[发明专利]高精度平面度在线测量装置及测量方法

权利要求书

1.高精度平面度在线测量装置，包括主要由导磁块(2)、C向旋转工作台(3)、Z向运动轴(7)、X向运动轴(8)、床身(9)、床座(10)、刀具夹持系统和控制系统组成的数控立式车床；

其特征在于，还包括，

刀杆接柄(6)、适配器(5)、长度计(4)、数显装置和PC机；

所述刀杆接柄(6)夹持固定在刀具夹持系统上；

所述适配器(5)固定在刀杆接柄(6)上，长度计(4)固定在适配器(5)上且沿Z向设置，适配器(5)能够相对于刀杆接柄(6)运动，调节长度计(4)的位置，使长度计(4)的探针在工件(1)的被测面上的Z向投影恰好落在数控立式车床的X轴上；

所述数显装置与长度计(4)连接，显示长度计(4)的测量值；

所述PC机与数显装置、控制系统分别连接，PC机采集并存储数显装置的数据，且通过控制系统实时控制数控立式车床。

2.根据权利要求2所述的高精度平面度在线测量装置，其特征在于，所述刀杆接柄(6)的顶端设有凸台(6-1)，凸台(6-1)夹持固定在刀具夹持系统上，刀杆接柄(6)的侧面设有凹槽，凹槽一端开口。

3.根据权利要求2所述的高精度平面度在线测量装置，其特征在于，所述适配器(5)由底座(5-1)和固定在底座(5-1)上的凸台(5-2)组成，凸台(5-2)置于刀杆接柄(6)的凹槽内，能够相对凹槽移动，并通过紧固螺钉夹持固定。

4.根据权利要求3所述的高精度平面度在线测量装置，其特征在于，长度计(4)通过自带螺钉固定在适配器(5)的底座(5-1)上。

5.采用权利要求1-4任何一项所述的高精度平面度在线测量装置测量平面度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将数控立式车床的C轴定位到0度，移动X向运动轴(8)和Z向运动轴(7)，使长度计(4)的探针头到工件(1)的被测面的Z向位移在长度计(4)的量程内；

步骤二、通过长度计(4)的控制开关使长度计(4)的探针头与工件(1)的被测面接触，获得一个采集点，将PC机上的数据采集软件归零，以该采集点作为工件(1)的被测面的第一个直径上的第一个数据点x₁₁＝(1，0)，通过长度计(4)的控制开关抬起探针头，转动C向旋转工作台(3)，采集该第一个直径上的其它数据点x_1i＝(1，z)，i表示工件(1)的被测面的同一直径上的第i个采集点，i为整数且1≦i≦n，n为工件(1)的被测面的同一直径上所需采集的数据点的个数，z为长度计(4)的测量值；

步骤三、采集完第一个直径上的所有数据点后，通过移动X向运动轴(8)，采集工件(1)的被测面上其它直径上的数据点x_ki＝(k，z)，k表示工件(1)的被测面上的第k个直径，k为正整数且k≥2；

步骤四、读取PC机上采集的所有数据点，采用最小二乘法求取平面度。

6.根据权利要求5所述的高精度平面度在线测量方法，其特征在于，所述步骤一中，长度计(4)的探针头到工件(1)的被测面的Z向位移在2-5mm的范围内。

7.根据权利要求5所述的高精度平面度在线测量方法，其特征在于，所述步骤二中，C向旋转工作台(3)转动的角度为360°/n。

8.根据权利要求5所述的高精度平面度在线测量方法，其特征在于，所述步骤二中，n≧12。

9.根据权利要求5所述的高精度平面度在线测量方法，其特征在于，所述步骤四中，读取软件为matlab软件。