[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)導(dǎo)向面誤差及平行度的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710173640.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107014335A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何改云;孫光明;張肖磊;張賀帥;黃燦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B21/20
• 分類(lèi)號(hào): G01B21/20;G01B21/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 劉子文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)測(cè)量領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是涉及一種測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)導(dǎo)向面誤差及平行度的方法。

背景技術(shù)

世界范圍內(nèi)裝備制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，使得機(jī)床向高精度和大型化方向發(fā)展(Kim G H,Han J A,Lee S K.Motion error estimation of slide table on the consideration of guide parallelism and pad deflection[J].International Journal of Precision Engineering and Manufacturing,2014,15(9):1935-1946.)導(dǎo)軌是機(jī)床的重要部件，工作臺(tái)的滑塊的運(yùn)動(dòng)以導(dǎo)軌為基準(zhǔn)，所以，導(dǎo)軌導(dǎo)向面誤差直接影響其支撐部件的運(yùn)動(dòng)精度，進(jìn)而影響到機(jī)床的性能和被加工工件的加工精度。因此，準(zhǔn)確獲得導(dǎo)軌幾何誤差及其平行度誤差是提高工件加工精度的重要前提，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種檢測(cè)雙導(dǎo)軌導(dǎo)向面輪廓誤差的方法，并提出了兩條導(dǎo)軌平行度的評(píng)定方法，本發(fā)明通過(guò)合理布置位移傳感器，結(jié)合激光干涉儀、電子水平儀等儀器測(cè)量導(dǎo)軌導(dǎo)向面誤差，然后根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出兩條導(dǎo)軌上被支撐滑塊的直線(xiàn)度誤差，最后通過(guò)平行度評(píng)價(jià)方法計(jì)算導(dǎo)軌的在水平和垂直方向的平行度。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)導(dǎo)向面誤差及平行度的方法，滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)由床身、工作臺(tái)、導(dǎo)軌、滑塊、絲杠和電機(jī)組成，包括以下步驟：

(1)布置由位移傳感器、激光干涉儀和電子水平儀組成的滾動(dòng)導(dǎo)軌測(cè)試系統(tǒng)；

(2)結(jié)合位移傳感器、激光干涉儀和電子水平儀測(cè)量導(dǎo)軌導(dǎo)向面誤差；

(3)根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出導(dǎo)軌上被支撐滑塊的直線(xiàn)度誤差；

(4)通過(guò)平行度評(píng)價(jià)方法計(jì)算導(dǎo)軌在水平和垂直方向的平行度。

步驟(2)中激光干涉儀測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)的偏擺角誤差θ_z(x)，電子水平儀測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)的俯仰角θ_y(x)，位移傳感器測(cè)量以工作臺(tái)為基準(zhǔn)的滾動(dòng)導(dǎo)軌導(dǎo)向面的位移變化量。

所述滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)包括兩條導(dǎo)軌。在導(dǎo)軌每個(gè)導(dǎo)向面上一前一后分別安裝有一個(gè)位移傳感器。

所述激光干涉儀和電子水平儀均安裝在工作臺(tái)的上表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是：

機(jī)床導(dǎo)軌幾何誤差的測(cè)量有重大的現(xiàn)實(shí)意義，現(xiàn)有的導(dǎo)軌幾何誤差測(cè)試方法是針對(duì)某一種導(dǎo)軌類(lèi)型需要設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)用的工裝才能完成誤差測(cè)試，本發(fā)明通過(guò)激光干涉儀、電子水平儀和位移傳感器相互配合，不需要設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)用的工裝即可完成誤差測(cè)試，具有較強(qiáng)的通用性；且本發(fā)明方法可以節(jié)省大量成本和時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1被測(cè)滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a導(dǎo)軌導(dǎo)向面輪廓誤差主視方向測(cè)試原理圖。

圖2b導(dǎo)軌導(dǎo)向面輪廓誤差側(cè)視方向測(cè)試原理圖。

圖3是滑塊的受力平衡示意圖。

圖4是滑塊受導(dǎo)軌導(dǎo)向面影響姿態(tài)變化圖。

圖5是兩導(dǎo)軌Z向平行度評(píng)定示意圖。

附圖標(biāo)記：1-床身，2-工作臺(tái)，3-導(dǎo)軌，4-滑塊，5-絲杠，6-電機(jī)，7-位移傳感器，8-激光干涉儀，9-電子水平儀

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

1.導(dǎo)軌導(dǎo)向面誤差測(cè)量：

被測(cè)滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)三維示意圖如圖1所示，由床身1、工作臺(tái)2、導(dǎo)軌3、滑塊4、絲杠5和電機(jī)6組成，導(dǎo)軌導(dǎo)向面輪廓誤差測(cè)試原理如圖2a和圖2b所示。

機(jī)床滾動(dòng)導(dǎo)軌測(cè)試系統(tǒng)由位移傳感器7、激光干涉儀8和電子水平儀9組成。激光干涉儀8和電子水平儀9均安裝在工作臺(tái)2的上表面；激光干涉儀8用來(lái)測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)的偏擺角誤差θ_z(x)，電子水平儀9測(cè)量滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)的俯仰角θ_y(x)，位移傳感器7用來(lái)測(cè)量以工作臺(tái)為基準(zhǔn)的滾動(dòng)導(dǎo)軌型面位移變化量。然后，通過(guò)數(shù)據(jù)分析與處理可得出導(dǎo)軌的幾何誤差。