[发明专利]一种导轨平行度测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于基础制造装备几何误差测量技术领域，具体是涉及一种结构简单易于安装、响应速度快的机床导轨平行度测量方法及装置。

背景技术

目前，一些对形状和精度要求比较高的导轨通常会有平行度的公差要求，虽然可以通过三坐标测量仪或者相关的专用测量仪器对两个导轨面的平行度进行测量，但是由于操作复杂、设备成本昂贵等问题，所以无法在制造业中得到广泛的应用。

国内外已有一些研究成果和应用实例，如在中国专利文献上公开的“一种平面度及平行度测量装置和测量方法(公开号CN103411577A)”就是一种平面度及平行度测量装置，但其内部结构复杂，操作难度大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种导轨平行度测量方法及装置，实现了导轨平行度的快速测量，解决现有测量方法计算冗杂、操作难度大的问题。

一种导轨平行度测量方法，包括以下步骤：

(1)将左、右侧导轨的其中一侧作为基准导轨，另一侧作为被测导轨；

(2)同时采样左侧、右侧导轨的高度信息；

(3)采用最小二乘法对基准导轨的采样高度进行拟合得到一条基线；

(4)在基准导轨上搜索距离基线上方最远的两个测量点高度，两高度连接生成第一上包容线；在基准导轨上搜索距离基线下方最远的一个测量点高度，生成通过该测量点且平行于第一上包容线的第一下包容线；

(5)在基准导轨上搜索距离基线下方最远的两个测量点高度，两高度连接生成第二下包容线；在基准导轨上搜索距离基线上方最远的一个测量点高度，生成通过该测量点且平行于第二下包容线的第二上包容线；

(6)从第一上、下包容线的间距和第二上、下包容线的间距选择最小者，其对应的上、下包容线作为评定平行度的基准包容线；

(7)生成平行于基准包容线且包容被测导轨采样高度的上、下包容线，上、下包容线间的纵向间距即为平行度。

进一步地，按照步骤(1)-(7)的测量方式测量N次得到N个平行度，计算N个平行度的均值D和标准偏差S，依据均值D和标准偏差S计算得到最终平行度D±3S。

一种导轨平行度测量装置，包括测量部件和数据处理系统，所述测量部件包括左、右对称设置且结构相同的测量单元；

测量单元包括纵向调整机构、横向调整机构和位移传感器；横向调整机构安装于纵向调整机构上，传感器安装于横向调整机构上；纵向调整机构和横向调整机构用于将传感器移动至目标位置；位移传感器的输出端连接数据处理系统的输入端；两测量单元的位移传感器分别用于采集左、右导轨的高度信息，数据处理系统用于以其中一个导轨的高度为基准，计算另外一个导轨相对基准导轨的平行度。

进一步地，所述数据处理系统包括：

基线生成模块，用于将左、右侧导轨的其中一侧作为基准导轨，另一侧作为被测导轨，采用最小二乘法对基准导轨的采样高度进行拟合得到一条基线；

第一包容线生成模块，用于在基准导轨上搜索距离基线上方最远的两个测量点高度，两高度连接生成第一上包容线；在基准导轨上搜索距离基线下方最远的一个测量点高度，生成通过该测量点且平行于第一上包容线的第一下包容线；

第二包容线生成模块，用于在基准导轨上搜索距离基线下方最远的两个测量点高度，两高度连接生成第二下包容线；在基准导轨上搜索距离基线上方最远的一个测量点高度，生成通过该测量点且平行于第二下包容线的第二上包容线；

基准包容线生成模块，用于从第一上、下包容线的间距和第二上、下包容线的间距选择最小者，其对应的上、下包容线作为评定平行度的基准包容线；

平行度计算模块，用于生成平行于基准包容线且包容被测导轨采样高度的上、下包容线，上、下包容线间的纵向间距即为平行度。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明测量时，位移传感器沿导轨方向做直线运动，测量两侧导轨的高度信息，以其中一个导轨的高度为基准，计算另外一个导轨相对基准导轨的平行度。该方法操作简单，计算复杂度底，实现了机床导轨平行度的快速测量，降低了测试成本，结构简单易于安装，工程实用性强。

附图说明

图1是本发明的一种安装示意图；

图2是本发明的一种结构示意图；

图3是本发明导向板与纵向移动滑块结合部的一种结构示意图；

图4是本发明数据处理系统的工作流程图。

具体实施方式