接触式直径自动测量仪制造技术

本实用新型专利技术为一种接触式直径自动测量仪，它有底座框架、丝杆、光轴和步进电机，步进电机安装在底座框架上，丝杆上装有滑块，滑块上有限位开关支承架，限位开关支承架上装有上限位开关和下限位开关，丝杆上端安装在丝杆挡板上，下端通过联轴器与步进电机连接传动，丝杆挡板与底座框架间有光轴固件和光轴，滑块上装有滚轮在光轴上滚动，丝杆挡板上装有零点挡板，底座框架上有放置被测工件的支承架，步进电机与单片机和驱动器间有电连接，支承架为一对有拱形刃口的凹卡，置于有燕尾滑槽结构的支承底座上。本实用新型专利技术体积小、重量轻、精度高、结构简单、操作方便等特点，适合学校或材料力学实验室人员对工件直径的快速测量。

【技术实现步骤摘要】
接触式直径自动测量仪
本技术涉及一种测量仪器，具体是一种接触式直径自动测量仪。
技术介绍
目前，圆柱体直径测量的方法分为接触式测量和非接触式测量两类。其中，接触法测量主要有尺寸规划法、坐标测量机测量法、电接触法等，非接触法主要有光学测量法和气动测量方法等。1、尺寸规划法尺寸规划法通俗来讲就是尺规测量，常见的是应用科学实验室常用的刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等测量工具。这一测量方法也是众多方法之中最常见、最普通的。以游标卡尺为例，它的测量精度一般可达到0.01mm，但非专业人士测量可能会造成读数困难的麻烦，其方法是首先需要调零，将可移动测量抓推至固定测量抓一侧，两抓接触时调零，将可移动测量抓与固定测量抓分开，中间放置被测工件后再将两抓合拢，直至两抓同时接触到被测物时读出示数。数显游标卡尺的核心是容栅机构，容栅机构是一种独特的测长传感器。其主要(核心)部分是容栅传感器。容栅传感器与游标卡尺相对应，可移动测量抓上安装容栅传感器的动尺，固定测量抓上安装容栅传感器的定尺。两者之间为电容耦合，在可移动测量抓上设置发射电极，固定测量抓上设置接收电极。发射电极可以将多个相位不同的交流信号发射给接收电极。从而转换成数字信息。达到数显测量的目的。2、坐标测量机测量法坐标测量机（CoordinateMeasuringMachine，简称CMM）是最有代表性的坐标测量仪器。坐标测量机的工作原理就是通过建立一个坐标系，然后将被测工件表面的测量点对应的投射到建立好的坐标系中，就能构建出所测工件的空间模型。有了工件的空间模型，坐标测量机就可以计算出所需的几何参数。坐标测量机当前存在的问题有对环境要求比较严格；坐标测量机的导轨加工精度很高，并且与气浮轴承的配合间隙很小，必须保证导轨上面没有灰尘或其它杂质，否则就容易造成气浮轴承和导轨划伤；而且它的制作工艺非常复杂，制作成本也相对较高。3、电接触法直观理解就是被测工件只能作为导体，两侧通电测量体接触导通时得出测量值。电接触法测量工作原理是，被测工件为可导电的圆柱体，夹持完毕后，两侧的通电接触片开始向中心运动，当接触到被测瞬间，两端导通，从而得出相应示数，同时，两端接触片恢复到初始位置。4、光学测量法光学测量法拥有非接触、快速、精度高等优点。其测量方式有工业电视，图像传感器，激光束扫描等。5、气动测量法气动测量法就是应用空气的流量和压力来对工件尺寸进行测量，气动量仪就是应用此方法进行测量。气动量仪利用了空气流量和压力均与间隙的大小成比例关系，同时对应的压力和流量之间成反比例关系这一物理原理。它是一种非接触式的且测量精度相对较高的测量仪器，它的优势在于它的测量精度极高，可以达到0.005英寸，当测量小公差时，气动量仪的测量分辨率更是可以达到0.000002英寸(0.05μm)。此外，气动量仪还可以测量各种硬度低、光洁度高、薄板或者其他特殊材料的零件。光学测量法与气动测量法共同存在的问题是制造成本相对较高、制造工艺比较复杂、维修成本较高，制造昂贵。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提出一种接触式直径自动测量仪，这种测量仪的特点是体积小、重量轻、精度高、结构简单、操作方便等特点，适合学校或材料力学实验室人员对工件直径的快速测量。本技术的这种接触式直径自动测量仪，它有底座框架、丝杆、光轴和步进电机，其特征在于步进电机安装在底座框架上，丝杆上装有滑块，滑块上有限位开关支承架，限位开关支承架上装有上限位开关和下限位开关，丝杆上端安装在丝杆挡板上，下端通过联轴器与步进电机连接传动，丝杆挡板与底座框架间有光轴固件和光轴，滑块上装有滚轮在光轴上滚动，丝杆挡板上装有零点挡板，底座框架上有放置被测工件的支承架，步进电机与单片机和驱动器间有电连接。所述支承架为一对有拱形刃口的凹卡，置于有燕尾滑槽结构的支承底座上，燕尾槽开在上支承座上，燕尾榫开在下支承座上。所述光轴为两根，与丝杆平行安装，滑块上每侧有两个滚轮在光轴上滚轮，以保持滑块上下移动的平衡性。滑块上有与丝杆配合的螺母。单片机为STC单片机，驱动器为A4988驱动器。底座框架上装有与单片机连接的控制开关和显示器。所述下限位开关与工件接触点为向下凸出的水平刃口线，以方便测量变径工件的直径。光轴固定件为4020型铝材。本技术的工作原理如下：本技术的这种测量仪控制核心为STC单片机和A4988驱动器，配合42步进电机，由12V电源驱动，从而带动丝杠转动，使与丝杠配合的滑块上下移动。采用上下限位开关作为接触信号反馈装置，通过限位开关支承架与滑块连接。通过单片机程序控制，使上限位开关接触到零点触碰板时程序清零，且滑块下移，直至下限位开关接触到被测工件，再通过程序转化便可换算出结果（读数）显示在显示板上。为了使滑块更稳固，在滑块上安装滚轮配合光轴，让滑块沿光轴移动。此外，这种测量仪还有轴承支座、4020型方铝轨道光轴固件、被测工件支承座、联轴器等配件作为辅助装置。本技术体积小、重量轻、精度高、结构简单、操作方便等特点，适合学校或材料力学实验室人员对工件直径的快速测量。附图说明图1是本技术的立体图。图2是本技术主视图。图3是左视图（局部剖视）。图4是俯视图（局部剖视）。图5是滚轮与其滚轮杆和滚轮轴套集成立体图。图6是滑块立体图。图7是控制开关示意图。图8是本技术工作原理示意图。图1-7中，各零部件的标号如下：1-底座框架；2-下支承座；3-上支承座；4-支撑架；5-下限位开关；6-限位开关支承架；7-零点挡板；8-丝杆挡板；9-光轴固件；10-光轴；11-丝杆；12-滑块；13-螺母；14-滚轮；15-滚轮套筒；16-滚轮杆；17-联轴器；18-电机挡板；19-步进电机；20-控制开关；21-显示器；22-上限位开关。20-1---启动按键；20-2---停止按键；20-3---下移按键；20-4---上移按键。具体实施方式下面结合附图和实例进一步说明本技术。如图1-8所示。底座框架1用不锈钢方框型材焊接而成，其中一端形成一个坑形安装步进电机19，并用电机挡板18隔开，丝杆11的下端通过联轴器17与步进电机轴连接传动，上端通过轴承等配件安装在丝杆挡板8上，丝杆挡板固定在光轴固件9上，光轴固件为4020型方铝型材，下端固定在底座框架上。光轴固件两侧各固定一根光轴10作为滚轮14的导轨。丝杆上移动的滑块通过自身上的螺纹道，也就是螺母13配合安装。四个滚轮通过滚轮套筒15和滚轮杆16安装在滑块上。限位开关支承架6固定在滑块上，并将上限位开关22和下限位开关5安装在限位开关支承架的上侧和下侧，使之分别能够与固定于丝杆挡板上的零点挡板7和被测工件接触。支承架4是将被测工件固定于底座框架上的支架，针对圆柱形工件的特点将该支架做成一对拱形刃口槽，置于支承上座3的两端，保证测量时保持工件的轴线水平。对于变径工件，为保证轴线水平，可以增加一些垫片作为附件，必要时增减某端支承架的高度。如上所述，为保证下限位开关能与变径工件的有效接触，将该开关的接触点做成刃口线，这样就能方便地测到工件表面最凹处的直径。上限位开关、下限位开关、以及控制用的单片机、驱动器、控制开关和显示器等均为市售配件，如单片机采用STC单片机、驱动器为A4988驱动器。单片机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触式直径自动测量仪，它有底座框架、丝杆、光轴和步进电机，其特征在于步进电机安装在底座框架上，丝杆上装有滑块，滑块上有限位开关支承架，限位开关支承架上装有上限位开关和下限位开关，丝杆上端安装在丝杆挡板上，下端通过联轴器与步进电机连接传动，丝杆挡板与底座框架间有光轴固件和光轴，滑块上装有滚轮在光轴上滚动，丝杆挡板上装有零点挡板，底座框架上有放置被测工件的支承架，步进电机与单片机和驱动器间有电连接。

【技术特征摘要】
1.一种接触式直径自动测量仪，它有底座框架、丝杆、光轴和步进电机，其特征在于步进电机安装在底座框架上，丝杆上装有滑块，滑块上有限位开关支承架，限位开关支承架上装有上限位开关和下限位开关，丝杆上端安装在丝杆挡板上，下端通过联轴器与步进电机连接传动，丝杆挡板与底座框架间有光轴固件和光轴，滑块上装有滚轮在光轴上滚动，丝杆挡板上装有零点挡板，底座框架上有放置被测工件的支承架，步进电机与单片机和驱动器间有电连接。2.根据权利要求1所述接触式直径自动测量仪，其特征在于支承架为一对有拱形刃口的凹卡，置于有燕尾滑槽结构的支承底座上，燕尾槽开在上支承座上，燕尾榫开在下支承座上。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭德伟，董懿川，张文斌，李丽，张自红，江洁，俞利宾，闵洁，吴昊，毛慧珍，普亚松，王鸿钧，
申请(专利权)人：红河学院，
类型：新型
国别省市：云南,53