一种刀口形直尺工作棱边直线度检定用可旋转式夹持定位装置的研制
- 2023/6/13 11:36:19 15697
- 来源：中国计量 计量资讯速递
【仪表网 产业报道】刀口形直尺工作棱边直线度检定用可旋转式夹持定位装置的研制，解决了现有刀口形直尺工作棱边直线度检定时，需要人手对刀口形直尺进行扶持的问题，降低了检定过程中人为因素的影响。在确保研磨面平尺与刀口形直尺工作棱边平行度的同时，实现对刀口形直尺的有效夹持，以达到对刀口形直尺工作棱边直线度精确测量的目的。
一、整体结构
刀口形直尺工作棱边直线度检定用可旋转式夹持定位装置(见图1)，包括底板、定位座、研磨面平尺、研磨面平尺限位结构、调平机构、旋转驱动机构和夹持机构。
图1 刀口形直尺工作棱边直线度检定用夹持定位装置立体结构图
设置两个定位座竖直于底板上。
研磨面平尺设置在两个定位座之间，用于对刀口形直尺进行支撑。装置中的研磨面平尺采用500mm研磨面平尺作为标准器，工作面平面度不超过0.5μm。
研磨面平尺的底端通过研磨面平尺限位结构限位设置在调平机构上。调平机构用于调整研磨面平尺的平整度，包括通过至少三个调平旋钮设置在底板上的调平板，三个调平旋钮的设置使得调平板的调平更加平稳。
研磨面平尺限位结构包括连接设置在调平板顶端面上的两对研磨面平尺限位块。
旋转驱动机构包括驱动电机、第一驱动转盘以及第二驱动转盘。
驱动电机的固定端设置在右侧定位座上，且驱动轴端伸出右侧定位座，与右侧定位座轴承连接，且能够按JJG63-2007《刀口形直尺检定规程》的要求，带动刀口形直尺左右倾斜15°。装置中驱动电机采用57雷赛步进电机，能够有效控制旋转角度。
第一驱动转盘与驱动电机的驱动轴端固定连接。第一驱动转盘包括与驱动电机的驱动轴端固定连接的第一驱动轴，以及与第一驱动轴一体连接的第一转盘。
第二驱动转盘转动设置在左侧定位座上，并与第一驱动转盘同轴设置。第二驱动转盘包括与左侧定位座通过轴承转动连接的第二驱动轴，以及与第二驱动轴一体连接的第二转盘。
夹持机构通过旋转驱动机构可拆卸设置在定位座的相对侧壁顶端，用于对刀口形直尺进行左右夹持对中。
夹持机构包括两个气动夹爪，分别同水平线固定设置于第一驱动转盘和第二驱动转盘侧壁上。位于右侧的气动夹爪通过第一连接板与第一转盘相连接，位于左侧的气动夹爪通过第二连接板与第二转盘相连接。
气动夹爪为现有技术中常用的气动手指，包括气缸以及两个在气缸的动作下能够对中夹持的平行夹爪，平行夹爪即为夹爪端。气动夹爪通过气管与气源连接，气管上设置有电磁阀，通过控制电磁阀来控制给气动夹爪供气，进而实现夹爪端的打开和关闭。
同水平线相对应设置的两个气动夹爪的夹爪端之间分别可拆卸连接有夹持板，用于对刀口形直尺进行左右夹持对中。
夹持板的底端面与研磨面平尺的顶端面之间具有一定的间距，即夹持板与研磨面平尺之间留设有检测间隙，便于光线能够从此处照入。
底板上还设置有调平板限位结构，用于对调平板的侧壁进行限位并能够观察调平板是否调平。
调平板限位结构包括设置在底板上并与调平板侧壁相接触的调平板限位块，调平板限位块上开设有U形滑槽，内穿设有连接螺栓，连接螺栓与调平板连接且在调平过程中沿着U形滑槽上下移动。通过观察各调平板限位块上的连接螺栓位置是否处于同一直线上，能够判断出调平板是否调平。
二、操作说明
首先，需要对研磨面平尺进行调平。通过旋动调平旋钮来调节调平板的水平度。在调节过程中，调平板会带动连接螺栓沿着调平板限位块的U形滑槽上下移动，通过观察所有连接螺栓的位置是否处于同一直线上，即可判断出调平板是否调平。
当观察到所有连接螺栓的位置处于同一直线上时，将刀口形直尺放置在两夹持板之间的研磨面平尺上。而后，通过气动夹爪调节两夹持板之间的间距，将刀口形直尺进行牢固夹持对中。
最后，将光线照射至刀口形直尺工作棱边与研磨面平尺之间，通过驱动电机带动第一驱动转盘转动，进而带动夹持机构及夹持设置在夹持机构内的刀口形直尺转动，按JJG63-2007的要求，以刀口形直尺工作棱边为轴线，使被检定的刀口形直尺来回摆动15°。同时，仔细观察刀口形直尺工作棱边与研磨面平尺工作面之间的透光间隙大小。
三、结构特点
1.装置将研磨面平尺的底端通过研磨面平尺限位结构限位设置在调平机构上，并通过夹持机构对刀口形直尺进行有效的夹持定位，且能够通过旋转驱动机构带动刀口形直尺按JJG63-2007的要求进行摆动，使在进行刀口形直尺工作棱边的直线度检定过程中无须人手扶持，避免了人为因素的影响，大大提高了检定效率，在检定过程中不会出现抖动现象，能够有效保证研磨面平尺及刀口形直尺的平行度，提高了检定准确度。
2.装置通过三个调平旋钮将调平板设置在底板上，通过三点调平的方式有效保证调平板、研磨面平尺及刀口形直尺的平整度，保证了检定的准确度。
3.装置夹持板的底端面与研磨面平尺的顶端面之间具有一定的间距，即夹持板与研磨面平尺之间留设有检测间隙，便于光线能够从此处照入，实现检定目的。
4.装置两个夹持板能够分别通过两个气动夹爪实现夹持移动，进而对刀口形直尺进行有效夹持。
整体结构设计简洁、运行流畅，最大限度减少人为因素对检定结果的影响。
四、结束语
刀口形直尺工作棱边直线度检定用可旋转式夹持定位装置的设计，完全符合JJG63-2007的要求，检测过程模拟实际工作状态，操作方法与规程保持一致，测量结果与规程方法等效，具有很强的实用性。
注:廊坊市科学技术研究与发展计划项目，2021011034，刃口状测量面直线度全自动检测方法研究
本文刊发于《中国计量》杂志2022年第6期
作者：河北省计量监督检测研究院廊坊分院 刘渤 马天燕
北华航天工业学院 魏彩乔 康会峰
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