[实用新型]基于组合面型基准件的运动部件多参数检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种运动部件多参数检测系统，特别是一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测系统。

背景技术

机床误差检测领域中，使用较为广泛的机床误差检测仪器有激光干涉仪和球杆仪，由于自身检测原理上的因素，这些仪器在应用于多轴数控机床的误差检测中存在各自的不足：如激光干涉仪调整复杂，一次测量只能获得一个参数，操作要求高，难以实现自动化、快速化，并且价格昂贵，一般企业不具备；球杆仪无法随意规划测量路径，为旋转轴误差辨识的测量步骤设计和理论解耦算法研究增加了难度，且球杆仪以磁力座配合精密球进行接触式测量，需要在低速下运动以保证测量精度，很难适应快速化趋势。一维球列适合各轴的直线标定，但对角度误差检测不具优势，而多轴机床各轴之间的相对误差对加工精度影响非常大。

针对复杂异型零件的加工，多轴数控加工技术凭借其灵活、高效、高精的特点得到了广泛应用和推广，为满足定期精度校准的需要，高效的机床误差检测与辨识方法就成为亟待解决的问题。

多轴数控机床的几何误差检测项目主要包括运动轴的角度误差、定位误差、直线度误差和垂直度误差等，为了检测运动轴的上述误差量，需要提供一种运动轴多参数检测系统，该系统应该操作简单，检测效率高。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测系统，该系统操作简单，检测效率高。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测系统，包括安装在运动部件上的光学测头和卡固在平台上的组合面型基准件，运动部件沿Z轴设置，平台与Z轴垂直，在所述组合面型基准件上设有曲面阵列和平面阵列，运动部件位于所述组合面型基准件的上方；所述光学测头包括激光器、孔径光阑、反射镜、分光棱镜、成像透镜、CCD相机以及数据处理模块，所述激光器发出的准直光束经所述孔径光阑缩成细直光束，细直光束经所述反射镜后入射到所述分光棱镜中，1/2能量的反射光束投射到曲面阵列和平面阵列上的任意一点，该点反射的光束经所述分光棱镜透射后，通过所述成像透镜成像在所述CCD相机上，所述数据处理模块根据所述CCD相机中光斑的位置，计算获得运动部件的多项参数。

本实用新型具有的优点和积极效果是：基于光学曲面制造技术，采用光学非接触测头测量组合面型基准件上的曲面阵列和平面阵列，一次测量可获得4项参数，相比激光干涉仪，极大地提高了检测效率，操作简单；组合面型基准件可根据实际测量需要进行拼接，具有较宽的检测范围；随着自由曲面制造技术的发展，面型加工精度可达纳米级别，因此采用组合面型基准件检测机床误差，具有较高的精度潜力，特别适用于机床等需要定期进行误差检测的多轴系统。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的光路图。

图中：1、光学测头；1-1、激光器；1-2、孔径光阑；1-3、反射镜；1-4、分光棱镜；1-5、成像透镜；1-6、CCD相机；2、组合面型基准件，2-1、曲面，2-2平面。

具体实施方式：

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2，一种基于组合面型基准件的运动部件多参数检测系统，包括安装在运动部件上的光学测头1和卡固在平台上的组合面型基准件2，运动部件沿Z轴设置，平台与Z轴垂直，在所述组合面型基准件2上设有曲面2-1阵列和平面2-2阵列，运动部件位于所述组合面型基准件2的上方。

所述光学测头1包括激光器1-1、孔径光阑1-2、反射镜1-3、分光棱镜1-4、成像透镜1-5、CCD相机1-6以及数据处理模块，所述激光器1-1发出的准直光束经所述孔径光阑1-2缩成细直光束，细直光束经所述反射镜1-3后入射到所述分光棱镜1-4中，1/2能量的反射光束投射到曲面阵列和平面阵列上的任意一点，该点反射的光束经所述分光棱镜1-4透射后，通过所述成像透镜1-5成像在所述CCD相机1-6上，所述数据处理模块根据所述CCD相机1-6中光斑的位置，计算获得运动部件的多项参数。

具体步骤如下：

1)通过标定得出所述光学测头1的光轴在所述CCD相机中1-6的位置坐标O(x₀，y₀)，调整所述光学测头1的光束和所述组合面型基准件2上的曲面2-1中心线以及平面2-2法线平行；