[發明專利]一種測量超長導軌直線度的方法

無效

• 申請號: 201210487923.5
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103017690A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王孝坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種測量導軌尤其是超長導軌直線度的方法。

背景技術

隨著工業技術的不斷發展，超長度導軌正越來越多的在多個領域被應用，如機床設備、傳送裝置、鐵路軌道等。而直線度是導軌最重要的技術指標，其精度的高低直接關系著設備的準確性、可靠性和穩定性。

目前，測試導軌直線度的方法很多，一般有三種方法，分別為水平儀測量法、自準直儀測量法和激光干涉儀測量法。

水平儀測量法是一種傳統的直線度測量手段，它操作簡單、使用方便、成本較低。但是其測量精度較低,一般只能達到20μm/m。用水平儀測量法,需要圖解法求解導軌直線度誤差，數據的采集和分析很容易出錯,?該方法需要手動采集導軌上某些固定采樣點坐標,?因此對于超長導軌直線度的測量實現起來非常困難。

自準直儀測量法的精度相對水平儀測量法有所提高,?一般為5μm/?m，但是還難于滿足高精度導軌直線度的測試要求。此外，由于測試光線在空氣中并非絕對準直,?測量范圍越大,?其偏差就越大，因此對于超長導軌的測量，其測量誤差就很大。

激光干涉儀測量法測量距離大、測試精度較高，測量精度一般可到達0.4μm/m。但是對于超長導軌的測量，由于光路過長，空氣擾動、振動等一系列因素將會對測量產生很大的影響，且該方法的數據處理和運算等比較復雜，因此很難高精度的完成對超長導軌直線度的測量。

發明內容

本發明為解決現有測量方法測量精度低、誤差大，并且存在數據處理和運算比較復雜的問題，提供一種測量超長導軌直線度的方法。

一種測量超長導軌直線度的方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、在超長導軌上規劃N個測試采樣點，所述N個測試采樣點的間距相等，所述N為正整數；

步驟二、將球形固定反射器吸附在反射器基座上，反射器基座吸附在導軌滑座上，所述導軌滑座沿超長導軌的長度方向放置在步驟一所述的超長導軌的第一個測試采樣點處；

步驟三、調整激光跟蹤儀，使激光跟蹤儀出射的光束經球形固定反射器后返回激光跟蹤儀，所述激光跟蹤儀獲得第一個測試采樣點的數據信息；

步驟四、移動導軌滑座至下一個測試采樣點，激光跟蹤儀依次采集每個測試采樣點的數據信息；實現對N個測試采樣點的數據采集；

步驟五、采用最小二乘擬合算法對步驟四采集的N個測試采樣點的數據信息進行直線度計算，獲得超長導軌的直線度。

本發明的有益效果：本發明通過擴充激光干涉儀的現有功能，能夠準確的實現對超長導軌直線度的測量；本發明所述的方法數據分析和實驗操作簡便、測試時間短、數據處理簡單、測試成本低以及測試效率很高。

附圖說明

圖1為本發明所述的一種測量超長導軌直線度方法中裝置的結構示意圖；

圖2為本發明所述的一種測量超長導軌直線度方法的流程圖；

圖3為本發明所述的一種測量超長導軌直線度方法的效果圖。

圖中，1、激光跟蹤儀，2、超長導軌，3、球形固定反射器，4、反射器基座，5、導軌滑座。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1至圖3說明本實施方式，一種測量超長導軌直線度方法，其中，該方法涉及的裝置主要包括激光跟蹤儀1、超長導軌2、球形固定反射器3、反射器基座4和導軌滑座5；該方法的具體過程為：

一、規劃測試點；按照等間隔，在超長導軌2上規劃若干測試采樣點；

二、調節光路；將反射器基座4（有磁性）吸附在導軌滑座5上，將球形固定反射器3吸附在反射器基座4上，由于是磁性吸附，三者之間的連接非常平穩，連接完畢后，調節光路，使激光跟蹤儀1對準第一個測試點，由于導軌滑座5與超長導軌面是平行的，因此，測量不同位置導軌滑座面上的點的起伏就反映導軌的直線度。

三、測試點測量；用激光跟蹤儀1對準測試第一個測試點，記錄并采集到第一個測試點的空間位置坐標(X₁,Y₁,Z₁),通過數控機構等間隔調整移動導軌滑座5，激光跟蹤儀1將會一直跟蹤球形固定反射器3，從而可以測定并采集到其它測試點的空間位置坐標(X₂,Y₂,Z₂)、(X₃,Y₃,Z₃)…(X_N,Y_N,Z_N)（假設共有N個測試點）。