【儀表網(wǎng) 產業(yè)報道】刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用可旋轉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、整體結構
刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用可旋轉式夾持定位裝置(見圖1)，包括底板、定位座、研磨面平尺、研磨面平尺限位結構、調平機構、旋轉驅動機構和夾持機構。
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構圖
設置兩個定位座豎直于底板上。
研磨面平尺設置在兩個定位座之間，用于對刀口形直尺進行支撐。裝置中的研磨面平尺采用500mm研磨面平尺作為標準器，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構限位設置在調平機構上。調平機構用于調整研磨面平尺的平整度，包括通過至少三個調平旋鈕設置在底板上的調平板，三個調平旋鈕的設置使得調平板的調平更加平穩(wěn)。
研磨面平尺限位結構包括連接設置在調平板頂端面上的兩對研磨面平尺限位塊。
旋轉驅動機構包括驅動電機、第一驅動轉盤以及第二驅動轉盤。
驅動電機的固定端設置在右側定位座上，且驅動軸端伸出右側定位座，與右側定位座軸承連接，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°。裝置中驅動電機采用57雷賽步進電機，能夠有效控制旋轉角度。
第一驅動轉盤與驅動電機的驅動軸端固定連接。第一驅動轉盤包括與驅動電機的驅動軸端固定連接的第一驅動軸，以及與第一驅動軸一體連接的第一轉盤。
第二驅動轉盤轉動設置在左側定位座上，并與第一驅動轉盤同軸設置。第二驅動轉盤包括與左側定位座通過軸承轉動連接的第二驅動軸，以及與第二驅動軸一體連接的第二轉盤。
夾持機構通過旋轉驅動機構可拆卸設置在定位座的相對側壁頂端，用于對刀口形直尺進行左右夾持對中。
夾持機構包括兩個氣動夾爪，分別同水平線固定設置于第一驅動轉盤和第二驅動轉盤側壁上。位于右側的氣動夾爪通過第一連接板與第一轉盤相連接，位于左側的氣動夾爪通過第二連接板與第二轉盤相連接。
氣動夾爪為現(xiàn)有技術中常用的氣動手指，包括氣缸以及兩個在氣缸的動作下能夠對中夾持的平行夾爪，平行夾爪即為夾爪端。氣動夾爪通過氣管與氣源連接，氣管上設置有電磁閥，通過控制電磁閥來控制給氣動夾爪供氣，進而實現(xiàn)夾爪端的打開和關閉。
同水平線相對應設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有檢測間隙，便于光線能夠從此處照入。
底板上還設置有調平板限位結構，用于對調平板的側壁進行限位并能夠觀察調平板是否調平。
調平板限位結構包括設置在底板上并與調平板側壁相接觸的調平板限位塊，調平板限位塊上開設有U形滑槽，內穿設有連接螺栓，連接螺栓與調平板連接且在調平過程中沿著U形滑槽上下移動。通過觀察各調平板限位塊上的連接螺栓位置是否處于同一直線上，能夠判斷出調平板是否調平。
二、操作說明
首先，需要對研磨面平尺進行調平。通過旋動調平旋鈕來調節(jié)調平板的水平度。在調節(jié)過程中，調平板會帶動連接螺栓沿著調平板限位塊的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，即可判斷出調平板是否調平。
當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，通過氣動夾爪調節(jié)兩夾持板之間的間距，將刀口形直尺進行牢固夾持對中。
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，通過驅動電機帶動第一驅動轉盤轉動，進而帶動夾持機構及夾持設置在夾持機構內的刀口形直尺轉動，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、結構特點
1.裝置將研磨面平尺的底端通過研磨面平尺限位結構限位設置在調平機構上，并通過夾持機構對刀口形直尺進行有效的夾持定位，且能夠通過旋轉驅動機構帶動刀口形直尺按JJG63-2007的要求進行擺動，使在進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，提高了檢定準確度。
2.裝置通過三個調平旋鈕將調平板設置在底板上，通過三點調平的方式有效保證調平板、研磨面平尺及刀口形直尺的平整度，保證了檢定的準確度。
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，進而對刀口形直尺進行有效夾持。
整體結構設計簡潔、運行流暢，最大限度減少人為因素對檢定結果的影響。
四、結束語
刀口形直尺工作棱邊直線度檢定用可旋轉式夾持定位裝置的設計，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，測量結果與規(guī)程方法等效，具有很強的實用性。
注:廊坊市科學技術研究與發(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)學院 魏彩喬 康會峰
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