本發(fā)明涉及微小球體圓度非接觸測(cè)量領(lǐng)域，更具體地說涉及一種微小球體圓度非接觸測(cè)量的裝夾方法。

背景技術(shù)：

隨著各領(lǐng)域的機(jī)電產(chǎn)品向小型化、精密化方向發(fā)展，如高精度微型銑床、汽車用防抱死剎車系統(tǒng)(abs)、計(jì)算機(jī)硬盤、數(shù)碼相機(jī)、微型電機(jī)等，其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件都需要采用高性能微型軸承來控制設(shè)備體積并保證其精度、性能、壽命和可靠性。

微小球體是微型滾動(dòng)軸承最關(guān)鍵的元件，其精度(主要包括表面質(zhì)量和圓度)對(duì)微型軸承運(yùn)動(dòng)精度和使用壽命有至關(guān)重要的影響，是裝備的重中之重基礎(chǔ)元件。

目前針對(duì)圓度的測(cè)量所使用最多且最精確的還是使用激光進(jìn)行測(cè)量的一種的非接觸式測(cè)量的圓度非接觸測(cè)量?jī)x，其工作過程是將待測(cè)微小球體8置于柱體頂端面的錐形孔上，工件裝夾裝置裝夾在圓度非接觸測(cè)量?jī)x上的旋轉(zhuǎn)三角卡盤6內(nèi)，測(cè)量時(shí)將激光打在待測(cè)微小球體8表面，然后通過旋轉(zhuǎn)三爪卡盤6帶動(dòng)工件裝夾裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，使得激光打在球面上的點(diǎn)在球的表面采出圓形的表面形貌樣本，通過反射回來的光線所攜帶的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析與處理從而得出所需要的圓度。

但是，現(xiàn)有的圓度非接觸測(cè)量?jī)x測(cè)量大一點(diǎn)的球體時(shí)完全靠重力裝在一個(gè)錐形孔上，但是微小球體8由于其質(zhì)量小慣性小，對(duì)檢測(cè)儀器的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)比較敏感，如不外加載荷實(shí)現(xiàn)夾緊，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)由于工件裝夾裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)或離心力造成的微小球體8在錐形凹槽內(nèi)的振動(dòng)或偏移進(jìn)而會(huì)影響最終測(cè)量出的圓度。

因此，需要一個(gè)夾具通過施加夾緊力將其固定，該夾具對(duì)有無磁性的微小球體8均可以提供夾緊力，并且不會(huì)引進(jìn)其他的干擾和影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有微小球體圓度非接觸測(cè)量時(shí)容易受到振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)干擾、精度較低的不足，本發(fā)明提供了一種有效減少受到振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)干擾、精度較高的微小球體圓度非接觸測(cè)量的裝夾方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種微小球體圓度非接觸測(cè)量的裝夾方法，實(shí)現(xiàn)所述方法的工件裝夾裝置，包括夾具柱頭，所述夾具柱頭的下部安裝在旋轉(zhuǎn)三爪卡盤上，所述夾具柱頭的頂部開有用于放置待測(cè)微小球體的工位槽，所述工位槽的側(cè)邊設(shè)有激光探頭，所述夾具柱頭設(shè)有中心通孔，所述中心通孔的上部與所述工位槽底部相通，所述中心通孔下部出口通過導(dǎo)氣管與氣泵連接，所述氣泵設(shè)有氣泵壓力開關(guān)；所述裝夾過程如下：

將待測(cè)微小球體放入工位槽內(nèi)，啟動(dòng)所述氣泵，從中心通孔抽氣，放置在工位槽的待測(cè)微小球體與中心通孔空腔形成負(fù)壓狀態(tài)，直到中心通孔內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定值，氣泵停止工作，此時(shí)待測(cè)微小球體壓緊在所述工位槽內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)三爪卡盤，并啟動(dòng)激光探頭采集數(shù)據(jù)進(jìn)行圓度測(cè)量。

進(jìn)一步，所述氣泵安裝在旋轉(zhuǎn)三爪卡盤上，所述氣泵的電源線安裝在導(dǎo)電滑環(huán)上，所述導(dǎo)電滑環(huán)安裝在下柱體上；轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)三爪卡盤時(shí)，氣泵與電源保持接通狀態(tài)。

再進(jìn)一步，所述夾具柱頭包括上柱頭和下柱頭，所述上柱頭開有上中心通孔，所述上柱頭的頂端面中心開有工位槽，所述上柱頭的底部與所述下柱體密封連接；所述下柱頭開有下中心通孔，所述上中心通孔與下中心通孔連通，所述下柱體設(shè)有下部出口，所述下柱體的底部安裝在所述旋轉(zhuǎn)三爪卡盤上；同一套下柱體上對(duì)應(yīng)多套上柱頭，用于對(duì)應(yīng)不同大小的待測(cè)微小球體。

所述工位槽為錐形凹槽，所述錐形凹槽的圓錐角和開口直徑根據(jù)待測(cè)微小球體確定。當(dāng)然，也可以是其他形狀，只要能夠與待測(cè)量微小球體匹配即可。

本發(fā)明中，將待測(cè)量微小球體8置于夾具柱頭的錐形孔上，工件裝夾裝置內(nèi)開有中心通孔與錐形孔相通；測(cè)量前，將待測(cè)球體放在工件裝夾裝置頂端的錐形孔上，氣泵通過導(dǎo)氣管從工件裝夾裝置中心通孔中抽氣，使微小球體8與夾具接觸的抽氣孔空腔內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài)，在大氣壓的作用下將待測(cè)微小球體8壓緊在錐形孔上，減少檢測(cè)時(shí)旋轉(zhuǎn)帶來的振動(dòng)或離心力干擾。當(dāng)工件裝夾裝置抽氣孔內(nèi)氣壓低于氣泵壓力開關(guān)額定值時(shí)，氣泵停止工作，旋轉(zhuǎn)三爪卡盤6帶著氣泵4、工件裝夾裝置及被測(cè)微小球體轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行圓度非接觸檢測(cè)，導(dǎo)電滑環(huán)3防止氣泵4電源線11在工件裝夾裝置上纏繞。從而獲得微小球體準(zhǔn)確的圓度非接觸測(cè)量結(jié)果。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，生產(chǎn)成本低，功能易于實(shí)現(xiàn)；能夠有效地實(shí)現(xiàn)在測(cè)量微小球體時(shí)對(duì)其進(jìn)行加緊以減免在測(cè)量時(shí)由于振動(dòng)或位置偏移不定而對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來的不必要的影響，從而獲得準(zhǔn)確的圓度非接觸測(cè)量結(jié)果。

附圖說明

圖1是微小球體圓度非接觸測(cè)量的工件裝夾裝置的示意圖。

圖2是上柱頭的示意圖。

圖3是下柱頭的示意圖。

圖1中，1-上柱頭，2-下柱體，3-導(dǎo)電滑環(huán)，4-氣泵、5-氣泵壓力開關(guān)、6-旋轉(zhuǎn)三爪卡盤、7-激光探頭、8-待測(cè)微小球體、9-導(dǎo)氣管、10-電導(dǎo)線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照?qǐng)D1～圖3，一種微小球體圓度非接觸測(cè)量的裝夾方法，實(shí)現(xiàn)所述方法的工件裝夾裝置包括夾具柱頭，所述夾具柱頭的下部安裝在旋轉(zhuǎn)三爪卡盤6上，所述夾具柱頭的頂部開有用于放置待測(cè)微小球體8的工位槽，所述工位槽的側(cè)邊設(shè)有激光探頭7，所述夾具柱頭設(shè)有中心通孔，所述中心通孔的上部與所述工位槽底部相通，所述中心通孔下部出口通過導(dǎo)氣管10與氣泵4連接，所述氣泵4設(shè)有氣泵壓力開關(guān)5；所述裝夾過程如下：

將待測(cè)微小球體放入工位槽內(nèi)，啟動(dòng)所述氣泵，從中心通孔抽氣，放置在工位槽的待測(cè)微小球體與中心通孔空腔形成負(fù)壓狀態(tài)，直到中心通孔內(nèi)的氣壓達(dá)到設(shè)定值，氣泵停止工作，此時(shí)待測(cè)微小球體壓緊在所述工位槽內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)三爪卡盤，并啟動(dòng)激光探頭采集數(shù)據(jù)進(jìn)行圓度測(cè)量。

進(jìn)一步，所述夾具柱頭包括上柱頭1和下柱體2，所述上柱頭1開有上中心通孔，所述上柱頭1的頂端面中心開有工位槽，所述上柱頭1的底部與所述下柱體2密封連接；所述下柱體2開有下中心通孔，所述上中心通孔與下中心通孔連通，所述下柱體2設(shè)有下部出口，所述下主體的底部安裝在所述旋轉(zhuǎn)三爪卡盤6上；同一套下柱體上對(duì)應(yīng)多套上柱頭，用于對(duì)應(yīng)不同大小的待測(cè)微小球體。

所述上柱頭1的底部設(shè)有內(nèi)螺紋，所述上柱頭1的頂部設(shè)有用于連接上柱頭的外螺紋，所述下柱體2的底部設(shè)有內(nèi)連接螺紋，內(nèi)連接螺紋內(nèi)密封安裝用于密封下中心通孔的連接螺釘。

所述氣泵4安裝在旋轉(zhuǎn)三爪卡盤6上，所述氣泵4的電源線安裝在導(dǎo)電滑環(huán)3上，所述導(dǎo)電滑環(huán)3安裝在下柱體2上；轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)三爪卡盤時(shí)，氣泵與電源保持接通狀態(tài)。

所述工位槽為錐形凹槽，所述錐形凹槽的圓錐角和開口直徑根據(jù)待測(cè)微小球體確定。當(dāng)然，也可以是其他形狀，只要能夠與待測(cè)量微小球體匹配即可。

所述上柱頭1開有上中心通孔，頂端面中心有錐形凹槽，底部設(shè)有內(nèi)螺紋孔用于與下柱體2的密封連接，上中心通孔的內(nèi)徑以及錐形槽的圓錐角和開口直徑可以根據(jù)實(shí)際待測(cè)微小球體確定，對(duì)于同一套下柱體2可有多套上柱頭1；所述下柱體2開有下中心通孔，下柱體2頂部有外螺紋以用于連接上柱頭1，下柱體底部有內(nèi)螺紋以連接螺釘密封中心通孔，下柱體2側(cè)面開有一孔連通中心通孔并開有內(nèi)螺紋以用于連接氣泵4；所述導(dǎo)電滑環(huán)3開有中心孔，安裝于柱體上部。

進(jìn)一步，上柱頭1頂端面的錐形凹槽的圓錐角和開口直徑可以根據(jù)實(shí)際待測(cè)微小球體8球徑確定，上柱頭1和下柱體2通過螺紋密封連接，兩者均開有中心通孔，孔徑大小不要求一致，可根據(jù)待測(cè)球體8球徑分別確定。

所述氣泵4主要用于抽走夾具抽氣孔內(nèi)的空氣達(dá)到一定的真空度，在待測(cè)球體8上下面產(chǎn)生壓差，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)壓緊力，該壓緊力的大小主要通過氣泵壓力開關(guān)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

所述下柱體2上裝有導(dǎo)電滑環(huán)3，所述導(dǎo)電滑環(huán)3開有中心孔并安裝于下柱體2上部，用于連接電源與氣泵4，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，測(cè)量時(shí)氣泵4隨工件裝夾裝置一同轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，氣泵4仍然可以與電源保持良好的接通狀態(tài)。

使用時(shí)，將待測(cè)量微小球置于夾具柱頭的錐形凹槽內(nèi)，工件裝夾裝置內(nèi)開有抽氣孔，開始測(cè)量前，將氣泵4接通，將氣泵進(jìn)氣口處的氣泵壓力開關(guān)5置于某額定值處，從工件裝夾裝置抽氣孔中抽氣，在待測(cè)微小球體8與工件裝夾裝置接觸的抽氣孔空腔內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài)，在大氣壓的作用下將待測(cè)微小球體8壓緊在錐形凹槽內(nèi)，待工件裝夾裝置抽氣孔內(nèi)氣壓達(dá)到額定值時(shí)，氣泵4停止工作，然后可以開始通過轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的一種實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，對(duì)象雖然是針對(duì)于微小球體但實(shí)際上在尺寸上并無局限，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。