專利名稱：手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測儀，尤其是涉及一種手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各種各樣的零件加工時，經(jīng)常會遇到加工一些微小的內(nèi)孔，而對這些微小內(nèi)孔的內(nèi)表面情況進行高精度的檢測，則是保證加工質(zhì)量的有效手段。傳統(tǒng)技術(shù)中，人們采用望遠系統(tǒng)對內(nèi)孔壁進行直接觀察，將內(nèi)孔壁用光源照亮，利用光學(xué)系統(tǒng)收集、匯聚內(nèi)孔壁的反射光，然后用人眼直接觀察，由于光學(xué)系統(tǒng)的限制，每次的觀察范圍受到限制，同時還存在著人眼易疲勞，工作效率低，檢測精度差，檢測結(jié)果因人而異，重復(fù)性非常差。這種檢測小孔內(nèi)表面的方法在當(dāng)今的一些高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)無法滿足實現(xiàn)高精度檢測的需要，如對于光通訊技術(shù)中使用的一種陶瓷插件，其零件本身的尺寸較小，而微小的軸向通孔又要求非常高的表面光潔度和同心度，而這卻是傳統(tǒng)檢測手段所無法完成的。隨著現(xiàn)代光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，人們將其用于零件內(nèi)孔的高精度檢測，取得了非常理想的效果。如2001年10月24日公告授權(quán)的00264620.X號中國實用新型專利說明書中公開了一種深孔內(nèi)膛質(zhì)量檢測裝置，設(shè)置有光源、反射鏡和CCD攝像頭，檢測時，使光源通電照明，使深孔內(nèi)膛的質(zhì)量經(jīng)反射鏡反射到CCD攝像頭，然后將所攝情況傳遞到計算機，供其處理。這種檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝維修方便，操作直觀簡便，測量精度、重復(fù)性和穩(wěn)定性都較好。但是，這種檢測裝置要利用被光照明的零件內(nèi)膛的反射光信號進行檢測，其輸入的檢測信號相對較弱，因此要求有較強的光源照明亮度，同時這種檢測裝置對檢測如上所述的陶瓷插件等類似的小零件的內(nèi)孔時，也還存在著操作不方便，受檢測零件無法固定而影響穩(wěn)定性，同時需要配置計算機，造成裝置成本較高等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，檢測精度高，重復(fù)性和穩(wěn)定性好的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，包括光源和CCD攝像頭，它還包括一個工件夾具、一個顯微物鏡、一個適配鏡和一臺顯示器，所述的工件夾具設(shè)置有V形夾口，所述的顯微物鏡對準(zhǔn)所述的V形夾口，所述的適配鏡設(shè)置在所述的CCD攝像頭和所述的顯微物鏡之間，所述的顯示器與所述的CCD攝像頭連接，在所述的顯示器的屏幕表面設(shè)置有數(shù)條相互平行的刻度線。
所述的光源包括光發(fā)生器、光纖和光纖固定座，所述的光發(fā)生器發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直后傳輸?shù)剿龅墓饫w，所述的光纖固定在所述的光纖固定座上，所述的光纖的出射端面對準(zhǔn)所述的V形夾口，所述的光纖固定座通過調(diào)節(jié)桿與所述的工件夾具連接。
所述的光發(fā)生器可以是具有復(fù)色光頻率成份的鹵素?zé)簟?br> 所述的光纖是多束光纖。
所述的顯微物鏡是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡。
所述的適配鏡是無畸變適配鏡。
所述的顯微物鏡設(shè)置在顯微鏡筒上，所述的顯微鏡筒設(shè)置在三維平移臺上。
它還包括一個標(biāo)刻尺，所述的顯微物鏡的前端設(shè)置有標(biāo)刻尺固定座。
所述的標(biāo)刻尺的精度為0.01mm。
所述的刻度線設(shè)置在透明薄膜上，所述的透明薄膜是粘貼在所述的顯示器的屏幕表面。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于將工件設(shè)置在具有V形夾口的工件夾具上，利用具有長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡進行放大，并通過無畸變適配鏡將圖像輸入CCD攝像頭，成像在顯示器上，通過粘貼在顯示器屏幕表面的透明薄膜上的刻度線，可以很清晰地對工件微小內(nèi)孔的表面情況進行高精度檢測；0.01mm精度的標(biāo)刻尺可用于初期刻度線的分劃，確定工件圖像放大的比例，同時還可用于使用過程中對顯微物鏡和適配鏡的放大倍數(shù)進行修正；將標(biāo)刻尺標(biāo)定后的刻度線進一步細分成若干等分，可以在微米級的精度上對工件的同軸度進行高精度的檢測；由具有復(fù)色光頻率成份的鹵素?zé)艉投嗍饫w構(gòu)成冷光纖光源，在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上，確保具有較強的檢測光源的亮度；顯微鏡筒設(shè)置在三維平移臺上，可以調(diào)節(jié)顯微物鏡的焦距，并可以調(diào)整被測工件的圖像的顯示器中的顯示位置?？傊?，該檢測儀結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，檢測精度高，重復(fù)性和穩(wěn)定性都非常好。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型工件夾具的V形夾口的局部視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
實施例一如圖所示，一種手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，包括光源1和CCD攝像頭2，工件夾具3、顯微物鏡4、適配鏡5和顯示器6，工件夾具3設(shè)置有V形夾口31，顯微物鏡4對準(zhǔn)V形夾口31，適配鏡5設(shè)置在CCD攝像頭2和顯微物鏡4之間，顯示器6與CCD攝像頭2連接，在顯示器6的屏幕表面設(shè)置有數(shù)條相互平行的刻度線7。光源1由光發(fā)生器11、光纖12和光纖固定座13組成，光發(fā)生器11是具有復(fù)色光頻率成份的鹵素?zé)?，發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直后傳輸?shù)焦饫w12，光纖12是固定在光纖固定座13上的多束光纖，光纖12的出射端面對準(zhǔn)V形夾口31，光纖固定座13通過調(diào)節(jié)桿14與工件夾具3連接。顯微物鏡4是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡，它設(shè)置在顯微鏡筒41上，顯微鏡筒41固定在三維平移臺8上，三維平移臺8具有X軸測微頭81、Y軸測微頭82和Z軸測微頭83，X軸測微頭81用于調(diào)節(jié)顯微物鏡4的焦距，Y軸測微頭82和Z軸測微頭83則用于調(diào)節(jié)被測工件的圖像在顯示器6的屏幕上的顯示位置，適配鏡5是無畸變適配鏡，刻度線7是設(shè)置在一塊透明薄膜上，將透明薄膜粘貼在顯示器6的屏幕表面，就成為顯示器6的屏幕表面的刻度線。
實施例二如圖所示，一種手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，包括光源1和CCD攝像頭2，工件夾具3、顯微物鏡4、適配鏡5和顯示器6，工件夾具3設(shè)置有V形夾口31，顯微物鏡4對準(zhǔn)V形夾口31，適配鏡5設(shè)置在CCD攝像頭2和顯微物鏡4之間，顯示器6與CCD攝像頭2連接，在顯示器6的屏幕表面設(shè)置有數(shù)條相互平行的刻度線7。光源1由光發(fā)生器11、光纖12和光纖固定座13組成，光發(fā)生器11是具有復(fù)色光頻率成份的鹵素?zé)?，發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直后傳輸?shù)焦饫w12，光纖12是固定在光纖固定座13上的多束光纖，光纖12的出射端面對準(zhǔn)V形夾口31，光纖固定座13通過調(diào)節(jié)桿14與工件夾具3連接。顯微物鏡4是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡，它設(shè)置在顯微鏡筒41上，顯微鏡筒41固定在三維平移臺8上，三維平移臺8具有X軸測微頭81、Y軸測微頭82和Z軸測微頭83，X軸測微頭81用于調(diào)節(jié)顯微物鏡4的焦距，Y軸測微頭82和Z軸測微頭83則用于調(diào)節(jié)被測工件的圖像在顯示器6的屏幕上的顯示位置，適配鏡5是無畸變適配鏡，刻度線7是設(shè)置在一塊透明薄膜上，將透明薄膜粘貼在顯示器6的屏幕表面，就成為顯示器6的屏幕表面的刻度線。它還包括一個標(biāo)刻尺9，顯微物鏡4的前端設(shè)置有標(biāo)刻尺固定座42，精度為0.01mm標(biāo)刻尺9設(shè)置在標(biāo)刻尺固定座42。
本實用新型的檢測原理是這樣的光發(fā)生器產(chǎn)生的自然光，經(jīng)準(zhǔn)直后由光纖傳輸，照射到被檢測工件的端部，被檢測工件置于工件夾具的V形夾口上，用手指輕壓工件，帶動工件旋轉(zhuǎn)，光通過被檢測工件的微小內(nèi)孔，工件內(nèi)孔經(jīng)一定放大倍數(shù)的顯微鏡放大，再經(jīng)一定縮放比例的適配鏡縮放成合適的比例，由CCD攝像頭攝取小孔圖像，產(chǎn)生視頻圖像。由顯示器顯示內(nèi)孔圖像邊緣，同心度即為刻度線上內(nèi)孔圖像邊緣的跳動量。在此要說明的是在顯微物鏡和被檢測工件夾具之間，利用0.01mm精度的標(biāo)刻尺，顯示器的屏幕上分劃一組平行的刻度線，刻度線的比例即為圖像放大的比例。
透過被檢測工件內(nèi)孔光強弱和照射角度，是通過調(diào)節(jié)光纖固定座和調(diào)節(jié)桿來調(diào)節(jié)。三維平移臺用來固定顯微鏡筒，三維平移臺由X軸測微頭、Y軸測微頭和Z軸測微頭組成，X軸測微頭用于調(diào)節(jié)顯微物鏡的焦距，Y軸測微頭和Z軸測微頭用于調(diào)節(jié)圖像在顯示器屏幕上的顯示位置，通過微調(diào)CCD攝像頭的后焦距，還可以來微調(diào)圖像的清晰度和大小。
權(quán)利要求1.一種手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，包括光源和CCD攝像頭，其特征在于它還包括一個工件夾具、一個顯微物鏡、一個適配鏡和一臺顯示器，所述的工件夾具設(shè)置有V形夾口，所述的顯微物鏡對準(zhǔn)所述的V形夾口，所述的適配鏡設(shè)置在所述的CCD攝像頭和所述的顯微物鏡之間，所述的顯示器與所述的CCD攝像頭連接，在所述的顯示器的屏幕表面設(shè)置有數(shù)條相互平行的刻度線。
2.如權(quán)利要求1所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的光源包括光發(fā)生器、光纖和光纖固定座，所述的光發(fā)生器發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直后傳輸?shù)剿龅墓饫w，所述的光纖固定在所述的光纖固定座上，所述的光纖的出射端面對準(zhǔn)所述的V形夾口，所述的光纖固定座通過調(diào)節(jié)桿與所述的工件夾具連接。
3.如權(quán)利要求2所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的光發(fā)生器是具有復(fù)色光頻率成份的鹵素?zé)簟?br> 4.如權(quán)利要求2所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的光纖是多束光纖。
5.如權(quán)利要求1所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的顯微物鏡是長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的適配鏡是無畸變適配鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的顯微物鏡設(shè)置在顯微鏡筒上，所述的顯微鏡筒設(shè)置在三維平移臺上。
8.如權(quán)利要求1所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于它還包括一個標(biāo)刻尺，所述的顯微物鏡的前端設(shè)置有標(biāo)刻尺固定座。
9.如權(quán)利要求8所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的標(biāo)刻尺的精度為0.01mm。
10.如權(quán)利要求1所述的手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，其特征在于所述的刻度線設(shè)置在透明薄膜上，所述的透明薄膜是粘貼在所述的顯示器的屏幕表面。
專利摘要本實用新型公開了一種手動高精度內(nèi)孔光學(xué)檢測儀，包括光源和CCD攝像頭，特點是它還包括工件夾具、顯微物鏡、適配鏡和顯示器，工件夾具設(shè)置有V形夾口，顯微物鏡對準(zhǔn)V形夾口，適配鏡設(shè)置在CCD攝像頭和顯微物鏡之間，顯示器與CCD攝像頭連接，顯示器的屏幕表面設(shè)置有數(shù)條相互平行的刻度線，優(yōu)點在于將工件設(shè)置在具有V形夾口的工件夾具上，利用具有長工作距離的平場消色差顯微鏡物鏡進行放大，并通過無畸變適配鏡將圖像輸入CCD攝像頭，成像在顯示器上，通過粘貼在顯示器屏幕表面的透明薄膜上的刻度線，可以很清晰地對工件微小內(nèi)孔的表面情況和工件的同軸度進行高精度的檢測，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，檢測精度高，重復(fù)性和穩(wěn)定性都非常好。
文檔編號G01N21/954GK2660522SQ20032010828
公開日2004年12月1日 申請日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者張舜德, 陳阿三, 史錦, 戴積峰 申請人:寧波韻升股份有限公司