专利名称：中心、倾角检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中心、倾角检测仪，应用于光电、机械、模具加工及其他工件加工调试中的中心点和平面倾角精确定位的领域。
背景技术：
在光电行业，对激光头的物镜和二维调节器的装配过程中，需要检测物镜与框架的倾角，和物镜的焦点中心在激光头上X轴、Y轴和Z轴所处的位置，并精确定位。现有技术中多采用对激光头的电性能来确定物镜中心和倾角，调试时间长，工效低，且定位精确度低。中国专利CN2223479Y公开了光电倾角检测仪，由检测部分，计数显示部分和壳体组成，检测部分由反射板、光电传感器和电源组成，计数显示部分由前置放大电路、调整电路和电压表组成，该光电倾角检测仪只能检测倾角，不能检测中心所处位置，而且结构比较复杂。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种调试时间短，工效高，定位精确的中心、倾角检测仪。
实现上述目的的技术方案是一种中心、倾角检测仪，包括立柱、支架、壳体和检测部分，壳体固定在支架上，检测部分由位于壳体内的CMOS镜头、激光二极管、固定座、分光棱镜、成像板、具有检测电路的线路板以及安装在壳体底部的镜头转换器组成，激光二极管安装在固定座上，并与线路板电连接，分光棱镜位于激光二极管的下方，成像板位于分光棱镜的前方，CMOS镜头位于成像板的上方。
采用上述技术方案后，利用激光的准直特性检测倾角，用一束激光束打在被测工件表面，并在被测工件表面放置平行镜片，工件在水平上发生倾斜时，激光束反射回检测器的光线将随着工件的倾斜发生变化，在成像时产生X、Y的位移，用屏幕上光电的移动就可检测出工件的倾斜变化；中心位置检测时，在物镜下面装有激光二极管，使激光二极管发光，此时物镜表面就有一个光点，物镜在水平的X-Y运动或位移时，表面的光点也随之同步移动，用光学放大镜组将其光点放大，并采用CMOS镜头捕捉该光点使之显示到监视器的屏幕上，当物镜移动时，屏幕上的光点也同步移动，从而实现对物镜的位置检测，由于使用了高倍的光学放大系统，当物镜有一点位移发生时，其相对的光点产生的位移被放大了10～20倍，所以能很直观地控制其位移量，或者是精确地将其中心定位。由于壳体底部装了镜头转换器，检测倾角时，将镜头扭到倾角位置，当要检测中心点，将镜头转到中心位置，这样通过镜头转换器就能同时完成对物镜的倾角和中心进行实时检测，而且调试时间短，工效高，由于实现了倾角和中心点两个定位同时调整，可以达到对工件精确定位。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的左视示意图；图3为图2的I部放大图；图4为本实用新型检测倾角时的工作原理图；图5为本实用新型检测中心时的工作原理图；图6为本实用新型的线路板上的检测电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1～3所示，一种中心、倾角检测仪，包括立柱1、支架8、壳体4和检测部分，壳体4固定在支架8上，检测部分由位于壳体4内的CMOS镜头2、激光二极管3、固定座11、分光棱镜5、成像板7、具有检测电路的线路板10以及安装在壳体4底部的镜头转换器6组成，激光二极管3安装在固定座11上，并与线路板10电连接，分光棱镜5位于激光二极管3的下方，成像板7位于分光棱镜5的前方，CMOS镜头2位于成像板7的上方。
如图1所示，支架8可移动地安装在立柱1上，并在支架8上设置有高度调节机构9。采用高度调节机构9可以很方便的调整检测仪的高度。
图6为线路板10上的检测电路原理图，通过该检测电路上的发光二极管D11可以指示物镜的中心位置，通过该检测电路上的发光二极管D12可以指示物镜的倾角。上述检测电路可以根据设计需要而变化，这里仅举一种实施例。
本实用新型的工作原理(分倾角检测，中心检测两部分论述)如下a.检测倾角时的工作原理(本仪器在检测倾角时采用激光的自准直原理)如图4所示，当仪器置于倾角检测时，倾角检测指示灯亮，激光二极管3发光，激光束经过分光棱镜5打到工件表面所放置的平行镜12上，当工件保持水平时激光束沿原来的光路返回；当工件发生水平倾斜时，工件表面的平行镜12也随之产生倾斜通过工件表面的平行镜12所反射的光束与激光二极管3发射的激光束形成一个夹角α。α与工件的表面倾斜量成正比，工件发生倾斜时平行镜12反射回的光点也就随之发生在成像板7上的X、Y的物理位移。我们通过对成像板上的光点进行捕捉，直观的反映出工件的物镜13的倾斜量，从而有效的监测工件的物镜13的水平倾斜。
b.中心检测的工作原理(本仪器在检测工件物镜的中心时，采用类似测角仪的工作原理，下面仅以激光头生产时的工作原理进行阐述。)如图5所示，当仪器置于中心检测时，中心检测指示灯亮。同时镜头转换器6将一组放大镜转换到分光棱镜5和平行镜12之间，通过电路转换控制使工件自身的LD(半导体激光二极管)发光。因为工件的LD的位置是固定不变的，所以当工件的物镜13在X、Y平面发生位移时，LD所发射的激光束经过工件物镜13时会在工件物镜13的表面产生一个与LD自身发射的光束形成一个夹角β的光束；通过分光棱镜5反射到成像板7、并且在成像板7上形成与工件的物镜13的水平位移成正比的光点。通过镜头转换器6内的光学放大镜对成像板7上的光点进行捕捉，并对其物理位移量进行放大10～20倍、所以直观地对物镜13在X、Y平面的位移进行检测定位，实现对工件物镜的中心定位功能。
权利要求1.一种中心、倾角检测仪，包括立柱(1)、支架(8)、壳体(4)和检测部分，壳体(4)固定在支架(8)上，其特征在于检测部分由位于壳体(4)内的CMOS镜头(2)、激光二极管(3)、固定座(11)、分光棱镜(5)、成像板(7)、具有检测电路的线路板(10)以及安装在壳体(4)底部的镜头转换器(6)组成，激光二极管(3)安装在固定座(11)上，并与线路板(10)电连接，分光棱镜(5)位于激光二极管(3)的下方，成像板(7)位于分光棱镜(5)的前方，CMOS镜头(2)位于成像板(7)的上方。
2.根据权利要求1所述的中心、倾角检测仪，其特征在于支架(8)可移动地安装在立柱(1)上，并在支架(8)上设置有高度调节机构(9)。
专利摘要本实用新型涉及一种中心、倾角检测仪，包括立柱(1)、支架(8)、壳体(4)和检测部分，壳体(4)固定在支架(8)上，检测部分由位于壳体(4)内的CMOS镜头(2)、激光二极管(3)、固定座(11)、分光棱镜(5)、成像板(7)、具有检测电路的线路板(10)以及安装在壳体(4)底部的镜头转换器(6)组成，激光二极管(3)安装在固定座(11)上，并与线路板(10)电连接，分光棱镜(5)位于激光二极管(3)的下方，成像板(7)位于分光棱镜(5)的前方，CMOS镜头(2)位于成像板(7)的上方。本实用新型调试时间短，工效高，对工件的定位精确。可用于光电、机械、模具加工及其他工件加工调试中的中心点和平面倾角精确定位的领域。
文档编号G01B11/26GK2653438SQ0327942
公开日2004年11月3日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者周义惟 申请人:常州凯森光电有限公司