玻璃线纹尺快速定位装置

玻璃线纹尺快速定位装置

张浩然

济宁市计量测试所， 272100

摘要：玻璃线纹尺快速定位装置的科技项目主要在于研发一种全新的定位装置，能通过本装置的快速定位，保证检定质量，缩短调整时间，降低劳动强度。本装置的主要创新点在于，将玻璃线纹尺的对线方式，从传统的平行线重合，转移到十字线重合，通过微调旋钮的作用，以便将玻璃线纹尺快速定位

关键词：玻璃线纹尺快速定位 十字线对线法 万能工具显微镜

一种新型的玻璃线纹尺快速定位装置，目的是研制一套二等玻璃线纹尺检定装置的快速定位装置。二等玻璃线纹尺主要作为标准器应用于万能工具显微镜、大型显微镜、投影仪、影像测量仪等光学影像类仪器的检定、校准工作。

为降低检定人员的工作难度和强度，提高对线效率，同时增加检定结果的准确性和稳定性，特研制本装置。本装置可以将二等玻璃线纹尺固定在一个位置，在首次使用对线之后，玻璃线纹尺与本装置相对位置就不再变化，后续使用中，只需要被检影像仪器的十字分划线与本装置的两个十字分划线分别重合，两点确定一条直线，即可保证玻璃线纹尺的刻线与被检影像仪器完全垂直或水平，不再需要每次检定校准仪器的时候都要重新调整玻璃尺刻度线，这样一方面可以大幅度降低检定前的调整时间，提高工作效率，另一方面大幅度提升检定质量，降低个人视力差造成的读数误差。

以检定万能工具显微镜为例，在实际工作中，因二等玻璃线纹尺没有专用的夹装装置，在检定过程中，需要将玻璃尺内的刻线与万能工具显微镜目镜内的十字线对齐。玻璃线纹尺长度为200mm，工具显微镜的目镜只能观察到玻璃尺的一部分刻线，因此，需要先将前端线纹与十字线对齐，然后移动万能工具显微镜的X轴至线纹尺的后端，再通过调整玻璃尺的位置将后端线纹与十字线对齐。因线纹尺没有固定装置，所以在第二次调整时，已经调好的前端会有变化，需要将万能工具显微镜再次移动到前端位置再进行调整。如此重复调整，根据实际操作经验得知，在进行一个方向的刻度线平行调整时，需要调整（3-5）次，耗时大概（5-10）分钟，才能使玻璃线纹尺的刻线与万能工具显微镜的十字线对齐，操作效率较低。同时，因玻璃尺内的刻线宽度大于目镜十字线的宽度，实际对线效果也受到检定人员的视力影响。工具显微镜示值允许误差为（1+L /100）μm，L为被检刻度尺长度（mm），二等玻璃线纹尺的允许误差为±0.5μm，如此高精度的检定过程，极易受到人为因素的影响，进而导致检定结果与实际不符。

针对本项目需要实际解决的问题，经过近2个月的结构设计及三维验证，本结构可以完美的解决以下5个问题。问题解决方案如下：

1、如何设置符合要求的十字线？需要设计几个十字线？

万能工具显微镜X方向有效行程为200mm，Y方向有效行程为100mm，常规的玻璃线纹尺长度为230mm。因此只能在玻璃线纹尺的上方或者下方设置十字线。由于Y方向行程较小，因此需要设计3个十字线，每个十字线的间距为80mm。该间距可同时满足X、Y方向的定位功能。十字线刻在玻璃片上，由于十字线线宽要求0.01mm，使用光刻机刻线。

2、在哪个位置设置十字线更为合理和便捷？

在玻璃线纹尺快速定位装置的下面设置十字线，能符合方便操作的原则。使用过程中，使得目镜的十字线和设计的3个十字线的其中任何1个十字线水平和竖直对齐，则玻璃尺的竖线和目镜的十字线水平对齐。十字线对齐后，移动X、Y方向的导轨，即可进入测量模式。

3、如何确保不同型号尺寸的玻璃线纹尺能兼容？

由于玻璃线纹尺为塑料制品，使用不当极易造成磨损和变形，因此专门设计了玻璃线纹尺保护壳，使用过程中只需将玻璃尺放入保护壳内，即可保证玻璃尺不受外力作用。保护壳的结构简单，制造成本低廉。可以根据不行型号的玻璃尺进行修正和定制。在调整后，使用螺钉将保护壳和快速定位装置本体相对固定。即可保证玻璃线纹尺一次调整后，后续使用过程不再需要调整位置。

4、如何实现玻璃线纹尺的调整功能？

针对实际使用过程中，玻璃线纹尺会倾斜或者发生移动，在装置的两侧分别设置自动锁紧压板和调整旋钮。通过调整保护壳两端的调整旋钮，可使得玻璃线纹尺前后摆动。自动锁紧装置保证调整位置不发生变化。待调整好之后，使用螺钉锁紧。

5、如何确保玻璃尺不持续受外力影响导致变形？

对玻璃线纹尺的保护壳，采用铝合金制作，在整个调整过程中，受力点均集中在保护壳上，玻璃尺不会受到外力影响，即不会使玻璃尺受力变形。

由于本装置采用了三个十字线，为保证定位精度和准确性，在每个玻璃片处设计调整装置，使每个玻璃片均可沿原点转动。通过调整。可使三个十字线完全水平。

一种新型的玻璃线纹尺快速定位装置的科技项目主要在于研发一种全新的定位装置，能通过本装置的快速定位，保证检定质量，缩短调整时间，降低劳动强度。本装置的主要创新点在于，将玻璃线纹尺的对线方式，从传统的平行线重合，转移到十字线重合，通过微调旋钮的作用，以便将玻璃线纹尺快速定位。

参考文献：