專利名稱：平面度及平行度測試系統(tǒng)及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面度及平行度測試系統(tǒng)及測試方法，特別涉及一種將平面度及平行度測量轉(zhuǎn)化為距離測量的平面度及平行度測試系統(tǒng)及測試方法。
背景技術(shù)：
實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常需要對多種工件進(jìn)行平面度或平行度的測量。目前在該領(lǐng)域主要采用三次元量測技術(shù)對工件進(jìn)行抽樣量測，一般情況下對每一被測工件需要依次序測量受測面上多個(gè)測試點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后由電腦處理后輸出受測面平面度或受測面與基準(zhǔn)面之間平行度的測量結(jié)果。該方法的主要缺點(diǎn)在于操作較為復(fù)雜，逐一地對每個(gè)測試點(diǎn)進(jìn)行測量及數(shù)據(jù)處理需要較長時(shí)間，測試速度較低；且現(xiàn)有的三次元測量儀器體積較為龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移動(dòng)不便，只適合在實(shí)驗(yàn)室中對少數(shù)產(chǎn)品樣本進(jìn)行檢測，不能滿足在生產(chǎn)線上進(jìn)行大規(guī)模測試的要求。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種體積較小，結(jié)構(gòu)簡單的平面度及平行度測試系統(tǒng)。
另外，有必要提供一種操作簡便快捷的平面度及平行度測試方法。
一種平面度及平行度測試系統(tǒng)，其包括一放置待測工件的測試儀器及一數(shù)據(jù)處理器，其中測試儀器包括一箱體及一量測機(jī)構(gòu)，該箱體包括若干可確定一基準(zhǔn)面的支持件，該量測機(jī)構(gòu)可測量測試點(diǎn)與該基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理器與量測機(jī)構(gòu)連接，該數(shù)據(jù)處理器包括一輸入/輸出模塊、一參數(shù)設(shè)置模塊及一數(shù)據(jù)處理模塊，其中輸入/輸出模塊用于在測試儀器及數(shù)據(jù)處理器之間傳輸數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置測試參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊用于處理測試數(shù)據(jù)。
一種平面度及平行度測試方法，該方法包括以下步驟提供一種平面度及平行度測試系統(tǒng)，其包括一放置待測工件的測試儀器及一數(shù)據(jù)處理器，其中測試儀器包括一箱體及一量測機(jī)構(gòu)，該箱體包括若干可確定一基準(zhǔn)面的支持件，該量測機(jī)構(gòu)可測量測試點(diǎn)與該基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理器與量測機(jī)構(gòu)連接，該數(shù)據(jù)處理器包括一輸入/輸出模塊、一參數(shù)設(shè)置模塊及一數(shù)據(jù)處理模塊，其中輸入/輸出模塊用于在測試儀器及數(shù)據(jù)處理器之間傳輸數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置測試參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊用于處理測試數(shù)據(jù)；設(shè)置所述測試儀器及數(shù)據(jù)處理器的測試參數(shù)；用所述量測機(jī)構(gòu)測量受測面上若干測試點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)，并輸入數(shù)據(jù)處理器；用數(shù)據(jù)處理器對測試數(shù)據(jù)加以分析并與測試參數(shù)進(jìn)行比較，得出平面度及平行度測試結(jié)果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的平面度及平行度測試系統(tǒng)體積小巧，結(jié)構(gòu)簡單；本發(fā)明提供的平面度及平行度測試方法能夠?qū)?fù)雜的平面度及平行度直接測量轉(zhuǎn)化為測試點(diǎn)到基準(zhǔn)面的距離，操作簡便快捷。

圖1為本發(fā)明平面度及平行度測試系統(tǒng)的較佳實(shí)施例中測試儀器的外觀示意圖。
圖2為本發(fā)明平面度及平行度測試系統(tǒng)的較佳實(shí)施例中測試儀器的箱體內(nèi)部元件的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明平面度及平行度測試系統(tǒng)的較佳實(shí)施例中數(shù)據(jù)處理器的功能模塊圖。
圖4為本發(fā)明平面度及平行度測試方法的較佳實(shí)施例的操作流程圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1至圖3，本發(fā)明平面度及平行度測試系統(tǒng)的較佳實(shí)施例包括一測試儀器1及一與該測試儀器1相互連接的數(shù)據(jù)處理器2，用于對具有平面結(jié)構(gòu)的工件的受測面的平面度及受測面與基準(zhǔn)面之間的平行度進(jìn)行測試。
測試儀器1包括一箱體12、一量測機(jī)構(gòu)14、一接口16、一標(biāo)準(zhǔn)校零塊18及一控制裝置19。其中箱體12包括一水平的頂板121及若干個(gè)支持件122，該支持件122的數(shù)量不少于三個(gè)，間隔地設(shè)置在頂板121上，且所有支持件122的頂端共同確定一水平的基準(zhǔn)面(圖未示)。量測機(jī)構(gòu)14可測量該基準(zhǔn)面與從待測工件上選取的測試點(diǎn)之間的距離作為測試數(shù)據(jù)，該量測機(jī)構(gòu)14包括若干個(gè)千分表141，所有千分表141均裝設(shè)在箱體12內(nèi)，且每個(gè)千分表141均包括一可伸縮的測桿142，該測桿142的頂端穿透頂板121伸出箱體12之外，且測桿142頂端的位置與從待測工件上選取的測試點(diǎn)的位置一一對應(yīng)。所有千分表141均與接口16連接。標(biāo)準(zhǔn)校零塊18具有一高精度的校零平面181，用于在對工件進(jìn)行測試之前對系統(tǒng)進(jìn)行校零?？刂蒲b置19由裝設(shè)在箱體12外部的按鈕191、裝設(shè)在箱體12內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)192及控制器193組成，該控制裝置19與千分表141連接，可調(diào)節(jié)測桿142的位置。
數(shù)據(jù)處理器2用于處理測得的數(shù)據(jù)并輸出平面度及平行度測試結(jié)果。該數(shù)據(jù)處理器2為計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)處理裝置，其包括一輸入/輸出模塊22、一參數(shù)設(shè)置模塊24、一數(shù)據(jù)處理模塊26及一顯示模塊28。其中輸入/輸出模塊22與接口16連接，可通過接口16及該輸入/輸出模塊22在數(shù)據(jù)處理器2與測試儀器1之間傳輸數(shù)據(jù)。參數(shù)設(shè)置模塊24用于設(shè)置及儲(chǔ)存測試參數(shù)。數(shù)據(jù)處理模塊26用于處理來自測試儀器1的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)處理模塊26可將來自測試儀器1的數(shù)據(jù)與參數(shù)設(shè)置模塊24中儲(chǔ)存的參數(shù)進(jìn)行比較與分析。顯示模塊28用于顯示測試儀器1及數(shù)據(jù)處理器2的相關(guān)參數(shù)及對工件的測試結(jié)果。
請參閱圖4，本發(fā)明平面度及平行度測試方法的較佳實(shí)施例即采用上述平面度及平行度測試系統(tǒng)對工件進(jìn)行測試，該平面度及平行度測試方法的較佳實(shí)施例包括以下步驟對上述平面度及平行度測試系統(tǒng)進(jìn)行安裝，將測試儀器1通過接口16與數(shù)據(jù)處理器2連接(步驟S1)，并開啟數(shù)據(jù)處理器2及測試儀器1的電源(步驟S2及S3)。
對系統(tǒng)進(jìn)行校零操作(步驟S4)，其目的是在測試前將測桿142頂端的位置調(diào)節(jié)至基準(zhǔn)面內(nèi)。校零的具體方法是將標(biāo)準(zhǔn)校零塊18放置在頂板121上并由支持件122支撐，令該標(biāo)準(zhǔn)校零塊18的校零平面181與由所有支持件122頂端所確定的基準(zhǔn)面重合，然后通過控制裝置19調(diào)節(jié)量測機(jī)構(gòu)14的測桿142的位置，令測桿142頂端盡量接近校零平面181。確定測桿142頂端已經(jīng)位于校零平面181之內(nèi)后，即可通過控制機(jī)構(gòu)19進(jìn)行清零操作(步驟S401)，將測桿142此時(shí)所在的位置設(shè)定為千分表的零值位置，同時(shí)千分表141通過接口16將測桿142的位置信息傳輸至數(shù)據(jù)處理器2并加以儲(chǔ)存(步驟S402)；最后取下標(biāo)準(zhǔn)校零塊18，即完成校零操作。另一種方法是先通過控制機(jī)構(gòu)19調(diào)節(jié)測桿142上升，使所有測桿142頂端的高度均超過支持件122的高度，然后將標(biāo)準(zhǔn)校零塊18的校零平面181置于測桿142頂端并垂直地下壓，此時(shí)測桿142的頂端在校零平面181的壓力下持續(xù)下降。持續(xù)下壓標(biāo)準(zhǔn)校零塊18直至其被支持件122擋止，此時(shí)校零平面181即與上述基準(zhǔn)面重合，同時(shí)所有頂桿142的頂端均被標(biāo)準(zhǔn)校零塊18下壓至基準(zhǔn)面內(nèi)，即可進(jìn)行清零操作(步驟S401)并儲(chǔ)存測桿142的位置信息(步驟S402)；最后取下標(biāo)準(zhǔn)校零塊18，即完成校零操作。
校零操作完成后，檢測系統(tǒng)是否已經(jīng)設(shè)置測試參數(shù)(步驟S5)，若尚未設(shè)置測試參數(shù)，則需要通過參數(shù)設(shè)置模塊24在數(shù)據(jù)處理器2中設(shè)置平面度及平行度的測試參數(shù)(步驟S501)并加以儲(chǔ)存(步驟S502)。本方法中采取每一測試點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間的距離作為該測試點(diǎn)的測試數(shù)據(jù)，測試參數(shù)為能夠表現(xiàn)測試數(shù)據(jù)波動(dòng)程度的參數(shù)，例如各測試數(shù)據(jù)之差的可接受的范圍，或所有測試數(shù)據(jù)的樣本方差的可接受的范圍。
測試參數(shù)設(shè)置完成后即可進(jìn)行測試操作(步驟S511)，具體方法是將待測試的工件放置在頂板121上并由所有測桿142共同支撐，且令所有測桿142頂端均接觸工件受測面上與其相對應(yīng)的測試點(diǎn)，必要時(shí)可在工件上加配重塊(圖未示)以確保測桿142頂端能夠與測試點(diǎn)緊密配合。當(dāng)工件放置穩(wěn)定后，每一測桿142頂端的位移即為每一測試點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間的距離，該距離作為該測試點(diǎn)的測試數(shù)據(jù)由千分表141測量及記錄，并通過接口16及輸入/輸出模塊22將該測試數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理器2的顯示模塊28進(jìn)行顯示(步驟S512)。
數(shù)據(jù)處理器2的數(shù)據(jù)處理模塊26對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(步驟S513)，將測試數(shù)據(jù)與測試參數(shù)加以比較，并由顯示模塊28顯示最終測試結(jié)果(步驟S514)。若測試數(shù)據(jù)波動(dòng)較小，例如各測試數(shù)據(jù)之間的差值或所有測試數(shù)據(jù)的樣本方差足夠小而未超出測試參數(shù)的范圍，則表示各測試點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間的距離較為一致，即可判定受測面具有較好的平面度，受測面與基準(zhǔn)面之間具有較好的平行度，此時(shí)顯示模塊28顯示該工件通過測試。若測試數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，例如各測試數(shù)據(jù)之間的差值或所有測試數(shù)據(jù)的樣本方差過大而超出測試參數(shù)的范圍，則表明各測試點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間的距離差別較大，受測面的平面度及受測面與基準(zhǔn)面之間的平行度不符合要求，此時(shí)顯示模塊28顯示該工件不能通過測試。
可以理解，本發(fā)明平面度及平行度測試系統(tǒng)的較佳實(shí)施例中測試儀器1的控制裝置19也可以和數(shù)據(jù)處理器2連接，通過數(shù)據(jù)處理器2調(diào)節(jié)測桿142的位置。為了節(jié)省測試時(shí)間，也可在校零操作(步驟S411)之前完成測試參數(shù)的設(shè)置及儲(chǔ)存(步驟S501及S502)；若本發(fā)明平面度及平行度測試系統(tǒng)的較佳實(shí)施例并非首次被使用，且工件測試標(biāo)準(zhǔn)并未改變，則設(shè)置及儲(chǔ)存測試參數(shù)的步驟(步驟S501及S502)可以省略，依靠數(shù)據(jù)處理器2儲(chǔ)存的測試參數(shù)即可完成測試。
權(quán)利要求
1.一種平面度及平行度測試系統(tǒng)，包括一放置待測工件的測試儀器及一數(shù)據(jù)處理器，其中測試儀器包括一箱體及一量測機(jī)構(gòu)，其特征在于該箱體包括若干可確定一基準(zhǔn)面的支持件，該量測機(jī)構(gòu)可測量測試點(diǎn)與該基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理器與量測機(jī)構(gòu)連接，該數(shù)據(jù)處理器包括一輸入/輸出模塊、一參數(shù)設(shè)置模塊及一數(shù)據(jù)處理模塊，其中輸入/輸出模塊用于在測試儀器及數(shù)據(jù)處理器之間傳輸數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置測試參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊用于處理測試數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的平面度及平行度測試系統(tǒng)，其特征在于所述箱體包括一水平的頂板，所述支持件裝設(shè)在該頂板上，所有支持件的頂端確定所述基準(zhǔn)面。
3.如權(quán)利要求2所述的平面度及平行度測試系統(tǒng)，其特征在于所述量測機(jī)構(gòu)包括若干個(gè)千分表，所有千分表均裝設(shè)在所述箱體內(nèi)；該千分表包括一可伸縮的測桿，該測桿的頂端穿透所述頂板伸出箱體之外。
4.如權(quán)利要求3所述的平面度及平行度測試系統(tǒng)，其特征在于所述測試儀器進(jìn)一步包括一接口，所述千分表通過該接口與所述數(shù)據(jù)處理器連接。
5.如權(quán)利要求3所述的平面度及平行度測試系統(tǒng)，其特征在于所述測試儀器進(jìn)一步包括一控制裝置，該控制裝置調(diào)節(jié)所述測桿的位置參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的平面度及平行度測試系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理器進(jìn)一步包括一顯示模塊，該顯示模塊顯示所述測試儀器及數(shù)據(jù)處理器的相關(guān)參數(shù)及對工件的測試結(jié)果。
7.一種平面度及平行度測試方法，其特征在于，該方法包括以下步驟提供一種平面度及平行度測試系統(tǒng)，其包括一放置待測工件的測試儀器及一數(shù)據(jù)處理器，其中測試儀器包括一箱體及一量測機(jī)構(gòu)，該箱體包括若干可確定一基準(zhǔn)面的支持件，該量測機(jī)構(gòu)可測量工件受測面上的測試點(diǎn)與該基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)處理器與量測機(jī)構(gòu)連接，該數(shù)據(jù)處理器包括一輸入/輸出模塊、一參數(shù)設(shè)置模塊及一數(shù)據(jù)處理模塊，其中輸入/輸出模塊用于在測試儀器及數(shù)據(jù)處理器之間傳輸數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置測試參數(shù)，數(shù)據(jù)處理模塊用于處理測試數(shù)據(jù)；設(shè)置所述測試儀器及數(shù)據(jù)處理器的測試參數(shù)；用所述量測機(jī)構(gòu)測量受測面上若干測試點(diǎn)與基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)，并輸入數(shù)據(jù)處理器；用數(shù)據(jù)處理器對測試數(shù)據(jù)加以分析并與測試參數(shù)進(jìn)行比較，得出平面度及平行度測試結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的平面度及平行度測試方法，其特征在于所述量測機(jī)構(gòu)包括若干個(gè)千分表，該千分表包括一測桿，所有測桿頂端的位置與所有測試點(diǎn)一一對應(yīng)。
9.如權(quán)利要求8所述的平面度及平行度測試方法，其特征在于所述測試參數(shù)為各測試數(shù)據(jù)之差的可接受的范圍，或所有測試數(shù)據(jù)的樣本方差的可接受的范圍。
10.如權(quán)利要求9所述的平面度及平行度測試方法，其特征在于所述測試儀器進(jìn)一步包括一接口，所述千分表通過該接口與所述數(shù)據(jù)處理器連接。
全文摘要
一種平面度及平行度測試系統(tǒng)，其包括一放置待測工件的測試儀器及一數(shù)據(jù)處理器，其中測試儀器包括一箱體及一量測機(jī)構(gòu)，該箱體包括若干可確定一基準(zhǔn)面的支持件，該量測機(jī)構(gòu)可測量測試點(diǎn)與該基準(zhǔn)面之間的距離作為測試數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理器與量測機(jī)構(gòu)連接，該數(shù)據(jù)處理器包括一輸入/輸出模塊、一參數(shù)設(shè)置模塊及一數(shù)據(jù)處理模塊。一種平面度及平行度測試方法即采用上述平面度及平行度測試系統(tǒng)測量工件受測面的平面度及受測面與基準(zhǔn)面之間的平行度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的平面度及平行度測試系統(tǒng)體積小巧，結(jié)構(gòu)簡單，其相應(yīng)的測試方法操作簡便快捷。
文檔編號(hào)G01B21/22GK101055172SQ20061006031
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者李雷, 成智, 陳平, 孫愛鴿, 翟學(xué)良, 孫長發(fā) 申請人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司