表面波纹度、粗糙度在线测量仪制造技术

本发明专利技术公开了一种表面波纹度、粗糙度在线测量仪，包括测头和驱动装置，其中，所述测头为共焦位移计测头，所述驱动装置为音圈电机，所述共焦位移计通过音圈电机的驱动台驱动；还包括连接板，所述连接板将共焦位移计、音圈电机安装在生产加工设备检测工位的上面。本发明专利技术提供的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，非接触式测量，不会对样品表面带来划伤，并且可以测量柔软或湿润样品。音圈电机的移动速度快，测量一条波纹度仅需要1s以内就可以完成，可以实现高效的在线检测。整套装置小巧可以方便的集成到各种加工产线上。另外，音圈电机驱动台比传统的丝杠或直线导轨更稳定，可以降低扫描装置对测量数据的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量仪，尤其涉及一种测量电子、汽车等行业精密零部件表面的表面波纹度、粗糙度在线测量仪。
技术介绍
现有技术中，对于物体表面波纹度、粗糙度的测量需分别采用两种仪器，具体采用的仪器如下所述：波纹度检测使用的仪器为轮廓仪、圆柱仪/圆度仪，轮廓仪通过设置滤波波长来检测零件表面的微观不平度即表面粗糙度参数和波纹度，由于所开发软件的计算功能不同，不同型号、不同生产厂家的设备可以检测参数的数量不同，可以检测零件沿测头运行方向的表面粗糙度与波纹度。圆柱仪/圆度仪主要用来检测零件的形状误差，通过选取滤波器的滤波范围，可以检测圆形零件的表面波纹度。零件的波纹度对零件的在使用过程中的振动、产生的噪声、密封性能起着至关重要的影响，但目前对波纹度的参数检测方法不如表面粗糙度成熟，大多数零件只控制表面粗糙度，而为未对波纹度提出控制要求。随着我们对波纹度更深入的理解，检测波纹度的技术将更成熟，波纹度会成为衡量和判定零件质量、性能指标的一个重要参数。上述测量仪器存在以下缺点：1.现有波纹度检测技术都是采用轮廓仪或者圆柱仪等设备接触式的缓慢扫描，设备体积庞大，扫描效率非常低，无法实现高效的非接触在线检测。2.现有波纹度检测技术的测头采用传统的接触式测头，驱动装置采用丝杠导轨，在测量的过程中因为接触和丝杠导轨的抖动问题，造成波纹度测量数据不稳定。由于现有波纹度检测技术不够成熟，评价表面情况更多用表面粗糙度。现有技术中，粗糙度检测方法主要有以下几种：比较法。将表面粗糙度比较样块根据视觉和触觉与被测表面比较，判断被测表面粗糙度相当于那一数值，或测量其反射光强变化来评定表面粗糙度。样块是一套具有平面或圆柱表面的金属块，表面经磨、车、镗、铣、刨等切削加工，电铸或其他铸造工艺等加工而具有不同的表面粗糙度。有时可直接从工件中选出样品经过测量并评定合格后作为样块。触针法。利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，它能自动计算出轮廓算术平均偏差Rα，微观不平度十点高度RZ，轮廓最大高度Ry和其他多种评定参数，测量效率高，适用于测量Rα为0.025～6.3微米的表面粗糙度。光切法。光线通过狭缝后形成的光带投射到被测表面上，以它与被测表面的交线所形成的轮廓曲线来测量表面粗糙度。由光源射出的光经聚光镜、狭缝、物镜1后，以45°的倾斜角将狭缝投影到被测表面，形成被测表面的截面轮廓图形，然后通过物镜2将此图形放大后投射到分划板上。利用测微目镜和读数鼓轮先读出h值，计算后得到H值。应用此法的表面粗糙度测量工具称为光切显微镜。它适用于测量RZ和Ry为0.8～100微米的表面粗糙度。干涉法。利用光波干涉原理将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高(可达500倍)的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。这种方法适用于测量Rz和Ry为0.025～0.8微米的表面粗糙度。利用样块根据视觉和触觉评定表面粗糙度的方法虽然简便，但会受到主观因素影响，通常不能得出正确的表面粗糙度数值。例如，触针法有以下缺陷：1、有一定测量范围局限性，比视觉发涵盖的量程要小；2、触针针尖作用于被测表面，接触力约为几毫牛到几十毫牛，而且随高度变化很大，这会划伤被测表面特别是松软的表面，所以触针法不适合软质材料表面的测量；3、由于针尖半径的限制，无法测量出超精密表面测量所关心的轮廓中的高频部分，因而机械触针法不适合超精密表面粗糙度的测量，一般只用于表面粗糙度在亚微米量级及更大的表面。光切法适用范围有局限性且需要人工取点，测量效率低。干涉法同样具有一定测量范围局限性，测量精度高，但是量程范围最小。综上所述，针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种表面波纹度、粗糙度在线测量仪，不仅解决了现有技术中存在的问题，而且整合为一台仪器，既能波纹度测量，又能粗糙度测量，且测量精度更高。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其中：包括测头和驱动装置，其中，所述测头为共焦位移计测头，所述驱动装置为音圈电机，所述共焦位移计测头通过音圈电机的驱动台驱动。上述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其中，还包括连接板，所述连接板将共焦位移计、音圈电机安装在生产加工设备检测工位的上面。上述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其中，还包括共焦位移计控制器和二次仪表，所述共焦位移计控制器与共焦位移计测头通过共焦位移计光纤相互连接，所述共焦位移计控制器与二次仪表通过共焦位移计光纤相互连接。一种应用上述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪测量表面波纹度的测量方法，具体为：当样品移动到共焦位移计测头下面时，给共焦位移计控制器测量信号，音圈电机驱动台带动共焦位移计测头按照预设步长和扫描长度进行2D轮廓扫描，共焦位移计测头测量的每个高度值与音圈电机驱动台扫描过程中的每个位置值一一对应；二次仪表将此两数值一一对应绘制出被扫描物体的表面二维轮廓曲线，然后通过表面波纹度计算公式，计算出表面波纹度数值。音圈电机设置1um以上的间隔步长，音圈电机驱动台每移动一个步长给共焦位移计控制器一个触发信号，共焦位移计每接到一个触发信号，共焦位移计反馈一个当时位置的高度值。一种应用上述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪测量粗糙度的测量方法，具体为：当样品移动到共焦位移计测头下面时，使用音圈电机驱动台带动共焦位移计测头进行高度方向数据扫描测量，将音圈电机驱动台的移动坐标，按照预设的固定间距对应每个共焦位移计测量的高度值，在二次仪表上将此两数值一一对应绘制出被扫描物体的表面二维轮廓曲线，二次仪表通过表面粗糙度计算公式，计算出表面粗糙度数值。当样品移动到共焦位移计测头下面时，给共焦位移计控制器测量信号，音圈电机驱动台带动共焦位移计测头按照预设步长和扫描长度进行2D轮廓扫描；音圈电机设置1um以上的间隔步长，音圈电机驱动台每移动一个步长给共焦位移计的控制器一个触发信号，共焦位移计每接到一个触发信号，共焦位移计反馈一个当时位置的高度值。本专利技术提供的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，应用于表面波纹度的测量，具有如下效果：1、非接触式测量，不会对样品表面带来划伤，并且可以测量柔软或湿润样品。2、音圈电机的移动速度快，可以达到50mm/s以上的速度，测量一条波纹度仅需要1s以内就可以完成，可以实现高效的在线检测。3、整套装置小巧可以方便的集成到各种加工产线上实现高精度的表面轮廓度在线测量。4、音圈电机滑台比传统的丝杠或直线导轨更稳定，可以降低扫描装置对测量数据的影响。本专利技术提供的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，应用于粗糙度的测量，具有如下效果：1、共焦位移传感器量程从150um到12mm，可以测量粗糙度RA0.012微米到RA6mm，测量量程范围超过现有各种技术。2、音圈电机作为一种特殊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其特征在于：包括测头和驱动装置，其中，所述测头为共焦位移计测头，所述驱动装置为音圈电机，所述共焦位移计通过音圈电机驱动。

【技术特征摘要】
1.一种表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其特征在于：包括测头和驱动装置，其中，所述测头为共焦位移计测头，所述驱动装置为音圈电机，所述共焦位移计通过音圈电机驱动。2.如权利要求1所述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其特征在于：还包括连接板，所述连接板将共焦位移计、音圈电机安装在生产加工设备检测工位的上面。3.如权利要求2所述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪，其特征在于：还包括共焦位移计控制器和二次仪表，所述共焦位移计控制器与共焦位移计测头通过共焦位移计光纤相互连接，所述共焦位移计控制器与二次仪表通过共焦位移计光纤相互连接。4.一种应用如权利要求3所述的表面波纹度、粗糙度在线测量仪测量表面波纹度的测量方法，其特征在于：当样品移动到共焦位移计测头下面时，给共焦位移计控制器测量信号，音圈电机驱动台带动共焦位移计测头按照预设步长和扫描长度进行2D轮廓扫描，共焦位移计测头测量的每个高度值与音圈电机驱动台扫描过程中的每个位置值一一对应；二次仪表将此两数值一一对应绘制出被扫描物体的表面二维轮廓曲线，然后通过表面波纹度计算公式，计算出表面波纹度数值。5.如权利要求4所述的应用表面波...

【专利技术属性】
技术研发人员：时博洋，
申请(专利权)人：上海思信科学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31