[发明专利]基于复合微进给轴驱动的超长工件直线度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超长工件直线度检测装置，尤其是一种微进给轴驱动的用于超长工件直线度的检测装置及方法。

背景技术

目前世界上精密加工技术成为近些年发展迅速的主要技术之一。现前对于超长工件的检测越来越受到研究者的重视，尤其是对于铁路航天等工业领域有着重要的意义。目前对长工件直线度的检测方法尚少，对超过百米的超长工件的检测方法更是寥寥无几。对长工件的测量方法，有以下几种典型方法：申请号为200810003182.2专利提出一种用于对长形产品如轨道、梁、棒材等类似物件的直线度的测量方法，其特点在于利用了物体的弹性变形来测量物件的直线度，该方法中对被测物体的材料和形状都有一定要求，适用于弹性变形好的物体和规则物体，难以完成μ级精度的测量；申请号为01134379.6专利提出一种消除热漂移和非线性误差的激光测量直线度的方法，减小了长距离的漂移的偏差，利用该方法测量的极限距离为30m，该方法主要通过减小长距离的热偏差来增大工件的检测长度；除此之外，申请号为200810063590.7专利提出一种用于机床导轨直线度的校正方法，利用单个激光干涉仪检测出直线度偏差，然后设计了一可移动导轨来补偿该偏差，此方法主要针对短行程的导轨的直线度偏差进行补偿，来提高机床的加工精度。综合来看，采用激光干涉仪测量直线度精度很高，但其要求测量信号必须连续，所以若直接使用其测量超长工件的直线度，其局限性很大。

发明内容

本发明是要提供一种基于复合微进给轴驱动的超长工件直线度检测装置及方法，该装置及方法利用复合微进给轴驱动来建立一个直线度测量基准，在此基准下使用传感器来准确测量超长工件的直线度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于复合微进给轴驱动的超长工件直线度检测装置，包括实验台床身、测试台支架、驱动装置、数控系统，其特点是：实验台床身上面两侧分别通过导轨支架固定连接导轨，导轨上面滑动配合连接滑台，导轨一侧设有测试台支架，测试台支架前端装有第一至第四激光干涉仪，滑台前端面上装有由垂直直线电机和水平直线电机组成的驱动装置，位于水平直线电机动子上、下，左、右侧依次设有第一至第四反射镜，第三反射镜一侧装有激光位移传感器，第一至第四激光干涉仪分别将各自发出的激光束经第一至第四反射镜反射回到自身的激光干涉仪内；数控系统接受水平和垂直两个方向上的激光干涉仪的数据，得到导轨直线度在水平和垂直方向的偏离方向及偏离量，并向驱动单元发出移动信号，驱动单元给垂直直线电机和水平直线电机发出脉冲信号，垂直直线电机和水平直线电机移动对垂直和水平方向两个方向上的直线度误差进行纠正。

驱动装置包括垂直直线电机动子、垂直直线电机导轨、水平直线电机动子、水平直线电机导轨，垂直直线电机导轨固定在水平方向直线电机动子上；垂直直线电机导轨和水平直线电机导轨上均安装有光栅尺。

测试台支架包括工件支架、夹具，若干个夹具中间放置被测工件，且夹具可沿工件支架上下移动，用于与激光位移传感器对光。

激光位移传感器通过传感器夹具连接在垂直直线电机动子左侧的激光干涉仪支架上。

本发明的有益效果是：本发明是将导轨相对直线基准的偏离方向检测出来并使用两套独立的驱动机构来对导轨直线度进行校正，建立一条准直线测量基准，在此基准下可对超过百米的超长工件直线度进行精确检测。本发明简单方便、科学合理的直线度基准的校正方法，可避免由于导轨直线度过大和测量中存在的余弦误差导致的在长距离检测中无法建立测量直线基准及激光干涉仪不能对光的情况，最终使得对百米长的超长工件直线度进行高精度检测成为可能。

本发明直接面向工程应用，可以直接应用到机械测量中，很好的解决了目前直线度测量中对工件长度测量的局限性及测量的准确度的问题。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）它可以很好地解决了目前机械测量中对超长工件无法测量或不能精确测量的问题，使用本发明的测量方法可以精确测量超过百米长度的超长工件的直线度。

（2）本发明采用了直线电机作为误差补偿的驱动装置，直线电机具有启动快，精确度高，无传动误差等特点，将大大提升整个测量结果的准确度。

（3）本发明对测量环境要求低，且本发明对被测零件的材料、形状、结构等无特殊要求，只要激光位移传感器能够照射到，即可实现测量。

（4）整个发明是高精度的激光干涉仪测量系统、高性能的直线电机与高精度的激光位移传感器组成的一种新型测量直线度方法，设备使用简单，方法易懂，易于操作。

附图说明