[其他]鐘表用寶石軸承自動檢測裝置

無效

• 申請號: 86104719
• 申請日: 1986-07-10
• 公開（公告）號: CN86104719A
• 公開（公告）日: 1988-01-27
• 發明（設計）人: 林嚴觀
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京天文儀器廠
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08;G01B11/02
• 代理公司: 哈爾濱工業大學專利事務所
• 代理人: 高龍鑫,李紀昌

本發明屬于長度檢測儀器，特別是小型精密零件長度檢測儀器。

目前，國內對于鐘表用寶石軸承的檢驗一般是用人工的方法，即把用高倍投影儀放大后的寶石軸承象與高精度標準樣板進行人工比較。這種檢驗方法不僅速度慢，而且檢驗質量也受到人為因素的影響。在國外，則主要是通過控制加工條件來控制寶石軸承的加工質量，以保證加工出來的產品符合要求，而檢驗工作比較簡單，一般用分厘卡、比較儀，塞規或卡規等進行抽樣檢查。

本發明的任務是要提供一種鐘表用寶石軸承自動檢測裝置，它不僅能快速地檢測寶石軸承的外形是否符合質量要求，而且避免了人為因素的影響，實現檢測自動化。

本發明是以如下方式完成的：寶石軸承經送料系統輸送到檢測位置，通過光學成象系統使之在成象面上成象，光學成象系統主要由光源和顯微物鏡組成，在成象面上安排光電轉換器件用以采集寶石軸承的有關數據，最后由數據處理系統對采集到的數據進行處理并控制廢品剔除系統將廢品剔除。光電轉換器件可以用CCD（電荷偶合器件）面陣或者SPD（自掃描光電二極管）面陣，其優點是不僅能對寶石軸承進行檢測，而且還能對外形較為復雜的鐘表用小型零件如齒輪等進行檢測;其缺點是需處理的信息量大，檢測速度慢，檢測精度也受到限制。對于寶石軸承而言，由于其外形比較規則，只要知道直徑位置的有關數據即可判別它是否合格，因此光電轉換器件可以用CCD線陣或者SPD線陣，這樣需處理的信息量就可以比用CCD面陣或者SPD面陣少R·π/4倍（R為被測零件半徑值所對應的分辨率倍數）。由于被檢測的寶石軸承有可能存在幾何形狀誤差，為了保證尺寸和幾何形狀的檢測精度，可以在寶石軸承象的縱橫兩個直徑位置安排CCD線陣或者SPD線陣，考慮到在同一成象面上安排兩組相互垂直并且交叉的線陣在技術上有一定困難，因此可以在光學成象系統內增加一分光棱鏡，使寶石軸承同時在兩個面上成象，在兩個象的直徑位置分別安排一組CCD線陣或者SPD線陣，并使它們相互垂直。同理，如需要在更多方向上測量，原則上也可以辦到，只要再增加分光棱鏡使成象面數增加即可。

圖1是本發明的原理示意圖。

圖2是圖1沿A-A面的剖視圖。

圖3和圖4分別是圖1中兩個成象面的向視圖。

圖5是圖2的俯視圖。

參照圖1和圖2，寶石軸承〔3〕按一定的要求排列在輸送帶〔2〕上并連續通過檢測位置，導槽〔11〕在此起定位作用。當寶石軸承〔3〕被輸送到檢測位置時，通過光源〔1〕的照明，經顯微物鏡〔4〕和分光棱鏡〔7〕使之同時在兩個成象面〔6〕和〔10〕上成象。如果寶石軸承〔3〕成象所需的光線是利用透射光線，則輸送帶〔2〕應該用透明材料制成。參照圖3，在成象面〔10〕的中心位置安排一組垂直于寶石軸承〔3〕輸送方向的縱向測量CCD線陣〔9〕，同時在該面〔10〕上再安排一組采樣CCD線陣〔8〕，使其垂直于縱向測量CCD線陣〔9〕并且處于寶石軸承〔3〕輸送方向前端中心位置的外緣處，采樣CCD線陣〔8〕的內部設置一個采樣CCD象元〔12〕。參照圖4，在另一成象面〔6〕的中心位置安排一組平行于寶石軸承〔3〕輸送方向的橫向測量CCD線陣〔5〕。縱向測量CCD線陣〔9〕和橫向測量CCD線陣〔5〕的長度應大于寶石軸承象〔14〕的最大直徑。一旦象的外圓移動到采樣CCD線陣〔8〕內部的采樣CCD象元〔12〕時，橫向測量CCD線陣〔5〕和縱向測量CCD線陣〔9〕上有關這一瞬間位置的寶石軸承〔3〕的信號被采走并輸入數據處理系統。由于調試時已保證此時兩組測量CCD線陣〔5〕和〔9〕恰好處于寶石軸承象〔14〕的兩個相互垂直的直徑位置，因此采樣信號肯定能反映寶石軸承〔3〕的尺寸。實際上在成象面〔10〕上可以不安排采樣CCD線陣〔8〕，但此時應在另一成象面〔6〕上的橫向測量CCD線陣〔5〕的相應位置上設置一個采樣CCD象元〔13〕，使之起到與采樣CCD線陣〔8〕上的采樣CCD象元〔12〕相同的功能。

顯微物鏡〔4〕的放大倍率主要與寶石軸承〔3〕外徑的大小、要求檢測精度及CCD的象元數和尺寸有關。以測量外徑1mm、內徑0.1mm的寶石軸承為例，若要求理論分辨率為1μ，則象元數應大于1000個，若每個象元寬度為20μ，則顯微物鏡〔4〕的放大倍率應為20。