专利名称：圆球面精度值量测方法
技术领域：
本发明是一种运用量测圆球曲率半径及面精度值的测方法，尤指一种利用简单的接触式球面量测器快速便利地量测出圆球表面精度值的圆球面精度值量测方法。
背景技术：
目前对于物体的曲率半径及薄层物质的厚度的量测工作，一般是利用如图10所示的球径计来进行，该等球径计90的构造和原理很类似于螺旋测微计，其是将一条直尺91置于三角架92，该三角架92的三个顶点分别设有一探脚93，并于该三角架92顶部设有一螺旋器94，该螺旋器94的周边设有一盘边具刻度的圆盘95。如此，欲测量球面的曲率半径时，先将球径计90的三个脚93抵靠于待测球面上，再调整螺旋器94使探测头96刚好顶住球面，即可利用相似三角形的原理，计算出待测球面的曲率半径。
现有的接触式球径计虽然已经能够提供量测物体曲率半径的功能，但是其整体的组成结构显然较为复杂，并且操作使用相当地麻烦不便，特别是在量得探测头的高度落差距离后，必须再经过人工换算方能获知待测球面的曲率半径，不仅整个操作量测作业极为费工费事，并且只要有任何的疏失或不留意，即会造成量测上的严重误差，实在难以运用于圆球表面精度值的量测作业。
再者，目前虽然已经有大型的光学式量测仪器，能够提供量测球面曲率半径及表面精度值的功能，然而这些光学式量测仪器的机体庞大、设备成本极高，并且安装及操作条件严苛，根本无法满足一般的圆球曲率半径及表面精度值量测作业的需求，诚有寻求适当解决方法的必要。
发明内容
有鉴于目前缺乏简便型圆球面精度值量测方法及相关装置的缺弊及限制，本发明的主要目的是在于提供一种能够直接利用接触式球面量测器快速且正确地量测出圆球面精度值的圆球面精度值量测方法，藉以满足一般圆球量测及检验作业的需要。
基于前述目的，本发明所运用的技术手段是在于提供一种圆球面精度值量测方法，其操作流程是包括选用量测座选用一规格合适的量测座结合于一接触式球面量测器，该接触式球面量测器是设有一数字式量表，该量测座是结合于该数字式量表，并有一可伸缩量测的探测杆由该量测座的轴心位穿出，该量测座设有一环形量罩，该量罩的环形端缘是设为具圆截面的球形环面，并预先查知该量测座的球形环面直径D值及圆截面半径r值；平面归零将前述的接触式球面量测器置于一平面标准片，让前述的量测座的球形环面抵靠于该平面标准片，将数字式量表归零；量测以前述的接触式球面量测器对待测对象进行量测作业，由探测杆的探测头测得待测对象的H值，配合已知的换算公式、D值及r值，自动由运算装置换算出待测对象的曲率半径R值；将接触式球面量测器持续移动，让探测杆的探测头抵触到待测对象表面的不同位置，配合运算装置换算出待测球的面精度值RZ值。
本发明可以进一步于接触式球面量测器完成平面归零步骤后，再利用一标准球进行标准球校正步骤，透过所述的探测杆量测换算求得标准球的球径R值，并输入标准球正确的球径数据进行比对校正作业。
本发明所运用的运算装置是可以直接设于数字式量表内部，或者是透过讯号接头及讯号线连结至一具运算装置的计算机，由运算装置运算装置将量测讯号换算显示出相关的量测结果。
本发明运用前述的圆球面精度值量测方法，可以获得的显著功效增进包括有一、本发明的量测作业简便快速，大幅简化圆球曲率半径及球面精度值的量测作业，深具产业利用价值。
二、本发明直接利用一结构精简的接触式球面量测器，即可快速地完成圆球面精度值的量测作业，大幅降低量测作业所需要的设备成本低，充分满足一般的圆球曲率半径及表面精度值量测作业的需求，深具便利性及经济效益。
三、本发明所运用的接触式球面量测器的体积�。褂眉虮悖⑶伊坎獠僮骺焖偃菀�。
四、本发明能够自由选用不同的量测座来进行量测作业，操作利用灵活简便。
五、本发明利用数字式量表搭配计算机等运算装置，可以快速且正确地换算出量测结果，大幅提高量测的精确度及量测效率，有效简化圆球曲率半径及表面精度值的量测作业。
图1是本发明所运用接触式球面量测器的结构分解图。
图2是本发明所运用接触式球面量测器的组合剖面图。
图3是本发明所运用接触式球面量测器可以配合不同量测座及计算机实施使用的示意图。
图4是球径基本量测三角形原理的示意图。
图5是本发明平面归零步骤的操作示意图。
图6是本发明标准球校正步骤的操作示意图。
图7是本发明量测步骤的操作示意图。
图8是本发明利用接触式球面量测器对凹球面进行量测的操作示意图。
图9是本发明利用接触式球面量测器对凹槽底平面进行量测的操作示意图。
图10是习用球径计的结构示意图。
附图中A--接触式球面量测器 B--平面标准片C--标准球 D--待测球10--数字式量表11--轴柱12--探测杆13--显示屏14--设定按钮 15--讯号插槽20--握持座21--柱孔22--接头30--量测座31--螺接部32--杆孔 33--量罩34--球形环面 35--接触环面40--讯号接头 41--讯号线50--计算机90--球径计91--直尺92--三角架93--探脚
94--螺旋器95--圆盘96--探测头具体实施方式
为能详细了解本发明的技术特征及突出显著的功效，兹进一步以如图式所示的较佳实施方式，详细说明如后本发明的圆球面精度值量测方法是配合利用一如图1、2所示的接触式球面量测器A来进行，请参看图1、2所示，该接触式球面量测器A是包括有一设具探测杆12的数字式量表10、一供数字式量表10结合的握持座20、一结合于数字式量表10的量测座30及一可供数字式量表10连接传讯至计算机等运算装置的讯号接头40；其中该数字式量表10于底侧设有一圆柱型轴柱11，一探测杆12由该轴柱11的轴心位穿出且呈可伸缩型态，该数字式量表10于表面设有数字式的显示屏13及数个设定按钮14，并于数字式量表10的侧边设有一可供讯号接头40插接连结的讯号插槽15；该握持座20是供使用者握持操作该接触式球面量测器A，于该握持座20设有一可供数字式量表10所设轴柱11密合穿掣的柱孔21，并且于该轴柱11穿出该柱孔21的端部结合有一接头22，让数字式量表10稳固地结合于该握持座20；该量测座30是以可拆换型态螺接于前述的接头22，于该量测座30的轴心位设有一供探测杆12穿过的杆孔32，该量测座30是设有呈锥斜型态的量罩33，该量罩33的环形端缘是设为具已知半径的球形环面34，并于该量罩33的内面形成斜锥型的接触环面33，本发明所选用的量测座30可以为如图3所示各种不同的规格型态，并且各量测座30均已预先精确量测得知球形环面34的直径D值及圆截面半径r值；该讯号接头40是可对正插设于数字式量表10所设的讯号插槽15，如图3所示，能够透过讯号线41将量测讯号传送到计算机50等各种运算装置，直接将量测讯号转换成各种成凸球曲率半径及球面精度值等各种不同的数据型态来呈现。
如图4所示是目前已知的接触式球面量测原理，其所归纳的公式为
凸球面的待测面曲率半径R=(D2+4H2)8H-r]]>其中D为量测座所设球形环面的直径H为探测头测得的高度差r为量测座所设球形环面的圆截面半径凹球面的待测面曲率半径R=(D2+4H2)8H+r]]>其中D为量测座所设球形环面的直径H为探测头测得的高度差r为量测座所设球形环面的圆截面半径请参看图5、6、7所示，本发明的圆球面精度值量测方法的量测操作流程是包括一、选用量测座选用一个规格合适的量测座30结合于接触式球面量测器A，并查知该量测座30的球形环面34直径D值及圆截面半径r值。
二、平面归零如图5所示，将接触式球面量测器A置于平面标准片B，让量测座30的球形环面34密合抵靠于平面标准片B，并利用数字式量表10所设的设定按钮14将数字式量表10归零。
三、标准球校正如图6所示，利用一个标准球C进行量测校正，透过探测杆12量测求得标准球C让探测杆12缩回的高度差H值，透过前揭的换算公式及运算装置，可以求得所量测的标准球C的球径R值，此时再输入标准球C正确的球径数据，对接触式球面量测器A进行校正作业，藉以提高量测的精确性。
四、量测接触式球面量测器A于完成校正作业后，即可如图7所示，对待测球D进行量测作业，当探测杆12的探测头122测得待测球D的H值后，即可透过前揭的换算公式及数字式量表10内部或所连结计算机50的运算装置，快速地换算测得待测球D的曲率半径R值；再将待测球D持续转动，让探测杆12的探测头抵触到待测球03球面的不同位置，透过运算装置的换算，即可进一步获得待测球D的面精度值RZ值即表面粗糙度、最大的曲率半径、最小的曲率半径及平均的曲率半径…等数据，并由数字式量表10的显示屏13或计算机屏幕清楚地以图表展现出来。
如此，即可快速地完成圆球的曲率半径及球面精度值的量测作业，大幅简化圆球曲率半径及球面精度值的量测作业，深具产业利用价值。
本发明除了可以如图5、6、7所示，对于球形的待测球D进行量测之外，只要配合相对应的计算公式，也可以如图8所示，对于待测对象的凹球面进行量测作业，或者是如图9所示，对于待测对象的凹槽平面的面精度值进行量测，本发明的实施运用相当地灵活简便。
权利要求
1.一种圆球面精度值量测方法，其特征在于，其操作流程是包括选用量测座选用一规格合适的量测座结合于一接触式球面量测器，该接触式球面量测器是设有一数字式量表，该量测座是结合于该数字式量表，并有一可伸缩量测的探测杆由该量测座的轴心位穿出，该量测座设有一环形量罩，该量罩的环形端缘是设为具圆截面的球形环面，并预先查知该量测座的球形环面直径D值及圆截面半径r值；平面归零将前述的接触式球面量测器置于一平面标准片，让前述的量测座的球形环面抵靠于该平面标准片，将数字式量表归零；量测以前述的接触式球面量测器对待测对象进行量测作业，由探测杆的探测头测得待测对象的H值，配合已知的换算公式、D值及r值，由运算装置换算出待测对象的曲率半径R值；将接触式球面量测器持续移动，让探测杆的探测头抵触到待测对象表面的不同位置，由运算装置换算出待测球的面精度值RZ值。
2.如权利要求第1项所述的圆球面精度值量测方法，其特征在于，所述的接触式球面量测器于完成平面归零步骤后，再利用一标准球进行标准球校正步骤，透过所述的探测杆量测换算求得标准球的球径R值，并输入标准球正确的球径数据进行比对校正作业。
3.如权利要求第1或2项所述的圆球面精度值量测方法，其特征在于，所述的运算装置是设于所述的数字式量表的内部，直接由数字式量表显示出相关的量测结果。
4.如权利要求第1或2项所述的圆球面精度值量测方法，其特征在于，所述的数字式量表透过讯号接头及讯号线连结至一计算机，由计算机的运算装置将量测讯号换算显示出相关的量测结果。
全文摘要
一种圆球面精度值量测方法，其主要是利用一具数字式量表及环锥形量测座的接触式球面量测器，对圆球进行量测圆球，当接触式球面量测器利用探测杆测得待测球于量测座产生的高度差H值后，透过环锥形量罩已知换算公式及球形环面的直径D值及圆截面半径r值，配合运算装置的自动换算，即可简便快速地直接换算出待测球的曲率半径R值及待测球的面精度值，大幅简化圆球曲率半径及球面精度值的量测作业。
文档编号G01B5/213GK1707218SQ20041004652
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者游家富 申请人:胜品科技股份有限公司
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