阅读说明：本技术 一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具 (Special jig for flexibly and automatically adjusting thickness of test film ) 是由 陈亮 张宇 黄冈 陈峰磊 郑仲 聂洣佳 于 2021-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具,其包括柔性调整底台、探头悬臂机构、工控电脑、压缩供气源及遮光罩,柔性调整底台包括安装座、多根顶针、橡胶球、安装气管及电磁气阀,安装气管为多组且均匀固定排列在安装座上,顶针动密封连接在安装气管的内部,橡胶球固定在顶针的顶部且位于安装气管的外侧,电磁气阀的一端连接压缩供气源,另一端通过进气管与安装气管连通,电磁气阀为多个且分别与工控电脑电信号连接控制其开闭,探头悬臂机构包括光路探头、悬臂、升降杆及伺服电机,悬臂水平连接在升降杆的顶部边缘,光路探头固定在悬臂的一端,伺服电机与工控电脑电信号连接,遮光罩适配盖设在安装座上,遮光罩的一侧开设观察口。(The invention discloses a special fixture for flexibly and automatically adjusting and testing film thickness, which comprises a flexible adjusting base platform, a probe cantilever mechanism, an industrial personal computer, a compressed air supply source and a light shield, wherein the flexible adjusting base platform comprises a mounting seat, a plurality of ejector pins, rubber balls, a mounting air pipe and electromagnetic air valves, the mounting air pipes are uniformly and fixedly arranged on the mounting seat, the ejector pins are movably and hermetically connected inside the mounting air pipes, the rubber balls are fixed at the tops of the ejector pins and positioned outside the mounting air pipes, one end of each electromagnetic air valve is connected with the compressed air supply source, the other end of each electromagnetic air valve is communicated with the mounting air pipes through an air inlet pipe, the electromagnetic air valves are multiple and are respectively in electrical signal connection with the industrial personal computer to control the opening and closing of the electromagnetic air valves, the probe cantilever mechanism comprises an optical path probe, a cantilever, a lifting rod and a servo motor, the cantilever is horizontally connected to the top edge of the lifting rod, the optical path probe is fixed at one end of the cantilever, and the servo motor is in electrical signal connection with the industrial personal computer, the lens hood adaptation lid is established on the mount pad, and the viewing aperture is seted up to one side of lens hood.)

一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具

技术领域

本发明涉及一种光谱法测量膜面厚度的测试治具，具体涉及一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具。

背景技术

使用光谱法测量阳极氧化涂层，需要将被测物表面与光路探头保证垂直且距离有一定要求，同时要求测试环境必须在一个不受外界光源干扰的环境下进行。由于被测物种类多，外形多样，被测物放置平面上会因为被测物的不规则形状导致被测面与光路探头不垂直，且距离不固定。

目前亚微米级阳极氧化涂层厚度测量装置使用的测试工装是铝合金台架，底台为支撑面，垂直固定杆通过螺纹固定在底台上，固定光路探头的悬臂通过螺丝固定在垂直固定杆上，人工调整悬臂的高度确保光路探头与被测物表面的距离，然后用螺丝锁紧，这种工装易受外界光源干扰，人工调节高度，被测物放置在底台上，当被测物为不规则异形件时不能保证被测面与光路探头垂直。

因此，如何提供一种方便固定不规则形状被测物且易于调节被测物面与探头垂直的柔性自动调节测试膜厚的专用治具是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具，可以调节不规则被测物的测量面，抗干扰能力强。测量准确。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具，其包括柔性调整底台、探头悬臂机构、工控电脑、压缩供气源及遮光罩，所述柔性调整底台包括安装座、多根顶针、橡胶球、安装气管及电磁气阀，所述安装气管为多组且均匀固定排列在安装座上，所述顶针动密封连接在所述安装气管的内部，所述橡胶球固定在顶针的顶部且位于所述安装气管的外侧，所述电磁气阀的一端连接所述压缩供气源，另一端通过进气管与所述安装气管连通控制安装气管内部的充气量，所述电磁气阀为多个且分别与所述工控电脑电信号连接控制其开闭，所述探头悬臂机构包括光路探头、悬臂、升降杆及伺服电机，所述悬臂水平连接在所述升降杆的顶部边缘，所述光路探头固定在所述悬臂的一端，所述升降杆滑动连接在所述安装座上，所述伺服电机固定在所述安装座上且与所述升降杆传动连接带动其升降，所述伺服电机与所述工控电脑电信号连接，所述遮光罩适配盖设在所述安装座上，所述遮光罩的一侧开设观察口。

本发明的有益效果是：通过遮光罩盖设在安装座上，光路探头测量被测物时，避免外界光源干扰，保证测试环境，安装气管内动密封有顶针，顶针的顶部有橡胶球，橡胶球直接与被测物接触，避免损伤被测物，安装气管与压缩供气源连通供气，且通过电磁气阀的开闭控制不同安装气管内的进气量，进而实现顶针的升降，配合不规则被测物的形状。方便调节被测面与光路探头垂直，保证测试结果的准确性，工控电脑用于打开被测物的图形文件，配合调节顶针的位置匹配不规则被测物的外形。

优选的，还包括多个驱动板，多根所述顶针按照矩形排列布置，每根顶针分别适应动密封连接在安装气管内，对应每根所述安装气管均连通有一个电磁气阀，多个电磁气阀形成一个驱动单元，一个驱动单元与一个驱动板电信号连接，多个所述驱动板的MCU与所述电磁气阀电连接，所述驱动板通过RJ45网口与所述工控电脑电信号连接。

优选的，所述压缩供气源为气泵，且通过多通进气管与多个所述安装气管连通，所述电磁气阀分别一一对应连接在多通进气管的多个通路上。

优选的，所述顶针由纯铜材质制成。

优选的，所述安装座的一侧边缘开设滑槽，所述升降杆上下滑动连接在所述滑槽内，所述伺服电机固定连接在安装座上且靠近所述滑槽的位置，所述升降杆的一侧固定连接从动齿条，所述伺服电机的输出轴传动连接齿轮，所述齿轮与所述从动齿条对应啮合带动所述升降杆上下升降。

优选的，所述光路探头垂直固定在所述悬臂远离所述升降杆的一端，所述光路探头连接探测器，探测器的检测信息成像在所述工控电脑上。

优选的，所述遮光罩为矩形，其适配盖设在所述安装座上，所述探头悬臂机构位于所述遮光罩的内侧。

附图说明

图1为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具的整体示意图；

图2为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具的部分示意图；

图3为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具的掀开遮光罩示意图；

图4为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具安装气管分布示意图；

图5为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具探头悬臂机构示意图；

图6为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具A处局部放大示意图；

图7为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具安装座示意图；

图8为本发明一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具控制模块示意图。

1柔性调整底台、101安装座、102顶针、103橡胶球、104安装气管、105电磁气阀、2探头悬臂机构、201光路探头、202悬臂、203升降杆、204伺服电机、3工控电脑、4压缩供气源、5遮光罩、6从动齿条、7齿轮、8驱动板、9观察口、10进气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅本发明附图1至8，根据本发明实施例一种柔性自动调节测试膜厚的专用治具，其包括柔性调整底台1、探头悬臂机构2、工控电脑3、压缩供气源4及遮光罩5，柔性调整底台1包括安装座101、多根顶针102、橡胶球103、安装气管104及电磁气阀105，安装气管104为多组且均匀固定排列在安装座101上，顶针102动密封连接在安装气管104的内部，橡胶球103固定在顶针的顶部且位于安装气管104的外侧，电磁气阀105的一端连接压缩供气源4，另一端通过进气管10与安装气管104连通控制安装气管内部的充气量，电磁气阀105为多个且分别与工控电脑3电信号连接控制其开闭，探头悬臂机构2包括光路探头201、悬臂202、升降杆203及伺服电机204，悬臂202水平连接在升降杆203的顶部边缘，光路探头201固定在悬臂202的一端，升降杆203滑动连接在安装座101上，伺服电机204固定在安装座101上且与升降杆203传动连接带动其升降，伺服电机204与工控电脑3电信号连接，遮光罩5适配盖设在安装座101上，遮光罩5的一侧开设观察口9。

在另一些实施例中，还包括多个驱动板8，多根顶针102按照12*14矩形排列布置，每根顶针分别适应动密封连接在安装气管内，对应每根安装气管104均连通有一个电磁气阀，具体的每3*7个电磁气阀形成一个驱动单元，共形成4个驱动单元，一个驱动单元与一个驱动板电信号连接，4个驱动板8的MCU与电磁气阀105电连接，驱动板8通过RJ45网口与工控电脑3电信号连接。操控方便。

在另一些具体实施例中，压缩供气源4为气泵，且通过多通进气管与多个安装气管104连通，电磁气阀105分别一一对应连接在多通进气管的多个通路上。

具体的，顶针102由纯铜材质制成。

在另一些实施例中，安装座101的一侧边缘开设滑槽，升降杆203上下滑动连接在滑槽内，伺服电机204固定连接在安装座上且靠近滑槽的位置，升降杆203的一侧固定连接从动齿条6，伺服电机204的输出轴传动连接齿轮7，齿轮7与从动齿条6对应啮合带动升降杆203上下升降。进而调节被测物表面与光路探头的位置。

在另一些具体实施例中，光路探头201垂直固定在悬臂202远离升降杆203的一端，光路探头201连接探测器，探测器的检测信息成像在工控电脑3上。

在其他一些实施例中，遮光罩5为矩形，其适配盖设在安装座101上，探头悬臂机构2位于遮光罩5的内侧。

具体的工作步骤：将工件的结构图*3DM、3DS、dwg、stp等格式文件导入工控电脑中，使用Rhino软件将文件打开，确定工件的测试面，将测试面的底面做垂直投影，确定每个顶针的高度，通过工控电脑控制驱动板，通过驱动板控制电磁气阀的开闭实现不同顶针的高度变化，以适应物品的不规则外形。计算机计算工件测试表面到探头的距离，通过伺服电机调整光路探头的高度，实现测量，由于盖设遮光罩，测量稳定，不受外部光源干扰，柔性调整底台上的顶针通过电磁气阀的开闭实现安装气管内的供气，调整多个顶针的高度，匹配不规则被测物的外形，使用方便。避免更换工件和频繁调整的麻烦。

对于实施例公开的装置和使用方法而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。