[实用新型]小阿贝误差三维测量系统

说明书

技术领域

本实用新型是涉及一种测量热变形的小阿贝误差三维测量系统。

背景技术

在现代精密机械与仪器工程技术中，温度引起的热误差占仪器精度全误差的40～70％，已成为影响其性能及精度的关键因素。准确测量出实验对象的热变形特性，是机械热误差理论与应用研究的根本保障。

为实现在温度场环境下精确测量机械零件热变形，本申请的发明人此前已提出过两项中国专利一申请，一项是申请号为：99211681.3，名称为：精密零件热变形高精度测量装置的专利申请，但是，该装置一方面只能用于二维测量，另一方面无法实现数控，因而限制了其测量功能；另一项是申请号为：200410014822.1，名称为：三维高精度多功能热变形实验装置的专利申请，该装置可以实现三维测量，恒温箱具有温度数显功能。但是，由于人工操作工作台X向、Y向与Z向运动使操作复杂，人工读数的测量工作量大，实验费时，数据统计缓慢，数学建模效率较低。测量精度具有时效性的特点，即恒温箱内实验装置以铁为主体结构，主体结构具有温度变形特征，实验装置自身热误差难以避免；不仅如此，该装置的主体结构采用了传统叠加式三维工作台的结构方式，阿贝误差影响严重；也由于结构叠加，存在工作台运动到导轨边缘力变形影响严重的现象，导致实验装置本体综合误差较大。为保持高精度，需定期给予整个实验装置进行误差修正，由此带来维护成本的增加。此外，装置对于不同恒温箱提供不同温度场环境时，由于实验装置无法移动，从而不具有通用性，限制了实际使用。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种应用于热变形检测中的高效、准确、简单的小阿贝误差三维测量系统，以期能够在机械加工制造企业中得到广泛的实际应用。

本实用新型小阿贝误差三维测量系统的结构特点是：

设置机械传动单元中具有：

X向组件，是在X向导轨座上固定设置X向导轨，并有X向滑块与所述X向导轨滑动配合，在所述X向滑块上固定设置X向滑座；

Y向组件，在Y向导轨座上固定设置Y向导轨，并有Y向滑座与所述Y向导轨滑动配合；所述Y向导轨座与X向滑座为固联；所述X向导轨的上表面与Y向导轨的上表面处在同一平面上；

Z向组件，是在Z向底座上固定设置安装有Z向导轨的Z向导轨座，Z向滑块与Z向导轨滑动配合，Z向滑座固定设置在Z向滑块上；用于夹持传感器的Z向夹头固定设置在Z向滑座上；

平衡组件，在Z向导轨座的顶部固定设置转向滚轮，支承在所述转向滚轮上的钢丝绳一端连接Z向滑座，另一端设置悬吊平衡锤，以所述平衡锤作为Z向滑座及Z向夹头的配重块；

设置测量单元中由光栅尺和光栅头构成的各光栅组件分别是：

X向光栅组件，在所述X向导轨座的侧部设置X向400光栅尺，对应设置的X向光栅头固定设置在所述X向滑座的侧部；

Y向光栅组件，在所述Y向导轨座的侧部设置Y向250光栅尺，对应设置的Y向光栅头固定设置在Y向滑座的侧部；

Z向光栅组件，在所述Z向导轨座上设置Z向250光栅尺，对应设置的Z向光栅头固定设置在Z向滑座的侧部。

传感器是采用传感器自身具有0～2mm测量行程的微量运动位移测量装置。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型测量装置在测量时，传感器中心线延长线与X、Y轴相互垂直并相交，即三线共点，相对于二维共平面工作台，可有效减小X、Y方向阿贝误差。

2、本实用新型X向导轨12与Y向导轨5的导轨面在同一个水平面内，不仅可以有效的减小Z向阿贝误差，而且由于Y向组件内嵌于X向组件中，使工作台在Y向导轨上运行时刚度得到增强，减小了力变形误差影响。

3、本实用新型测量装置使用了平衡锤与Z向导轨组件相连接，使得传感器在做上下运动时更加快捷方便，同时减低了能耗。

4、本实用新型检测重复性好、精度高、误差小、检测效率高、测量范围广。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型平衡组件结构示意图；

图3为本实用新型计算机信号处理单元方框图；