[发明专利]一种微小零件平面度精密测量装置

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的一种微小零件平面度测量装置，其特征在于：立柱（11）的顶端和X轴动板（29）之间设置有X轴复位弹簧（28）；杆件（26）与X轴动板（29）之间设置有Y轴复位弹簧（30）；所述微分头（18、19）固定在微分头固定座（16）上，通过钢丝（17、34）和轴承（20、35、36）与相应的X轴动板（29）、杆件（26）相连接，调整微分头（18、19）通过钢丝（17）（34）分别驱动X轴、Y轴导向机构，从而带动测针（9）在工件表面沿着X和Y方向运动；微分头（18）和（19）按照一定的步长手动进给，在每个测量点读取位移显示器的数值；进给装置采用钢丝（17，34）牵引驱动，而不采用电机驱动，可以明显降低振动干扰，有利于提高测量精度。

3.根据权利要求1所述的一种微小零件平面度测量装置，其特征在于：导向机构利用X轴方向与Y轴方向两组柔性机构来实现测针（9）测量时在X轴方向与Y轴方向的移动。

4.根据权利要求1所述的一种微小零件平面度测量装置，其特征在于：通过测杆调节螺钉（12）来粗调测杆（10）的固定位置，来实现测针（9）与工件（8）的距离，然后通过四自由度调节平台（4）实现精调，使被测工件（8）平行于XOY平面。