[发明专利]直线位移台运动平行度的非接触检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直线位移台运动平行度的非接触检测方法。

背景技术

直线位移台是用以带动负载在其运动平面进行直线移动的装置。位移台理想的移动路径为直线，沿运动直线在垂直水平面的偏移量称为运动平行度，运动平行度只能通过机械加工和装调来保证精度，是实现直线位移台高精度的关键。

现有检测方式有接触式和非接触式两种。

现有接触式检测工具主要是千分表，主要缺点是分辨率和精度低、误差大，易对器件造成损伤，另外不能自动记录数据，需要大量检测时间。

现有非接触式检测工具有自准直仪、干涉仪等等。自准直仪是基于自准直原理的高精度角度测量仪器，再通过换算得到位移变化量，检测结果不直观。干涉仪是利用干涉原理测量光程差从而测定有关物理量的光学仪器。二者测量精度较高，但是比较昂贵，多用于长行程位移台的检测，另外对温度、湿度、振动、洁净度等测量环境要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直线位移台运动平行度非接触检测方法，该方法应具有测量精度高、操作简单、测量结果直观、成本低廉、对测量环境要求不高的的特点。

本发明的被测物为直线位移台，主要包括导轨、丝杠、基座、运动滑块、连接孔、电机。定义XY平面为水平面，基座下底面平行于XY平面，导轨运动方向为X向，Z向垂直于XY平面，直线位移台在工作的过程中基座静止不动，丝杠在电机6的驱动下旋转，带动运动滑块沿导轨往返运动，直线位移台理想的移动路径为沿X向的直线运动，在XZ平面上的最大运动偏移量称为运动平行度，即本发明的被测量。

本发明的技术解决方案如下：

一种直线位移台运动平行度非接触检测方法，其特点在于检测装置包括隔震平台、转接架、螺钉、位移传感器和检测基准块，该方法的检测步骤如下：

第一步，检测装置安装：将所述的隔震平台水平放置，调整上表面平行于水平面XY面，将待测的直线位移台的基座的下底面直接置于所述的隔震平台上，待测的直线位移台的导轨的运动方向为X轴方向，所述的检测基准块的下表面置于所述的隔震平台上并与所述的直线位移台的侧面留有一定间隙，避免由于直线位移台运动时产生振动而带来影响，所述的检测基准块的最长边大于待测的直线位移台的全行程且沿X轴方向摆放，调整至检测基准块的上表面平行于水平面XY面，将所述的转接架置于所述的直线位移台的运动滑块上，利用螺钉旋入直线位移台的运动滑块上的连接孔固定；将所述的位移传感器与转接架的一侧面通过螺钉刚性固定，使运动滑块移动到任意位置时，所述的位移传感器的传感面始终处于所述的检测基准块的上表面的上方，使所述的位移传感器的传感面的法线垂直并位于所述的检测基准块的上表面，所述的直线位移台的运动滑块在电机的驱动下沿导轨的方向移动到测量运动平行度的起点位置，此时令位移传感器的传感面相对于检测基准块的上表面的距离为z₀，在XZ平面内的位移变化量为零；

第二步，测量：待测的直线位移台的电机驱动所述的运动滑块沿导轨在行程范围内连续移动，所述的位移传感器以设定的时间间隔自动记录传感面相对于检测基准块的上表面在XZ平面内的位移量z，生成x1、z1，x2、z2，x3、z3，x4、z4，x5、z5，……，xn、zn，变化量△z＝z－z0，；

第三步，数据处理：将所述的x1、z1，x2、z2，x3、z3，x4、z4，x5、z5，……，xn、zn导出，利用最小二乘法拟合出一条直线，该直线向上最大偏离(+△Z1)与直线向下最大偏离(+△Z2)之和，即为所述的直线位移台的运动平行度。

所述的隔震平台的上表面的平面度小于待测直线位移台的运动平行度一个数量级。

所述的检测基准块的上表面的平面度要小于待测直线位移台的运动平行度两个数量级。

本发明的工作原理：通常位移传感器用来测量被测物体的位置、位移等变化，本发明被测基准为平面度远远小于直线位移台运动平行度的检测基准面，故直线位移台运动时位移传感器测量出的相对于检测基准块上表面的在XZ平面上的位移变化量即为与位移传感器运动一致的的直线位移台在XZ平面上的位移变化量，其最大差值即位移台的运动平行度。

本发明的积极效果：