基于ccd視覺光柵式三等金屬線紋尺標準測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及長度計量領域，具體地說是一種基于CCD視覺光柵式=等金屬線紋尺 標準測量裝置。
【背景技術】
[0002] 線紋計量是長度計量的一個主要內容，是利用線紋尺進行的計量。線紋尺（鋼直 尺）是幾何量計量的一種主要的實物標準，它W兩刻線間的距離來復現長度量值。線紋計 量在現代社會中廣泛應用，線紋量值是否準確統一對國民經濟將產生重大影響。
[0003] 目前，對鋼直尺的測量方法和原理還是停留在傳統的、機械式的比較測量。將=等 標準金屬線紋尺與被檢尺分別放在鋼直尺檢定臺上，使被檢尺的刻線面與標準尺的尺邊同 在同一平面上。調整被檢尺，使其線紋軸線與標準尺的尺邊平行，使標準尺的首段或末端線 紋與被檢尺的端邊對齊，用標準尺所附的兩個7倍放大鏡在標準尺上讀出被檢尺的誤差。
[0004] 在測量工作過程中，分辨率引入的不準確度、=等標準金屬線紋尺的示值誤差引 起的不確定度、違背阿貝原則引起的標準不確定度，為影響最大的不確定來源。如直尺和= 等標準線紋尺之間的平行度稍微有所變化，就會使該次的測量不確定度超出評價要求，導 致鋼直尺示值誤差符合性評定不合格。因此測量工作過程繁瑣，人工數據處理相對復雜，檢 定過程非常緩慢，耗時耗力，工作效率低，而且容易使檢定合格與否誤判。
【發明內容】
[0005] 為克服現有=等標準金屬線紋尺裝置的不足，本發明提供了一種基于CCD視覺光 柵式=等金屬線紋尺標準測量裝置。
[0006] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：
[0007] 本發明包括鋼直尺、0級平板底座、CCD視覺系統、讀數頭、光柵尺、絲杠和歷I人機 界面顯示屏；鋼直尺通過夾具裝置水平固定安裝在0級平板底座上，鋼直尺上的刻線面朝 上，在X軸、Y軸、Z軸、XY向、YZ向、ZX向不出現移動或偏擺的變化，軸向運動控制系統包括 絲杠、套在絲杠上的絲桿螺母W及電機，電機的輸出軸與絲桿同軸連接，絲桿水平安裝在鋼 直尺上方并與鋼直尺平行；光柵式測量系統包括讀數頭和光柵尺，光柵尺安裝在導軌后側 平面上并與絲杠軸向平行，光柵尺刻線垂直方向朝上；讀數頭與CCD視覺系統均通過專用 連接塊固定安裝在軸向運動控制系統的絲桿螺母上，讀數頭基面垂直方向朝下，讀數頭和 光柵尺的平行度保證在0.Imm之內，讀數頭和光柵尺的間隙控制在0. 8 + 0. 08mm之內；CCD 視覺系統連接歷I人機界面顯示屏。
[000引還包括PLC工控系統，PLC工控系統分別與軸向運動控制系統的電機、光柵式測量 系統的讀數頭和歷I人機界面顯示屏連接。
[0009] 所述的CCD視覺系統為顯微鏡頭，顯微鏡頭豎直向下朝向鋼直尺的刻線。
[0010] 所述的夾具裝置包括基座、彈黃及推壓板，推壓板一側面經彈黃彈性連接基座，推 壓板另一側面推壓鋼直尺將其固定，推壓板上設有用于推動的空屯、把手。推壓板的空屯、把 手可W將壓板推向基座該一端；在松開推壓板的空屯、把手后，推壓板借助彈黃的彈性力可 將鋼直尺壓穩固定，保證了的工作穩定性，操作十分方便，減少了工作量。
[0011] 所述的軸向運動控制系統還包括用于連接電機控制旋轉的電子手輪。當電子手輪 工作時，電子手輪內置編碼器產生相對應的信號，驅動指揮電機轉動。絲桿與電機的輸出軸 同軸連接，將旋轉運動變換為直線運動，帶動絲桿螺母及安裝在專用連接塊上的讀數頭與 CCD視覺系統軸向運動。
[0012] 發明是集光、機、電、計算機圖像技術于一體的高精度、高科技的測量裝置。由光學 顯微鏡對待測位置尺寸進行高倍率光學放大成像，經過CCD攝像機系統放大后的影像送入 人機界面。
[0013]CCD視覺系統采集圖像，雙刻線發生器在屏幕上產生的視頻雙刻線為基準，對被位 置進行瞄準測量，并通過工作臺帶動光柵讀數頭在軸向上移動，工作臺位移量的數據由化C 工控系統進行數據處理，從而對鋼直尺的檢定測量工作。
[0014]本發明同現有的=等標準金屬線紋尺裝置相比，其有益效果是：
[0015] 本發明采用CCD視覺系統，利用線性激光將光線投射到工件表面，由線陣CCD攝像 機獲取工件表面的圖像并進行處理。采用光柵測量系統，通過讀數頭集成的內置細分電路， 輸出分辨率從0. 1ym的數字信號，示值精度可達2ym/lOOOmm。
[0016] 本發明采用PLC工控系統，集成高位計數脈沖端口W及RS232、RS485通訊協議端 口，實現中央處理器的功能。
[0017]本發明采用歷I人機界面，實現動態的CCD視圖，實現測量數據的監控，實現對測 量參數進行設置、儲存等功能，操作方便、安全直觀。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明的S維結構示意圖。
[0019] 圖2為本發明各個部件連接示意圖。
[0020] 圖3為本發明CCD視覺系統采集的影像圖。
[0021] 圖4為本發明夾具裝置的局部放大圖。
[0022] 圖5為本發明軸向運動控制系統的相關部件和結構的局部放大圖。
[0023] 圖中；1為鋼直尺，2為夾具裝置，3為CCD視覺系統，4為讀數頭，5為光柵尺，6為 0級平板底座，7為歷I人機界面顯示屏，8為電子手輪，9為PLC工控系統，10為專用連接 塊，11為絲杠，12為絲桿螺母。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0025] 如圖1所示，本發明包括鋼直尺1、0級平板底座6、CCD視覺系統3、讀數頭4、光柵 尺5、電子手輪8、絲杠11和歷I人機界面顯示屏7 ;鋼直尺1通過夾具裝置2水平固定安 裝在0級平板底座6上，在X軸、Y軸、Z軸、XY向、YZ向、ZX向不出現移動或偏擺的變化， 軸向運動控制系統包括絲桿11、套在絲桿上的絲桿螺母12W及電機，電機的輸出軸與絲桿 11同軸連接，絲桿11水平安裝在鋼直尺1上方并與鋼直尺1平行；光柵式測量系統包括讀 數頭4和光柵尺5,光柵尺安裝在導軌后側平面上并與絲杠11軸向平行，光柵尺5刻線垂直 方向朝上；讀數頭4與CCD視覺系統3均通過專用連接塊10固定安裝在軸向運動控制系統 的絲桿螺母12上，讀數頭4基面垂直方向朝下，讀數頭4和光柵尺5的平行度保證在0.Imm 之內，讀數頭4和光柵尺5的間隙控制在（0.8±0.08)mm之內；CCD視覺系統3連接HMI人 機界面顯示屏7。
[0026] 如圖2所示，本發明還包括PLC工控系統9, PLC工控系統9分別與軸向運動控制 系統的電機、光柵式測量系統的讀數頭4和歷I人機界面顯示屏7連接。
[0027] 如圖3所示，CCD視覺系統3為顯微鏡頭，顯微鏡頭朝向鋼直尺1的刻線，采集到 的鋼直尺1的刻線。
[002引歷I人機界面顯示屏7中有運動按鍵，通過運動按鍵或電子手輪8可驅動軸向運動 控制系統4工作。
[0029] 本發明由CCD視覺系統3直接獲取鋼直尺1的刻線圖象及位置，由光柵式測量系 統5精確獲取軸向測量讀數，在歷I人機界面顯示屏7中動態輸出。
[0030] 如圖4所示，夾具裝置2包括基座、彈黃及推壓板，推壓板的空屯、把手可W將壓板 推向基座該一端；在松開推壓板的空屯、把手后，推壓板