[发明专利]平面度自动测量机

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面度自动测量机，尤其涉及一种检测燃料电池电堆组件平面度的机器，属于机械自动化设计领域。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料气体与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。在能源紧张的今天，燃料电池以其效率高、废物排放少、无噪声、无振动、适应范围广等优点而受到广泛关注。在燃料电池中平板式固体氧化物燃料电池是应用前景最为广阔的燃料电池之一。平板式固体氧化物燃料电池组的组件平面度对于能量转化效率影响很大，所以需要对各组件进行平面度的测量。

燃料电池电堆组件包括单电池和连接板，板的厚度都在2mm左右，由于电池电堆是数十块单电池跟连接板的堆叠，所以当平面度不高时，组装后的电池电堆组件将产生很大的变形，对电池组的密封性也会产生很大影响，更重要的是将会对电池效率产生影响，平面度越低效率越低。因此，对于电池组组件平面度的控制，在电池制备过程中是至关重要的。

检测燃料电池电堆组件的平面度是检验该组件是否合格，是否可以参与构成电池电堆的必不可少的环节。目前，平面度测量都是人工完成的，实验员需要通过百分表来检测燃料电池组件的变形情况。操作人员需要将表架通过磁力座固定在工作平台上，每次测量时用手移动百分表，同时通过人工记录测量的数据，然后对测得的数据进行人工比对。这种操作方式费时费力，当需要检测的部件数量很大时，人工成本很大。

发明内容

本发明提供了一种平面度自动测量机，该测量机解决了背景技术中的不足，能够快速、自动、有效、准确地检测燃料电池电堆组件的平面度，同时，本发明提供的测量机还可用于检测其他较精密物件的平面度，其适用性广。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种平面度自动测量机，至少包括底座、支撑架、传动导向系统、夹具系统、测量系统和运动控制系统，底座水平放置于地面上，支撑架竖直固定于底座上，传动导向系统固定安装于底座上，其中传动导向系统包括两套滚珠丝杠，两滚珠丝杠分别固定安装在底座和支撑架上，两者均水平安装且两者之间相互垂直，其中安装于底座上的滚珠丝杠为X轴滚珠丝杠，安装于支撑架上的滚珠丝杠为Y轴滚珠丝杠；夹具系统包括平台底板和弹性夹紧机构，平台底板水平固定在X轴滚珠丝杠的滑块上，其中平台底板上至少设置有三处支承，且三处支承呈三角状分布，弹性夹紧机构安装于平台底板上，待测物放置于支承上，弹性夹紧机构和支承共同将待测物夹紧；所述的测量系统包括数显百分表、单片机A以及计算机，数显百分表安装于Y轴滚珠丝杠的滑块上，其测量头竖直朝下，且测量头与待测物的表面接触，数显百分表、单片机A以及计算机之间依次通过数据线连接，数显百分表所测得的数字经单片机A读取后发送至计算机显示并存储；所述的运动控制系统包括上位机、单片机B、驱动器、接近开关以及步进电机，所述步进电机设有两个，两步进电机通过联轴器分别与两滚珠丝杠连接，且带动滚珠丝杠运动，驱动器设有两个，两驱动器分别与两步进电机连接并驱动步进电机，单片机B与两驱动器连接，单片机B通过驱动器控制步进电机的运动，上位机与单片机B连接，接近开关与单片机B连接，且接近开关安装于平台底板上。

所述的滚珠丝杠至少包括支承座、直线导轨、滑块、滚珠丝杆螺母、滚珠丝杆、固定座以及手轮，滚珠丝杆安装在支承座及固定座之间，滚珠丝杆的顶端通过梅花联轴器与步进电机连接，手轮安装于步进电机上，与步进电机同轴安装。

X轴滚珠丝杠的型号为BK12和BF12，Y轴滚珠丝杠的型号为BK10和BF10。

平台底板设有三处支承，且三处支承中一处为固定支承，另两处为采用螺旋测微器的可调支承。

所述的弹性夹紧机构包括立柱、夹头以及弹性夹丝，所述的立柱竖立固定在平台底板上，夹头套在立柱上且与立柱之间间隙配合，夹头能够沿立柱滑动，弹性夹丝为高弹性高刚度的钢丝，弹性夹丝固定在夹头上。

所述的单片机A为STC12C5410AD单片机，单片机B为STC89C52单片机。

所述的步进电机为23HS2430步进电机和23HS6620步进电机，与23HS2430步进电机连接的驱动器为DM542驱动器，与23HS6620步进电机连接的驱动器为TB6560驱动器。

所述的上位机为计算机，与测量系统共用。