[发明专利]一种基于标准平晶与自准值仪的导轨角误差测量方法

说明书

本发明公开了一种基于标准平晶与自准值仪的导轨角误差测量方法，主要步骤包括首先将标准平晶固定于导轨的运动滑块上，并随滑块一起运动；调整平晶面与导轨运动方向平行或垂直；将自准直仪的光束对准平晶平面中心经反射进入自准直仪，自准直仪固定不动，调整自准直仪至工作状态；静置自准直仪与平晶至自准直仪示数产生微小跳动开始测量；记录自准直仪两个方向的角度误差。本发明能够广泛应用机床几何误差的辨识与补偿，测量过程简便易行，极大方便了机床几何误差的测量，实现较快的机床几何误差补偿，提升导轨的运动精度，具有测量方便、测量精度高、测量重复性好的优点。

技术领域

本发明属于机床的设计与制造领域的精密测量技术，具体涉及一种基于标准平晶与自准值仪的导轨角误差测量方法。

背景技术

滚动角误差(Roll Error)是位置相关量，为一种位置相关的几何误差(简称PDGEs，Position-dependent geometric errors)。滚动角误差在固定桥式轮廓中是一项敏感的角度误差，同时传统双频干涉仪自带组件无法辨识线性导轨的滚动误差。阿贝误差是由导轨角度误差和阿贝臂共同作用的结果。即使角度误差很小，也可能因为较大的阿贝臂长产生一个较大的阿贝误差。角度误差的测量中，已经有比较成熟的方法对俯仰角(Pitch)和偏转角(Yaw)进行辨识，俯仰角和偏转角误差常用的设备为自准直仪，差分干涉仪，电子水平仪和多普勒标尺。滚动角误差的测量是所有角度误差测量中最困难的，也是最不容易实现高精度的一项误差测量，因此对于滚动角误差的高精度测量研究仍然是一项重要和迫切的任务。现有技术一般通过复杂的光路系统实现滚动角误差0.13″分辨率的测量，测量滚动角误差常用设备有自准直仪、多平晶、多位移传感器等。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种基于标准平晶与自准值仪的导轨角误差测量方法，本发明能够广泛应用机床几何误差的辨识与补偿，测量过程简便易行，极大方便了机床几何误差的测量，实现较快的机床几何误差补偿，提升导轨的运动精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于标准平晶与自准值仪的导轨角误差测量方法，包括：

1)将标准平晶固定于被测量的导轨的X轴滑块上以随X轴滑块一起运动；

2)调整标准平晶的平晶面与导轨的运动方向平行；

3)将自准直仪的光束对准平晶面的中心并使其经平晶面反射后射入自准直仪，将自准直仪固定不动，调整自准直仪至工作状态；

4)静置自准直仪与标准平晶至自准直仪示数产生微小跳动时跳转下一步；

5)控制X轴滑块与标准平晶沿着X轴方向移动，并通过自准直仪测量得到光轴与Z方向的夹角作为滚动角误差。

可选地，步骤5)中还包括通过自准直仪测量得到光轴与X方向的夹角作为偏转角误差。

可选地，步骤1)之后还包括：

S1)调整标准平晶的平晶面与导轨的运动方向垂直；

S2)将自准直仪的光束对准平晶面的中心并使其经平晶面反射后射入自准直仪，将自准直仪固定不动，调整自准直仪至工作状态；

S3)静置自准直仪与标准平晶至自准直仪示数产生微小跳动时跳转下一步；

S4)控制X轴滑块与标准平晶沿着X轴方向移动，并通过自准直仪测量得到光轴与Z方向的夹角作为俯仰角误差。

可选地，步骤S4)中还包括通过自准直仪测量得到光轴与Y方向的夹角作为偏转角误差。