之間，軸承限位螺釘13限制軸承7的X方向直線移動(dòng)量，X向工作臺(tái)5和固定在基座3上的X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1通過球形鉸鏈22相聯(lián)，調(diào)節(jié)X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1實(shí)現(xiàn)X工作臺(tái)5的直線運(yùn)動(dòng)；Y向工作臺(tái)6放在X向工作臺(tái)5的上面，其上表面加工有T型凹槽6005、下表面加工有V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌，軸承8夾在X向工作臺(tái)5和Y向工作臺(tái)6之間，軸承限位螺釘14限制軸承8的Y方向直線移動(dòng)量，Y向工作臺(tái)6和固定在基座3上的Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2通過球形鉸鏈接頭22相聯(lián)，調(diào)節(jié)Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)Y工作臺(tái)6的直線運(yùn)動(dòng)；球形鉸鏈22裝配時(shí)球頭座2201嵌入到基座3上的凹槽2200內(nèi)，球頭2202緊貼球頭座2201并保證它們之間球面接觸，球頭壓蓋2203壓在球頭2202上并留有調(diào)整間隙用螺栓2204固定，其結(jié)構(gòu)保證X向工作臺(tái)5和Y向工作臺(tái)6反向運(yùn)動(dòng)間隙小、調(diào)整定位精度高。前述X-Y工作臺(tái)裝置具有幾何精度高、系統(tǒng)的靜剛度好、工作臺(tái)傳動(dòng)受系統(tǒng)重力、摩擦力或其他外力作用產(chǎn)生相應(yīng)的受力變形較小、工作臺(tái)的定位精度和重復(fù)定位精度較高等特點(diǎn)。
所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置技術(shù)方案見圖3、圖4、圖13、圖14所示，包括殼體23、軸承壓蓋24、軸承27、主動(dòng)齒輪29、旋轉(zhuǎn)工作面30、從動(dòng)齒輪32、軸承33、從動(dòng)齒輪軸35、推力軸承36、刻度尺41、驅(qū)動(dòng)軸43等部件；裝配的步驟為第一步首先把兩個(gè)軸承27背靠背裝在驅(qū)動(dòng)軸43上用擋圈42使其固定不能發(fā)生軸向移動(dòng)，裝好上述組件的驅(qū)動(dòng)軸43穿過通孔2301并使軸承嵌入到凹槽2302內(nèi)，外側(cè)驅(qū)動(dòng)軸43穿過通孔2401先后裝上摩擦片2501、彈簧2502、鍵44、手輪25、彈簧2503、背母26并讓彈簧2502卡在摩擦片2501和手輪25的彈簧固定槽內(nèi)，螺釘28穿過通孔2402把軸承壓蓋24固定緊，再把鍵39和主動(dòng)齒輪29在殼體23的內(nèi)部裝在驅(qū)動(dòng)軸43上并用彈簧墊40、背母37固定；第二步從動(dòng)齒輪軸35裝上鍵38后穿過通孔2303再裝上推力軸承36的止推盤和滾珠及其保持架，軸承36的推力盤、兩背靠背的軸承33分別卡到凹槽3201、3202內(nèi)連同從動(dòng)齒輪32一起裝到從動(dòng)齒輪軸35上，軸承壓蓋45壓緊軸承33并用彈簧墊46和背母34緊固，此時(shí)應(yīng)保證主動(dòng)齒輪29和從動(dòng)齒輪32嚙合良好，必要時(shí)調(diào)整零部件配合尺寸；第三步把調(diào)整墊47、旋轉(zhuǎn)工作面30放到從動(dòng)齒輪32上再使螺栓31分別穿過通孔3021、4701擰入到螺紋通孔3203內(nèi)固定，最后把刻度尺41的主尺4102、游標(biāo)尺4101分別固定在殼體23上和旋轉(zhuǎn)工作面板30上。裝配完畢用手輕輕向外拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)手輪25，此時(shí)摩擦片2501和軸承壓蓋24分開并能夠輕松無卡阻的調(diào)整旋轉(zhuǎn)工作面30的角度值。
所述X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)的技術(shù)方案是見圖5、圖6、圖7、圖13、圖14，包括差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48、殼體49、滑動(dòng)體50、銷51、彈簧5201、彈簧5202、球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53、球面壓蓋54、驅(qū)動(dòng)桿56等部件；裝配的步驟為讓差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48的固定端穿過通孔4901內(nèi)并用背母55背緊，球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53裝入到凹槽5601內(nèi)再裝球面壓蓋54，彈簧5201聯(lián)結(jié)球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53和滑動(dòng)體50；彈簧5202聯(lián)結(jié)銷51和聯(lián)結(jié)滑動(dòng)體50；調(diào)整兩個(gè)驅(qū)動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)48，球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷53、球面壓蓋54、驅(qū)動(dòng)桿56等部件構(gòu)成的球形鉸鏈傳遞直線位移給彈簧5201，達(dá)到使帶有滑動(dòng)面和凹槽5066的滑動(dòng)體50能夠在殼體49的滑動(dòng)導(dǎo)軌面上小范圍沿360°方向任意調(diào)整的目的。
所述X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置和X-Y工作臺(tái)裝置的組合裝配技術(shù)方案，見圖1A、圖1B、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖13、圖14首先把T型螺栓6006卡入到T型凹槽6005內(nèi)并穿過旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置的螺栓孔2304后用冕型螺帽6007固定，再把X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置放置到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置的旋轉(zhuǎn)工作面30上，螺釘4903穿過通孔4902擰入到螺紋孔3003內(nèi)固定聯(lián)結(jié)X-Y彈性工作臺(tái)裝置。
所述Z向升降工作臺(tái)裝置A技術(shù)方案是見圖1A、圖1B、圖8、圖9、圖10、圖13、圖14，包括伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)57、中間支架58、彈性管聯(lián)軸器59、蝸桿軸60、軸承64、軸承67、軸承74、軸承94、第一立柱71、升降架81、滾珠絲杠螺母82、滾珠絲杠86、蝸輪87、立柱軸承座89、第一激光位敏傳感器99等部件，其裝配步驟為第一步把燕尾型凹槽導(dǎo)軌7107和矩形凹槽導(dǎo)軌7108分別用螺栓固定在第一立柱71上，再把升降架81的燕尾型導(dǎo)軌85卡入到燕尾型凹槽7107內(nèi)，把矩形導(dǎo)軌101和調(diào)整墊80卡入到矩形凹槽7108內(nèi)，內(nèi)六角螺栓79穿過通孔7801擰入到螺紋孔7109內(nèi)把擋板78牢牢固定；第二步把鍵102裝到滾珠絲杠軸上后把蝸輪87壓裝到軸8601部分并緊靠凸肩8602，蝸輪鎖緊螺母88緊固蝸輪87，接著把滾珠絲杠86放入第一立柱71內(nèi)并讓其端部8603穿過空間7115，在穿過凹槽8101前把滾珠絲杠螺母82旋到滾珠絲杠86上并反復(fù)調(diào)整其位置直至光軸8603部分能夠伸入到凹槽7116，滾珠絲杠86穿過通孔7601把軸承壓蓋76、軸承74、鎖緊背母73先后裝到滾珠絲杠86上，整體移動(dòng)滾珠絲杠等部件調(diào)整合適位置并讓螺栓75穿過通孔7602擰入到螺紋孔7110內(nèi)緊固軸承壓蓋76，同時(shí)讓螺栓84穿過通孔8201擰入到螺紋孔8102內(nèi)使?jié)L珠絲杠螺母82嵌入到凹槽8101內(nèi)和升降架81固定聯(lián)結(jié)為一體；第三步裝配立柱軸承座89，讓光軸8604部分穿過通孔8901后內(nèi)六角螺栓95穿過通孔8903擰入到螺紋孔7111內(nèi)把立柱軸承座89固定在第一立柱71上，然后再把軸承94裝配到軸8604端并使其嵌入到凹槽8902內(nèi)再用鎖緊螺母92固定，最后內(nèi)六角螺栓93穿過通孔9001擰入到螺紋孔8904內(nèi)把軸承壓蓋90固定；第四步使蝸桿軸60穿過通孔7101和7102，在伺服驅(qū)動(dòng)端把軸承64裝上并卡到凹槽7105內(nèi)，蝸桿軸60穿過通孔5801，中間支架58壓緊軸承64讓內(nèi)六角螺栓63穿過通孔5802擰入到螺紋孔7106內(nèi)固定，在另一側(cè)蝸桿軸60穿過放到凹槽7103內(nèi)的軸承套66的通孔6601后把軸承67裝到蝸桿軸60上并嵌入到凹槽6602內(nèi)，調(diào)整軸承套66的位置可以調(diào)整蝸桿軸60的位置使其和蝸輪87精確嚙合，然后內(nèi)六角螺栓70把軸承套66固定在第一立柱71上，同時(shí)鎖緊背母72固定軸承67，最后把軸承壓蓋68裝上，螺栓69壓緊軸承壓蓋68擰入到螺紋孔7104內(nèi)固定擰緊；第五步伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)57穿過通孔5803卡到凹槽5804內(nèi)，彈性管聯(lián)軸器59的兩端分別裝到蝸桿軸60和伺服電機(jī)軸5702上并用緊定螺釘62固定，調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位置使其和蝸桿軸60保持精確軸對(duì)中，最后用內(nèi)六角螺栓61把它固定在中間支架58上；第六步把聯(lián)結(jié)板97用螺栓98固定在升降架81上，再用螺釘100把第一激光位敏傳感器99固定在聯(lián)結(jié)板97上；第七步螺栓140擰入到螺紋孔3011把Z向升降工作臺(tái)裝置A固定在機(jī)座3上。
所述Z向升降工作臺(tái)裝置B技術(shù)方案是見圖1A、圖1B、圖11、圖12、圖14，包括滑動(dòng)支座104、齒條108、升降箱體110、第二激光位敏傳感器112、軸承116和118、齒輪軸117、制動(dòng)架119、制動(dòng)棘輪副120、滑動(dòng)套121、頂緊彈簧122、導(dǎo)向鍵123、制動(dòng)軸124、第二立柱127等部件；其裝配步驟為第一步，用內(nèi)六角螺栓141把滑動(dòng)支座104固定在機(jī)座3上并使其擰入到螺紋孔3010內(nèi)，第二立柱127下面的雙燕尾型導(dǎo)軌卡到滑動(dòng)支座104的燕尾型導(dǎo)軌凹槽內(nèi)并使其能夠靈活移動(dòng)，緊固螺栓129把調(diào)整板105固定在滑動(dòng)支座上，調(diào)整螺栓106調(diào)整第二立柱127位置后用緊定螺栓128固定；第二步，內(nèi)六角螺栓107穿過通孔1081擰入螺紋孔1271內(nèi)把齒條108固定在第二立柱127上，升降箱體110和第二立柱127裝配并使雙燕尾導(dǎo)軌1272、調(diào)整板130卡入凹槽1101內(nèi)再用螺栓131調(diào)整緊固；第三步讓齒輪軸117端先后穿過通孔1103、1102，在升降手輪109側(cè)軸承116裝到齒輪軸117上并嵌入到凹槽1104內(nèi)，內(nèi)六角螺栓133穿過通孔1151擰入到螺紋孔1105內(nèi)壓緊套在齒輪軸117上的軸承壓蓋115，升降手輪109、鍵裝配到齒輪軸117上并用螺母114緊固，另一側(cè)軸承118裝到齒輪軸117上并嵌入到凹槽1106內(nèi)；第四步制動(dòng)手輪126和鍵裝在擰入到螺紋孔1192內(nèi)的制動(dòng)軸124上用背母125固定，然后再把導(dǎo)向鍵123部分卡到滑動(dòng)套121的凹槽1211內(nèi)并連同滑動(dòng)套121一起裝入到導(dǎo)向槽1191內(nèi)，彈簧122放到孔1171內(nèi)后再把螺栓134擰入到螺紋孔1107內(nèi)緊固制動(dòng)架119并使其壓緊軸承118；第五步把透射光柵尺132的安裝架(或固定架)固定在第二立柱127上、運(yùn)輸架(或滑動(dòng)架)安裝固定在升降箱體110上并反復(fù)調(diào)整二者之間的間隙，此時(shí)用手輕輕驅(qū)動(dòng)升降手輪109在制動(dòng)手輪126松開的情況下升降箱體110能夠輕松上下移動(dòng)，輕輕旋轉(zhuǎn)制動(dòng)手輪126在棘輪副120嚙合的情況下保證升降箱體110制動(dòng)準(zhǔn)確；第六步把第二激光位敏傳感器112用螺釘113固定在聯(lián)結(jié)板111上。
所述位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理技術(shù)方案是，見圖15，第一激光位敏傳感器99、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路，第一激光位敏傳感器99采集到紙杯或其他待測(cè)件的高度信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換把高度信息傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；第二激光位敏傳感器112、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成測(cè)量直徑信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路，第二激光位敏傳感器112采集到的紙杯或其他待測(cè)件的直徑信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換把測(cè)得直徑信息傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、集成化恒流斬波驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)57組成步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，單片機(jī)把收集到的紙杯或其他待測(cè)件的高度信號(hào)和指令信息進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理發(fā)送步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制指令，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制指令信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)集成化恒流斬波驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)57的轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路和測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路組成可用來自動(dòng)掃描高度基準(zhǔn)零位、自動(dòng)掃描測(cè)量Z軸方向待測(cè)件高度尺寸的全閉環(huán)控制回路；透射光柵尺132、光電隔離電路、信號(hào)整形倍頻鑒相細(xì)分電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)組成光柵信號(hào)處理電路，透射光柵尺132把采集到的光信號(hào)經(jīng)過光電隔離把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)在經(jīng)過信號(hào)整形倍頻鑒相細(xì)分提高信號(hào)的分辨率，高分辨率的信號(hào)在經(jīng)過計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī)，用來處理、顯示錐度測(cè)量時(shí)所需的相鄰兩個(gè)測(cè)量面的直徑和距離信號(hào)。
采用上述結(jié)構(gòu)的紙杯測(cè)量?jī)x對(duì)紙杯、紙碗等其他圓柱或圓錐狀物體的高度、直徑、錐度、圓柱度等幾何參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)具有測(cè)量效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，測(cè)量精度高且測(cè)量過程不受人員經(jīng)驗(yàn)水平限制，測(cè)量過程和數(shù)據(jù)處理便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)使用驗(yàn)證，使用本發(fā)明紙杯測(cè)量?jī)x，測(cè)量不確定度達(dá)到了5μm以內(nèi)，完全滿足儀表設(shè)計(jì)測(cè)量精度和國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)單元、位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元；幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)單元包括能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y方向大范圍運(yùn)動(dòng)的X-Y工作臺(tái)裝置、能夠?qū)崿F(xiàn)繞Z軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置、能夠?qū)崿F(xiàn)在同一平面內(nèi)進(jìn)行X、Y方向微調(diào)整的X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置、僅能夠?qū)崿F(xiàn)Z軸方向升降調(diào)整用來測(cè)量紙杯高度尺寸的Z向升降工作臺(tái)裝置A和兩個(gè)用來同時(shí)測(cè)定不同規(guī)格紙杯直徑和錐度尺寸既能實(shí)現(xiàn)Z軸方向升降調(diào)整又能實(shí)現(xiàn)水平方向調(diào)整的Z向升降工作臺(tái)裝置B；位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元包括一個(gè)測(cè)量、反饋紙杯高度信號(hào)的第一激光位敏傳感器(99)、兩個(gè)測(cè)量紙杯直徑信號(hào)的第二激光位敏傳感器(112)、兩個(gè)安裝在升降工作臺(tái)裝置B上測(cè)定錐度尺寸時(shí)用來測(cè)量任意兩平面之間距離的透射光柵尺(132)，還包括激光位敏傳感器信號(hào)處理電路和步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路組成的閉環(huán)控制電路、光柵信號(hào)處理電路；基座(3)是整臺(tái)紙杯測(cè)量?jī)x的安裝平臺(tái)，在基座(3)上面從下到上依次安裝有X工作臺(tái)(5)和Y向工作臺(tái)(6)組成的X-Y工作臺(tái)裝置，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置放到Y(jié)向工作臺(tái)上固定，X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)又固定在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置的旋轉(zhuǎn)工作面(30)上，三種裝置結(jié)合使待測(cè)部件不僅能實(shí)現(xiàn)X、Y方向的大范圍位置調(diào)整又能實(shí)現(xiàn)X、Y方向的微調(diào)，還能夠?qū)崿F(xiàn)繞Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)；在基座(3)的Y方向中心對(duì)稱線上兩側(cè)對(duì)稱安裝固定有兩個(gè)Z向升降工作臺(tái)裝置B，在X方向基座(3)的中心對(duì)稱線上一側(cè)固定Z向升降工作臺(tái)裝置A，兩個(gè)Z向升降工作臺(tái)裝置B和Z向升降工作臺(tái)裝置A都布置于X-Y工作臺(tái)裝置的外圍；第一激光位敏傳感器(99)固定在Z向升降工作臺(tái)裝置A沿Z軸方向上下滑動(dòng)的升降架(81)上，第二激光位敏傳感器(112)安裝在Z向升降工作臺(tái)裝置B的升降箱體(110)上，在兩個(gè)Z向升降工作臺(tái)裝置B上安裝有位置檢測(cè)元件-透射光柵尺(132)，步進(jìn)電機(jī)(57)提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)升降架(81)上下運(yùn)動(dòng)；所述X-Y工作臺(tái)裝置主要包括基座(3)、X向工作臺(tái)(5)、Y向工作臺(tái)(6)、X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)、Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)、軸承(7)、軸承(8)，基座(3)既是整臺(tái)紙杯測(cè)量?jī)x的基礎(chǔ)底座，又是X向工作臺(tái)(5)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的一部分，它的上表面加工有V型導(dǎo)軌，X向工作臺(tái)(5)放在基座(3)的上面，其上下表面分別加工有V型導(dǎo)軌和V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌，軸承(7)夾在基座(3)和X向工作臺(tái)(5)之間，X向工作臺(tái)(5)和固定在基座(3)上的X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)通過球形鉸鏈(22)相聯(lián)，調(diào)節(jié)X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)實(shí)現(xiàn)X工作臺(tái)(5)直線運(yùn)動(dòng)，Y向工作臺(tái)(6)放在X向工作臺(tái)(5)的上面，其上表面加工有T型凹槽(605)、下表面加工有V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌，軸承(8)夾在X向工作臺(tái)(5)和Y向工作臺(tái)(6)之間，Y向工作臺(tái)(6)和固定在基座(3)上的Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)通過球形鉸鏈接頭(22)相聯(lián)，調(diào)節(jié)Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)實(shí)現(xiàn)Y工作臺(tái)(6)直線運(yùn)動(dòng)；X向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)和X向工作臺(tái)(5)之間、Y向差動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)和Y向工作臺(tái)(6)之間采用球形鉸鏈(22)聯(lián)結(jié)，所述的球形鉸鏈(22)包括球頭座(2201)、球頭(2202)、球面調(diào)整壓蓋(2203)、螺栓(2204)，球頭座(2201)嵌入到基座(3)上的凹槽(2200)內(nèi)，球頭(2202)緊貼球頭座(2201)并保證它們之間球面接觸，球頭壓蓋(2203)壓在球頭(2202)上并留有調(diào)整間隙用螺栓(2204)固定；基座(3)的V型導(dǎo)軌、軸承(7)、X向工作臺(tái)(5)的V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌組成球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副(9)和球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副(10)，X向工作臺(tái)(5)的V型導(dǎo)軌、軸承(8)、Y向工作臺(tái)(6)的V型導(dǎo)軌-平面導(dǎo)軌組合式導(dǎo)軌組成球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副(9)和球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副(10)；所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置包括殼體(23)、軸承壓蓋(24)、軸承(27)、主動(dòng)齒輪(29)、旋轉(zhuǎn)工作面(30)、從動(dòng)齒輪(32)、軸承(33)、從動(dòng)齒輪軸(35)、推力軸承(36)、刻度尺(41)、驅(qū)動(dòng)軸(43)、調(diào)整墊(47)，垂直于殼體(23)的底面中心有一個(gè)相對(duì)殼體(23)固定不動(dòng)的從動(dòng)齒輪軸(35)，從動(dòng)齒輪軸(35)上裝有一個(gè)從動(dòng)齒輪(32)，在從動(dòng)齒輪軸(35)和從動(dòng)齒輪(32)之間有軸承(33)，從動(dòng)齒輪(32)和殼體(23)之間有推力軸承(36)，在從動(dòng)齒輪(32)的上面有一個(gè)調(diào)整墊(47)和旋轉(zhuǎn)工作面(30)，殼體(23)內(nèi)一側(cè)有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸(43)，驅(qū)動(dòng)軸(43)的一端裝有和從動(dòng)齒輪(32)嚙合的主動(dòng)齒輪(29)，驅(qū)動(dòng)軸(43)的另一端裝有軸承(27)和一個(gè)微型制動(dòng)機(jī)構(gòu)；主動(dòng)齒輪(29)和從動(dòng)齒輪(32)為一對(duì)嚙合的斜傘齒輪副，主動(dòng)齒輪(29)繞垂直于Z軸方向軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)齒輪32繞Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪(32)上加工有凹槽(3201)和(3202)，軸承(33)和推力軸承(36)裝在從動(dòng)齒輪軸(35)上分別卡在從動(dòng)齒輪的凹槽(3202)、(3201)內(nèi)；內(nèi)六角螺栓(31)聯(lián)結(jié)旋轉(zhuǎn)工作面(30)和從動(dòng)齒輪(32)，間隙調(diào)整墊(47)夾在從動(dòng)齒輪(32)和旋轉(zhuǎn)工作面(30)之間可調(diào)整旋轉(zhuǎn)工作面(30)的水平度；外端面加工有摩擦面的軸承壓蓋(24)和摩擦片(2501)、彈簧(2502)、手輪(25)、彈簧(2503)、螺母(26)組成微型制動(dòng)機(jī)構(gòu)，摩擦片(2501)和手輪(25)上加工有凹槽，彈簧(2502)兩端分別卡在摩擦片(2501)和手輪(25)的凹槽內(nèi)，手輪(25)能夠沿驅(qū)動(dòng)軸(43)軸向滑動(dòng)；刻度尺(41)的主尺(4102)固定在殼體(23)上、游標(biāo)尺(4101)固定在旋轉(zhuǎn)工作面(30)上隨旋轉(zhuǎn)工作面(30)轉(zhuǎn)動(dòng)，游標(biāo)尺(4101)和主尺(4102)聯(lián)合顯示旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)工作面(30)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；所述X-Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置包括差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)(48)、殼體(49)、滑動(dòng)體(50)、銷(51)、彈簧(5201)、彈簧(5202)、球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷(53)、球面壓蓋(54)、驅(qū)動(dòng)桿(56)，殼體(49)底部有一凸臺(tái)、外部有4個(gè)長(zhǎng)方體凸肩360°均布，殼體(49)底部凸臺(tái)上部加工成平面導(dǎo)軌，滑動(dòng)體(50)放在凸臺(tái)上，四個(gè)長(zhǎng)方體凸肩其中相鄰90°的兩個(gè)凸肩上固定有差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)(48)、其余兩個(gè)凸肩上固定有銷(51)，差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)(48)的驅(qū)動(dòng)桿端部有球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷(53)，兩個(gè)彈簧(5201)一端連著球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷(53)、另一端連著滑動(dòng)體(50)，兩個(gè)彈簧(5202)一端連著銷(51)、另一端連著滑動(dòng)體(50)；差動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)(48)的驅(qū)動(dòng)桿(56)端部加工有螺紋凹槽(5601)，球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷(53)大頭內(nèi)側(cè)端面為一球面結(jié)構(gòu)，球面壓蓋(54)的銷子穿過的通孔內(nèi)側(cè)為一球面結(jié)構(gòu)，把球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷(53)的大頭向下沉入到驅(qū)動(dòng)桿(56)的螺紋凹槽(5601)內(nèi)，球面壓蓋(54)擰入到螺紋凹槽(5601)內(nèi)，球面轉(zhuǎn)動(dòng)銷(53)伸出球面壓蓋(54)外面相互接觸球面部分構(gòu)成球面萬向鉸鏈；殼體(49)底部凸臺(tái)上表面加工有滑動(dòng)平面導(dǎo)軌，滑動(dòng)體(50)的上表面加工有用于Z向升降工作臺(tái)裝置B水平調(diào)整尋找第二激光位敏傳感器(112)的零參考面時(shí)插標(biāo)準(zhǔn)試板用的凹槽(5066)、下表面加工有滑動(dòng)平面導(dǎo)軌；所述Z向升降工作臺(tái)裝置A包括步進(jìn)電機(jī)(57)、彈性管聯(lián)軸器(59)、中間支架(58)和驅(qū)動(dòng)蝸桿軸(60)、軸承套(66)、軸承(67)、軸承(64)、第一立柱(71)、滾珠絲杠(86)、滾珠絲杠螺母(82)、蝸輪(87)、升降架(81)、蝸輪鎖緊螺母(88)、立柱軸承座(89)、軸承(74)、軸承(94)，第一立柱(71)固定在基座(3)上，在立柱(71)的內(nèi)部固定有導(dǎo)軌、中心軸線上有一個(gè)滾珠絲杠(86)，滾珠絲杠(86)上部固定有一個(gè)蝸輪(87)、中部裝有一個(gè)隨滾珠絲杠(86)運(yùn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠螺母(82)，滾珠絲杠螺母(82)固定在升降架(81)上從而帶動(dòng)升降架(81)沿導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，測(cè)量、反饋高度信號(hào)的第一激光位敏傳感器(99)固定在升降架(81)上，蝸桿軸(60)軸線水平穿過第一立柱(71)和蝸輪(87)在第一立柱(71)內(nèi)部嚙合；軸承套(66)和凹槽(7103)的徑向配合為間隙配合，調(diào)整軸承套(66)相對(duì)凹槽(7103)的軸向和徑向位置可調(diào)整蝸桿軸(60)和蝸輪(87)的嚙合位置和嚙合間隙；伺服電機(jī)(57)和蝸桿軸(60)傳動(dòng)聯(lián)軸器為彈性管聯(lián)軸器；第一立柱(71)上固定有能拆卸的燕尾型凹槽導(dǎo)軌(7107)和矩形凹槽導(dǎo)軌(7108)，升降架(81)的燕尾導(dǎo)軌(85)和燕尾型凹槽導(dǎo)軌(7107)、矩形導(dǎo)軌(101)和調(diào)整墊片(80)及矩形凹槽導(dǎo)軌(7108)構(gòu)成燕尾-矩形組合式導(dǎo)軌；升降架(81)上加工有一個(gè)凹槽(8101)，滾珠絲杠螺母(82)嵌入到凹槽(8101)內(nèi)；所述Z向升降工作臺(tái)裝置B包括滑動(dòng)支座(104)、齒條(108)、升降箱體(110)、軸承(116)、軸承(118)、齒輪軸(117)、制動(dòng)架(119)、制動(dòng)棘輪副(120)、滑動(dòng)套(121)、頂緊彈簧(122)、導(dǎo)向鍵(123)、制動(dòng)軸(124)、第二立柱(127)，滑動(dòng)支座(104)對(duì)稱固定在基座(3)的Y運(yùn)動(dòng)方向中心軸線上兩側(cè)，第二立柱(127)的下方加工有雙燕尾導(dǎo)軌，滑動(dòng)支座(104)的上方加工有雙燕尾槽導(dǎo)軌，第二立柱(127)沿導(dǎo)軌在滑動(dòng)支座(104)上Y方向移動(dòng)，立柱(127)的側(cè)面加工有雙燕尾導(dǎo)軌并固定有齒條(108)和透射光柵尺(132)的固定架，升降箱體(110)上加工有燕尾槽型導(dǎo)軌并固定有透射光柵尺(132)的滑動(dòng)架，升降箱體(110)沿立柱(127)導(dǎo)軌上下移動(dòng)，齒輪軸(117)的兩端水平穿過升降箱體(110)在升降箱體(110)內(nèi)部和齒條(108)嚙合，齒輪軸(117)的一端聯(lián)結(jié)制動(dòng)機(jī)構(gòu)，升降箱體(110)上固定有測(cè)量直徑信號(hào)的第二激光位敏傳感器(112)；滑動(dòng)支座(104)上固定有調(diào)整螺栓(106)、聯(lián)結(jié)板(105)和緊固螺栓(129)組成的調(diào)整機(jī)構(gòu)用來水平調(diào)整Z向升降工作臺(tái)裝置B的水平位置；齒條(108)和齒輪軸(117)為一對(duì)嚙合的斜齒輪副；第二立柱(127)上的燕尾導(dǎo)軌(1272)卡到升降箱體(110)上燕尾凹槽導(dǎo)軌(1101)內(nèi)，調(diào)整板(130)調(diào)整導(dǎo)軌(1272)和(1101)之間的裝配間隙；上述的制動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)套(121)和齒輪軸(117)的其中一端都帶有棘輪齒，兩者組成相互嚙合的棘輪副(120)，壓縮彈簧(122)裝到空腔(1171)內(nèi)和制動(dòng)軸(124)一起控制滑動(dòng)套(121)和齒輪軸(117)的嚙合，滑動(dòng)套(121)上有一個(gè)凹槽(1211)，導(dǎo)向鍵(123)一端卡在凹槽(1211)內(nèi)另一端卡在導(dǎo)向槽(1191)的鍵槽內(nèi)；所述位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元主要包括測(cè)量和反饋高度信號(hào)的第一激光位敏傳感器(99)、測(cè)量直徑信號(hào)的激光位敏傳感器(112)、測(cè)量Z向升降工作臺(tái)裝置B升降高度的投射光柵尺(132)、光柵信號(hào)處理電路、步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路、激光位敏傳感器信號(hào)處理電路；第一激光位敏傳感器(99)、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路，第一激光位敏傳感器(99)采集到紙杯或其他待測(cè)件的高度信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換把高度信息傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；第二激光位敏傳感器(112)、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)組成測(cè)量直徑信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路，第二激光位敏傳感器(112)采集到的紙杯或其他待測(cè)件的直徑信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換把測(cè)得直徑信息傳送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；單片機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、集成化恒流斬波驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)(57)組成步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路，單片機(jī)把收集到的紙杯或其他待測(cè)件的高度信號(hào)和指令信息進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理發(fā)送步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制指令，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制指令信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換變成模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)集成化恒流斬波驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)(57)的轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路和測(cè)量和反饋高度信號(hào)的激光位敏傳感器信號(hào)處理電路組成可用來自動(dòng)掃描高度基準(zhǔn)零位、自動(dòng)掃描測(cè)量Z軸方向待測(cè)件高度尺寸的全閉環(huán)控制回路；透射光柵尺(132)、光電隔離電路、信號(hào)整形倍頻鑒相細(xì)分電路、計(jì)數(shù)器、單片機(jī)組成光柵信號(hào)處理電路，透射光柵尺(132)把采集到的光信號(hào)經(jīng)過光電隔離把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)在經(jīng)過信號(hào)整形倍頻鑒相細(xì)分提高信號(hào)的分辨率，高分辨率的信號(hào)在經(jīng)過計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī)，用來處理、顯示錐度測(cè)量時(shí)所需的相鄰兩個(gè)測(cè)量面的直徑和距離信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，X-Y工作臺(tái)導(dǎo)軌型式為球面滾動(dòng)軸承-V型導(dǎo)軌副和球面滾動(dòng)軸承-平面導(dǎo)軌副選用滾柱軸承-平面導(dǎo)軌副和滾柱軸承-V型導(dǎo)軌副代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主動(dòng)齒輪(29)和從動(dòng)齒輪(32)為一對(duì)嚙合的精密斜傘齒輪副，其法向齒廓線可為漸開線、圓弧等型式用蝸桿、蝸輪嚙合等結(jié)構(gòu)來代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸承壓蓋(24)、摩擦片(2501)、彈簧(2502)和彈簧(2503)組合成的微型制動(dòng)機(jī)構(gòu)采用螺栓頂緊裝置代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，Z向升降工作臺(tái)裝置A的升降架(81)上的雙燕尾導(dǎo)軌(85)和固定在第一立柱(71)上的燕尾槽導(dǎo)軌(7107)、矩形導(dǎo)軌副(101)和調(diào)整墊(80)及矩形凹槽導(dǎo)軌副(7108)組合成的燕尾-矩形組合式導(dǎo)軌用雙燕尾導(dǎo)軌、雙圓柱形導(dǎo)軌代替。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，Z向升降工作臺(tái)裝置A的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)(57)和蝸桿軸(60)之間用彈性管聯(lián)軸器(59)相聯(lián)，該聯(lián)軸器采用十字滑塊聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、金屬膜片聯(lián)軸器、波紋管聯(lián)軸器之一代替。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，Z向升降工作臺(tái)裝置B的滑動(dòng)支座(104)和立柱(127)構(gòu)成的雙燕尾導(dǎo)軌及Z向升降工作臺(tái)裝置B的第二立柱(127)和升降箱體(110)之間的雙燕尾導(dǎo)軌采用燕尾-矩形組合式導(dǎo)軌代替。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于，Z向升降工作臺(tái)裝置B的升降箱體(110)的制動(dòng)采用由滑動(dòng)套(121)和齒輪軸(117)上的棘輪等部件構(gòu)成的棘輪副(120)采用摩擦輪逆止結(jié)構(gòu)、螺栓或螺旋頂緊機(jī)構(gòu)代替。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙杯測(cè)量?jī)x，其特征在于位置檢測(cè)傳感器(132)為投射光柵尺采用磁尺代替。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測(cè)量紙杯幾何尺寸及公差的非接觸式測(cè)量?jī)x器。目前接觸式測(cè)量易變形、不準(zhǔn)確且效率低。其特征在于包括幾何對(duì)中瞄準(zhǔn)和伺服驅(qū)動(dòng)單元、位置檢測(cè)和信號(hào)采集處理單元，前者包括實(shí)現(xiàn)X、Y方向大范圍運(yùn)動(dòng)的X－Y工作臺(tái)裝置、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝置、實(shí)現(xiàn)X、Y方向微調(diào)整的X－Y彈性微動(dòng)工作臺(tái)裝置、實(shí)現(xiàn)Z軸方向升降Z向升降工作臺(tái)裝置A和兩個(gè)實(shí)現(xiàn)Z軸及水平方向調(diào)整的Z向升降工作臺(tái)裝置B；后者包括一個(gè)第一激光位敏傳感器、兩個(gè)第二激光位敏傳感器、兩個(gè)透射光柵尺，及測(cè)量和反饋高度信號(hào)處理電路和步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)處理電路組成的閉環(huán)控制電路、直徑信號(hào)處理電路、光柵信號(hào)處理電路。精度高、效率高，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程和數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G01B11/02GK1693842SQ20051007528
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者吳斌, 王慶鋒, 何存富, 李偉, 石照耀 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)