[发明专利]周视多自由度定位刀具角度测量显微镜

说明书

技术领域：本发明涉及实用光学技术，特别适用于不易移动大型刀具和工件的空间角度测量。

现有技术：目前，机械刀具角度测量主要使用万能工具显微镜或投影仪，万能工具显微镜是由机身、纵向导轨及行走机构、横向导轨及行走机构、垂直向导轨及升降机构、刀具安装台的绕横向轴旋转机构、绕纵向轴旋转机构、绕垂直向旋转机构以及显微镜组成。这三个平动机构、三个旋转机构共有六个自由度，这六个自由度可以附着在刀具安装台上，也可以附着在显微镜上，设置具有互换性，只需满足六个自由度便可。其纵向行程为0-200mm，横向行程为0-100mm，它对刀具和工件仅能采用传统的从单一方向进行角度测量的方法。大型投影仪也同样存在只能从单一方向进行测量，而且各个测量基准面定位难以及各测量基准面之间关系难以确定故测量精度不高。尤其大型刀具直径达2米，重量达2百公斤以上则无法空间基准面定位和刀具角度测量，更无法根据国际标准ISO3002-I-82(切削和磨削的基本参量。第一部分：切削刀具有效部分的几何参数一般术语，基本系统，刀具和工作角度。断屑槽。)和我国标准GB/T12204-90(金属刀具基本术语)、GB/T14897-94(木工刀具基本术语)等标准中规定的刀具静止参考系与各个基准面，即：基面Pr，切削平面Ps，正交平面Po和法平面Pn等八个空间测量基准面上对大型刀具的主切削刃或副切削刃上选定点的各个刀具角度进行测量。

发明内容：本发明的目的在于克服上述缺陷。从显微镜光学结构和测试方法上作手克服上述缺陷，提供一种具有第七自由度，并实现方便、快捷对任一测量空间基准面高精度定位、准确对准和进行角度测量的检测手段。

本发明的方案：周视多自由度定位刀具角度测量显微镜在多自由度定位刀具角度测量显微镜的测量头(14)上物镜(5)部位的镜筒(1)前端套装接长镜筒(4)为间隙配合，在接长镜筒(4)前端面中心有光孔，且设有垂直于光学轴线的移动导轨，并在前端面沿圆柱面伸出垂直于移动导轨方向的月牙形凸台，在月牙形凸台上方圆柱面中央有平行移动导轨的孔与调整螺母(7)间隙配合，并在孔的侧面设有顶丝孔，孔上安装顶丝(15)固定调整螺母(7)；带有分划刻线的反射镜安装在直角三角形支架(6)内槽内，用压盖(8)和螺钉(9)将反射镜(10)固定，反射镜(10)可为平面反射镜、球面反射镜、非球面反射镜或组合，但必须满足反射镜最初入射光轴与最终出射光轴互相垂直并在同一平面内，支架(6)两垂直直角平面的中心均设有光孔，光孔轴线相互垂直且相交，并在光孔内可见反射镜(10)上刻线，在支架(6)外侧其一直角平面上设有移动导轨并垂直支架(6)的直角棱边，它与接长镜筒(4)前端移动导轨配合连接，且光孔相通，在支架(6)的斜面与带有导轨的直角平面的棱边中点处设有伸出并平行支架(6)上移动导轨的固定螺杆，与接长镜筒(4)月牙形凸台上调整螺母(7)配合；旋转调整螺母(7)支架(6)可作垂直反射镜(10)最终出射光轴移动，且最终出射光轴与显微镜镜筒(1)光学轴线为同一光学轴线；在镜筒(1)和接长镜筒(4)上分别套装第一导向支架(11)和第二导向支架(13)均为间隙配合，并用第一锁紧螺钉(2)和第二锁紧螺钉(3)分别固定，导向支架上均设有平行光学轴线导向孔，在两导向孔间贯穿导向轴(12)，在镜筒上第二导向支架(13)的导向孔与导向轴(12)为过盈配合，在接长镜筒(4)上第一导向支架(11)的导向孔与导向轴(12)为间隙配合，接长镜筒(4)可在镜筒(1)和导向轴(12)上作平行光学轴线伸缩移动，当接长镜筒(4)上导向支架的第二锁紧螺钉(3)松开后接长镜筒(4)上反射镜(10)可在垂直光学轴线的平面上作绕光学轴线旋转。

本发明的优点在于：第一：在多自由度定位刀具角度测量显微镜的测量头上物镜部位的镜筒前端套装上带有分划刻线的反射镜(10)的接长镜筒(4)，并可绕光学轴线旋转实现转折显微镜光路，从单一方向光路变为周视，增加第七自由度，同时解决大型刀具换位和旋转的难点，为简单快捷测试提供先决条件。

第二：显微镜光学系统中目镜、物镜和镜筒不改变情况下则物距不会改变。接长镜筒沿导向轴和镜筒伸出，即沿光学轴线移动使反射镜(10)分划刻线与物镜间距离等于物距时，在目镜上可清晰看到反射镜(10)上分划刻线，当接长镜筒再退回到反射镜(10)与物镜间最近距离后又恢复显微镜周视的功能。从而达到一块反射镜(10)同时起到反射镜和分划板两种光学元件的功能，达到简化光学结构的作用。