[发明专利]一种高精度竖直测量细长件外形轮廓的装置

权利要求书

1.一种高精度竖直测量细长件外形轮廓的装置，其特征在于：主要由竖直基准导向运动组件(1)、多尺寸测量组件(2)、快速定位组件(3)、运动控制系统组成；竖直基准导向运动组件(1)是整套测量装置测量导向的基础，用于为多尺寸测量组件(2)和快速定位组件(3)提供精密导向驱动和偏摆修正的准直激光；所述的多尺寸测量组件(2)用于在竖直基准导向运动组件(1)的导向驱动下，实现被测件(108)竖直不同测量位置截面轮廓尺寸的精密测量；所述的快速定位组件(3)，用于适应不同高度测量件(108)的需求，在竖直基准导向运动组件(1)的导向驱动下实现被测件(108)的自动辅助定位，提升被测件安装效率和初定位精度；所述的运动控制系统用于系统的运动控制与数据的采集计算。

2.如权利要求1所述的一种高精度竖直测量细长件外形轮廓的装置，其特征在于：竖直基准导向运动组件主要由底座(101)、偏摆修正准直激光器(102)、被测件安装台(103)、导轨(104)、竖直背架(105)、多尺寸测量组件安装台(106)、丝杠(109)、快速定位组件安装台(110)、配重滑轮(111)、配重(107)、光栅尺组成；底座(101)是测量装置承载的基础，用于连接背架(105)及被测件安装台(103)，实现与基础的固定，保证测量装置的稳定；两台偏摆修正准直激光器(102)用于安装在底座(101)上，通过两条竖直的激光基准，通过与两个激光位置传感器PSD(206)配合，实现多尺寸测量组件安装台(106)扭摆尺寸及直线度数据的实时获取，进而补偿其扭摆及直线度误差；两条精密直线导轨(104)安装在竖直背架(105)上用于提供多尺寸测量组件安装台(106)、快速定位组件(110)安装台导向的基准；多尺寸测量组件安装台(105)、快速定位组件安装台(106)的位置通过背架(105)上安装的光栅尺进行测量；丝杠(109)固定安装在竖直背架(105)上，丝杠螺母与多尺寸测量组件安装台(106)、快速定位组件安装台(110)后面安装的空心涡轮蜗杆减速器配合，实现丝杠不动螺母旋转进而带动多尺寸测量组件安装台(106)、快速定位组件安装台(110)不同位置同一组导轨的导向驱动；配重滑轮(111)用于通过钢丝实现多尺寸测量组件安装台(106)、快速定位组件安装台(110)与竖直背架(105)后的配重(107)连接，实现多尺寸测量组件安装台10、快速定位组件安装台(110)重量配平，提升运行的平稳性和安全性；被测件安装台(103)用于安装被测件(108)，其上安装有四边型、六边形、圆形不同台阶的标准器，用于实现被测件(108)的底部定位及测量装置的自校准。

3.如权利要求1所述的一种高精度竖直测量细长件外形轮廓的装置，其特征在于：所述的多尺寸测量组件(2)主要由高精度位移传感器(201)、高精度位移传感器安装座(202)、径向精密位移台(203)、横向扫描位移台(204)、空心旋转轴(205)、激光位置传感器PSD(206)、驱动电机(207)、摩擦驱动件(208)、连接盘(209)、摩擦驱动盘(210)、旋转圆光栅盘(210)、精密轴承(212)、位置补偿精密位移传感器(213)、基准环规(214)组成；高精度位移传感器(201)采用非接触的方法实现被测件截面轮廓数据的采集；径向精密位移台(203)主要用于拓展高精度位移传感器(201)的测量范围，通过旋转实现不同直径尺寸的被测件(108)的测量；横向扫描位移台(204)用于载运高精度位移传感器(201)和径向精密位移台(203)整体横向移动，进而实现四边型或六边型截面细长被测件(108)单侧面数据的采集，通过旋转则实现其余截面尺寸的测量；空心旋转轴(205)独立于基准环规(214)并与摩擦驱动盘(210)、旋转圆光栅盘(211)固定连接，通过精密轴承(212)安装在连接盘(209)上，在驱动电机(207)和摩擦驱动件(208)的驱动下，在旋转圆光栅盘(211)旋转数据的反馈下实现旋转及定位，进而完成测量动作；两个位置补偿精密位移传感器(206)固定安装在基准环规(214)后面，用于接收来自两台偏摆修正准直激光器(102)的激光实现被测件(108)直线度和偏摆误差的补偿；两个位置补偿精密位移传感(213)成对称分布在空心旋转轴(205)底部，其通过测量基准环规(214)实现由于大直径交叉滚子轴承(212)带来的旋转径向误差的补偿。