[实用新型]一种扫描式测头测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种扫描式测头测量装置，适用于微位移量测量以及二维微小尺寸测量，属于精密测量领域。 

背景技术

测头是坐标测量机的关键部件，其性能直接影响着坐标测量的测量精度和工作效率。扫描式测头又称线性测头，与触发式测头不同的是，当测头测针接触到被测工件后，不仅发出瞄准信号，还要给出测端的微位移，即同时具有瞄准和测微的功能。该类测头的技术关键是能否提供一种无摩擦、无回程误差、灵敏度高的微导轨系统。扫描式测头的输出量与测针的偏移量成正比关系，同时具有空间坐标点的位置探测以及曲线和曲面扫描的功能。 

作为一种精度高、功能强、适应性广的测头，扫描式测头的应用十分的广泛，特别是在一些高精密的测量仪器或者对于采样点密集程度要求很高的测量领域。各大坐标测量机和精密量仪生产厂家都推出了典型的扫描式测头。RENISHAW生产的高性能扫描测头使用光学的方法测量测头探针端部的精确位置，价格昂贵。德国Zeiss、德国Leitz、瑞士Mecartex以及国内的哈尔滨量具刃具集团有限公司目前生产的扫描式测头装置多采用电感传感器，存在电子零位误差。 

扫描式测头装置通常采用滑块或者弹簧等作为导向机构，结构复杂，同时还需要专门的复位或者重力平衡装置。平行簧片作为导向机构，在克服摩擦和自动复位方面体现了优势。目前采用平行簧片作为导向机构的扫描式测头多为一维测头，实现多维测量的导向机构则均采用楼式结构，仅能竖直安装，在水平测量时需要更换成专用测针，同时测头还需要弹簧作为重力平衡机构。 

发明内容

本发明的目的在于：克服现有的扫描式测头传感器精度低、受摩擦力影响、结构较复杂、测量速度慢的缺点，提出了一种使用光栅位移传感器和双平行簧片结构作为导向机构的扫描式测头测量装置，适合水平安装进行尺寸测量。 

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案： 

一种扫描式测头测量装置，采用以下方案： 

一种扫描式测头测量装置，其包括有机械测头部分和光栅信号处理部分；在所述的机械侧头部分中包括有两层平行簧片结构组；所述的两层平行簧片结构相互垂直；与测头外壳2相连有测头Y轴固定端25，Y轴固定端25固接有Y轴光栅读数头23；转接板22呈L形，其一支端连接有X轴光栅读数头18，另一支端上固定有Y轴光栅尺27,X轴光栅读数头18与Y轴光栅尺27的位置相互垂直；所述的Y轴光栅读数头23正对Y轴光栅尺27；两块侧板24分别通过弹性簧片16与Y轴固定端25和转接板22相连，两块侧板24分别位于所述Y轴光栅尺27的两侧且相互平行； 

X轴移动端19上固接有X轴光栅尺17，X轴光栅尺17正对着X轴光栅读数头18；两块侧板24通过弹性簧片16与X轴移动端19和转接板22的一个支端相连，两块侧板24分别位于X轴光栅尺17的两侧并相互平行；测针3固定于X轴移动端19上；所述的X轴光栅读数头18与Y轴光栅读数头23相互垂直； 

由X轴光栅读数头18和Y轴光栅读数头23分别引出光栅线缆7，光栅线缆7接入光栅信号处理部分的光栅信号接口15。 

所述的Y轴固定端25与Y轴光栅读数头23通过连接杆26和读数头连接件21连接；所述的转接板22一支端与X轴光栅读数头18通过连接杆26和读数头连接件21连接。 

在侧板24上连接有限位挡板28，限位挡板28上设计有便于锁紧螺钉1伸入实现锁紧功能的螺孔；移动端19上设计有与限位挡板28上的螺孔相配合的螺孔；需要锁紧时，锁紧螺钉1从移动端19上的预留孔伸入与限位挡板28上的螺孔配合，实现锁紧功能；读数头连接件21与限位挡板28之间设计有起到限位和缓冲的作用的限位缓冲部件20。 

光栅信号处理部分包括光栅信号接口、电源模块、放大整形电路、FPGA模块、DSP模块、ISA接口模块、串口模块；用于接收三路光栅信号的光栅信号接口连接至光栅位移传感器的输出端，再与将输入信号做放大整形处理的放大整形电路连接，放大整形电路的输出端与做四倍频变相细分的处理的FPGA模块相连，FPGA模块再与可以做数据转换和处理的DSP模块的数据总线连接，DSP模块与串口模块相连，同时FPGA模块还与ISA接口相连；电源转换模块11输入端与ISA接口连接，输入所需电压，同时输出端与DSP模块10以及FPGA模块12连接，给芯片提供所需电压；程序下载接口13与DSP模块10以及FPGA模块12连接,给芯片下 载相应的程序。 

这个技术方案有以下有益效果：