[发明专利]一种直线进给系统的导轨直线度测量装置及方法

权利要求书

1.一种直线进给系统的导轨直线度测量装置，其特征在于，直线进给系统的导轨基准坐标系为以竖直方向为Z轴，滑块的移动方向为Y轴，水平垂直远离导轨的方向为X轴；

所述测量装置包括分别固定在滑块上的第一测量夹具(1)和第二测量夹具(2)，固定在第一测量夹具(1)上的激光准直仪(6)，分别对称设置在第二测量夹具(2)X向上的二号位移传感器(3)和三号位移传感器(4)，以及设置在第二测量夹具(2)Z向上的一号位移传感器(5)；激光准直仪(6)的光路与第一测量夹具(1)Y向平行；一号位移传感器(5)的中心线经过激光准直仪(6)的中心点；二、三、一号位移传感器(3、4、5)位于同一个垂直于Y向的平面内；

二号位移传感器(3)和三号位移传感器(4)分别用于测量导轨与滑块之间Y向的位移间隙；

一号位移传感器(5)和激光准直仪(6)用于测量滑块和导轨之间Z向位移间隙。

2.根据权利要求1所述的一种直线进给系统的导轨直线度测量装置，其特征在于，第一测量夹具(1)固定于两个成间隙设置的滑块上；第二测量夹具(2)设置在两个滑块的间隙中，且固定在第一测量夹具(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种直线进给系统的导轨直线度测量装置，其特征在于，二、三和一号位移传感器(3、4、5)均采用电涡流位移传感器，测量精度为0.25um。

4.根据权利要求1所述的一种直线进给系统的导轨直线度测量装置，其特征在于，激光准直仪(6)的测量距离为0-15m，测量精度为0.1um。

5.一种直线进给系统的导轨直线度测量方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，建立如权利要求1所述的测量装置，确定第一测量夹具和第二测量夹具以及三个位移传感器和激光准直仪之间的几何关系，建立对应的几何模型；

步骤2，根据建立的几何模型，以激光准直仪的激光光路作为基准，通过激光准直仪测量得到导轨的直线度分别如下，

竖直方向的测量值为e_z(y_i)＝B_z+m_z(y_i)-h₁-d₁(y_i)；

水平方向的测量值为

其中，B_z是激光基准与导轨竖直方向上的距离，m_z(y_i)为激光准直仪竖直方向读数，h₁为一号位移传感器接收面与激光准直仪中心竖直方向上的距离，d₁(y_i)为一号位移传感器的读数；

B_x是激光基准与导轨水平方向的距离，G_x是导轨左右两侧面的测量值之差，l₂为二号位移传感器与激光准直仪水平方向上的距离，l₃为三号位移传感器与激光准直仪水平方向上的间距，m_x(y_i)为激光准直仪水平方向读数，d₂(y_i)为二号位移传感器的读数，d₃(y_i)为三号位移传感器的读数。