【儀表網(wǎng) 產(chǎn)業(yè)報道】刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用可旋轉(zhuǎn)式夾持定位裝置的研制，解決了現(xiàn)有刀口形直尺工作棱邊直線度檢定時，需要人手對刀口形直尺進(jìn)行扶持的問題，降低了檢定過程中人為因素的影響。在確保研磨面平尺與刀口形直尺工作棱邊平行度的同時，實現(xiàn)對刀口形直尺的有效夾持，以達(dá)到對刀口形直尺工作棱邊直線度精確測量的目的。
 

　　一、整體結(jié)構(gòu)
 

　　刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用可旋轉(zhuǎn)式夾持定位裝置(見圖1)，包括底板、定位座、研磨面平尺、研磨面平尺限位結(jié)構(gòu)、調(diào)平機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)和夾持機構(gòu)。
 

圖1  刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用夾持定位裝置立體結(jié)構(gòu)圖
 

　　設(shè)置兩個定位座豎直于底板上。
 

　　研磨面平尺設(shè)置在兩個定位座之間，用于對刀口形直尺進(jìn)行支撐。裝置中的研磨面平尺采用500mm研磨面平尺作為標(biāo)準(zhǔn)器，工作面平面度不超過0.5μm。
 

　　研磨面平尺的底端通過研磨面平尺限位結(jié)構(gòu)限位設(shè)置在調(diào)平機構(gòu)上。調(diào)平機構(gòu)用于調(diào)整研磨面平尺的平整度，包括通過至少三個調(diào)平旋鈕設(shè)置在底板上的調(diào)平板，三個調(diào)平旋鈕的設(shè)置使得調(diào)平板的調(diào)平更加平穩(wěn)。
 

　　研磨面平尺限位結(jié)構(gòu)包括連接設(shè)置在調(diào)平板頂端面上的兩對研磨面平尺限位塊。
 

　　旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機、第一驅(qū)動轉(zhuǎn)盤以及第二驅(qū)動轉(zhuǎn)盤。
 

　　驅(qū)動電機的固定端設(shè)置在右側(cè)定位座上，且驅(qū)動軸端伸出右側(cè)定位座，與右側(cè)定位座軸承連接，且能夠按JJG63-2007《刀口形直尺檢定規(guī)程》的要求，帶動刀口形直尺左右傾斜15°。裝置中驅(qū)動電機采用57雷賽步進(jìn)電機，能夠有效控制旋轉(zhuǎn)角度。
 

　　第一驅(qū)動轉(zhuǎn)盤與驅(qū)動電機的驅(qū)動軸端固定連接。第一驅(qū)動轉(zhuǎn)盤包括與驅(qū)動電機的驅(qū)動軸端固定連接的第一驅(qū)動軸，以及與第一驅(qū)動軸一體連接的第一轉(zhuǎn)盤。
 

　　第二驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動設(shè)置在左側(cè)定位座上，并與第一驅(qū)動轉(zhuǎn)盤同軸設(shè)置。第二驅(qū)動轉(zhuǎn)盤包括與左側(cè)定位座通過軸承轉(zhuǎn)動連接的第二驅(qū)動軸，以及與第二驅(qū)動軸一體連接的第二轉(zhuǎn)盤。
 

　　夾持機構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)可拆卸設(shè)置在定位座的相對側(cè)壁頂端，用于對刀口形直尺進(jìn)行左右夾持對中。
 

　　夾持機構(gòu)包括兩個氣動夾爪，分別同水平線固定設(shè)置于第一驅(qū)動轉(zhuǎn)盤和第二驅(qū)動轉(zhuǎn)盤側(cè)壁上。位于右側(cè)的氣動夾爪通過第一連接板與第一轉(zhuǎn)盤相連接，位于左側(cè)的氣動夾爪通過第二連接板與第二轉(zhuǎn)盤相連接。
 

　　氣動夾爪為現(xiàn)有技術(shù)中常用的氣動手指，包括氣缸以及兩個在氣缸的動作下能夠?qū)χ袏A持的平行夾爪，平行夾爪即為夾爪端。氣動夾爪通過氣管與氣源連接，氣管上設(shè)置有電磁閥，通過控制電磁閥來控制給氣動夾爪供氣，進(jìn)而實現(xiàn)夾爪端的打開和關(guān)閉。
 

　　同水平線相對應(yīng)設(shè)置的兩個氣動夾爪的夾爪端之間分別可拆卸連接有夾持板，用于對刀口形直尺進(jìn)行左右夾持對中。
 

　　夾持板的底端面與研磨面平尺的頂端面之間具有一定的間距，即夾持板與研磨面平尺之間留設(shè)有檢測間隙，便于光線能夠從此處照入。
 

　　底板上還設(shè)置有調(diào)平板限位結(jié)構(gòu)，用于對調(diào)平板的側(cè)壁進(jìn)行限位并能夠觀察調(diào)平板是否調(diào)平。
 

　　調(diào)平板限位結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在底板上并與調(diào)平板側(cè)壁相接觸的調(diào)平板限位塊，調(diào)平板限位塊上開設(shè)有U形滑槽，內(nèi)穿設(shè)有連接螺栓，連接螺栓與調(diào)平板連接且在調(diào)平過程中沿著U形滑槽上下移動。通過觀察各調(diào)平板限位塊上的連接螺栓位置是否處于同一直線上，能夠判斷出調(diào)平板是否調(diào)平。
 

　　二、操作說明
 

　　首先，需要對研磨面平尺進(jìn)行調(diào)平。通過旋動調(diào)平旋鈕來調(diào)節(jié)調(diào)平板的水平度。在調(diào)節(jié)過程中，調(diào)平板會帶動連接螺栓沿著調(diào)平板限位塊的U形滑槽上下移動，通過觀察所有連接螺栓的位置是否處于同一直線上，即可判斷出調(diào)平板是否調(diào)平。
 

　　當(dāng)觀察到所有連接螺栓的位置處于同一直線上時，將刀口形直尺放置在兩夾持板之間的研磨面平尺上。而后，通過氣動夾爪調(diào)節(jié)兩夾持板之間的間距，將刀口形直尺進(jìn)行牢固夾持對中。
 

　　最后，將光線照射至刀口形直尺工作棱邊與研磨面平尺之間，通過驅(qū)動電機帶動第一驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動夾持機構(gòu)及夾持設(shè)置在夾持機構(gòu)內(nèi)的刀口形直尺轉(zhuǎn)動，按JJG63-2007的要求，以刀口形直尺工作棱邊為軸線，使被檢定的刀口形直尺來回擺動15°。同時，仔細(xì)觀察刀口形直尺工作棱邊與研磨面平尺工作面之間的透光間隙大小。
 

　　三、結(jié)構(gòu)特點
 

　　1.裝置將研磨面平尺的底端通過研磨面平尺限位結(jié)構(gòu)限位設(shè)置在調(diào)平機構(gòu)上，并通過夾持機構(gòu)對刀口形直尺進(jìn)行有效的夾持定位，且能夠通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)帶動刀口形直尺按JJG63-2007的要求進(jìn)行擺動，使在進(jìn)行刀口形直尺工作棱邊的直線度檢定過程中無須人手扶持，避免了人為因素的影響，大大提高了檢定效率，在檢定過程中不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，能夠有效保證研磨面平尺及刀口形直尺的平行度，提高了檢定準(zhǔn)確度。
 

　　2.裝置通過三個調(diào)平旋鈕將調(diào)平板設(shè)置在底板上，通過三點調(diào)平的方式有效保證調(diào)平板、研磨面平尺及刀口形直尺的平整度，保證了檢定的準(zhǔn)確度。
 

　　3.裝置夾持板的底端面與研磨面平尺的頂端面之間具有一定的間距，即夾持板與研磨面平尺之間留設(shè)有檢測間隙，便于光線能夠從此處照入，實現(xiàn)檢定目的。
 

　　4.裝置兩個夾持板能夠分別通過兩個氣動夾爪實現(xiàn)夾持移動，進(jìn)而對刀口形直尺進(jìn)行有效夾持。
 

　　整體結(jié)構(gòu)設(shè)計簡潔、運行流暢，最大限度減少人為因素對檢定結(jié)果的影響。
 

　　四、結(jié)束語
 

　　刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用可旋轉(zhuǎn)式夾持定位裝置的設(shè)計，完全符合JJG63-2007的要求，檢測過程模擬實際工作狀態(tài)，操作方法與規(guī)程保持一致，測量結(jié)果與規(guī)程方法等效，具有很強的實用性。
 

　　注:廊坊市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計劃項目，2021011034，刃口狀測量面直線度全自動檢測方法研究
 

　　本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2022年第6期
 

　　作者：河北省計量監(jiān)督檢測研究院廊坊分院 劉渤  馬天燕
 

　　北華航天工業(yè)學(xué)院 魏彩喬 康會峰