1.一种微小零件平面度精密测量装置,包括底座(5)、工件调整组件、柔性导向机构组件、位移测量组件和测量驱动组件;
所述工件调整组件包括安装在底座(5)中部的四自由度调节平台(4),四自由度调节平台(4)上部设置有卡盘(3)和卡爪(7),下部均布有调节丝杠(6),卡爪(7)用来固定被测工件(8);
所述柔性导向机构组件通过立柱(11)固定到底座(5)的上部,包括X方向柔性导向机构和Y方向柔性导向机构;其中,X方向柔性导向机构包括X轴动板(29),X轴固定板(22),一对平行设置的X轴导向板(32),通过X轴柔性铰链(31)将X轴导向板(32)的一端与X轴动板(29)连接,另一端与X轴固定板(22)相连,X轴支撑板(24)将X轴固定板(22)与立柱(11)相连;Y方向柔性导向机构包括Y轴动板(21),Y轴固定板(25),一对平行设置的Y轴导向板(33),通过Y轴柔性铰链(23)将Y轴导向板(33)的一端与Y轴动板(21)连接,另一端与Y轴固定板(25)相连,Y轴支撑板(27)将Y轴固定板(25)与X轴动板(29)相连;
所述位移测量组件通过传感器固定板(41)连接于Y轴动板(21)上,测针(9)连接于测杆(10)的下端,测杆(10)通过测杆调节螺钉(12)连接于测杆固定板(39)上,测杆固定板(39)与Z向动板(38)连接,Z向动板(38)通过两个平行的簧片(37)固定于传感器固定板(41)上,传感器固定板(41)上设置有位移传感器(1);被测工件(8)上表面在Z方向的变化由测针(9)传递到Z向动板(38)上,Z向动板(38)与安装在传感器固定板(41)上的位移传感器(1)产生相对运动,簧片(37)产生变形,位移的变化由位移显示器显示;Y轴动板(21)横向延伸设置有弹簧支架(40),在弹簧支架(40)的端部与Z向动板(38)之间设置有测量力调节弹簧(13),弹簧支架(40)与测量力调节弹簧(13)之间通过测量力调节螺钉(14)定位;安装在弹簧支架(40)与Z向动板(38)之间的测量力调节弹簧(13)具有调节测针(9)与被测工件(8)之间的测量力的作用,通过调节测量力调节螺钉(14)来实现测量力调节;
所述测量驱动组件设置于底座(5)上,X轴微分头(18)和Y轴微分头(19)固定于微分头固定座(16)上,微分头固定座(16)通过微分头支架(15)与底座(5)相连,Y轴钢丝(17)一端固定于Y轴微分头(19)上,另一端先后绕过第二轴承(36)和第三轴承(20)后与杆件(26)连接,杆件(26)的一端垂直固联于Y轴动板(21)上,X轴钢丝(34)的一端与X轴微分头(18)相连,另一端绕过第一轴承(35)与X轴动板(29)相连,第三轴承(20)、第二轴承(36)和第一轴承(35)分别通过轴承固定座(2)固定在底座(5)上;分别转动X轴微分头(18)和Y轴微分头(19),通过钢丝的拉动可以实现测针在X、Y两个方向的二维运动。
2.根据权利要求1所述的一种微小零件平面度精密测量装置,其特征在于:立柱(11)的顶端和X轴动板(29)之间设置有X轴复位弹簧(28);杆件(26)与X轴动板(29)之间设置有Y轴复位弹簧(30);所述X轴微分头(18)固定在微分头固定座(16)上,通过X轴钢丝(34)和第一轴承(35)与X轴动板(29)相连接,所述Y轴微分头(19)固定在微分头固定座(16)上,通过Y轴钢丝(17)和第二轴承(36)、第三轴承(20)与Y轴动板(21)连接,调整X轴微分头(18)和Y轴微分头(19)分别通过X轴钢丝(34)和Y轴钢丝(17)驱动X轴、Y轴导向机构,从而带动测针(9)在工件表面沿着X和Y方向运动;X轴微分头(18)和Y轴微分头(19)按照一定的步长手动进给,在每个测量点读取位移显示器的数值;进给装置采用X轴钢丝(34)和Y轴钢丝(17)牵引驱动,而不采用电机驱动,可以明显降低振动干扰,有利于提高测量精度。
3.根据权利要求1所述的一种微小零件平面度精密测量装置,其特征在于:导向机构利用X轴方向与Y轴方向两组柔性机构来实现测针(9)测量时在X轴方向与Y轴方向的移动。
4.根据权利要求1所述的一种微小零件平面度精密测量装置,其特征在于:通过测杆调节螺钉(12)来粗调测杆(10)的固定位置,来实现测针(9)与工件(8)的距离,然后通过四自由度调节平台(4)实现精调,使被测工件(8)平行于XOY平面。