[发明专利]一种运动机构同步性测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种运动机构同步性测量装置，包括激光发射器、五棱镜、PSD传感器和数据处理终端；其特征在于，所述激光发射器安装在基准轴的一端固定不动，且可使激光束调整至与基准轴平行，激光束为测量的参考基准；所述五棱镜安装在移动工作台或移动龙门架上，且安装位置尽量靠近基准轴，用于传递参考基准；所述PSD传感器安装在移动工作台或移动龙门架上，位置靠近被测轴，用于接收激光束并输出相对位移变化量的数据。

2.根据权利要求1所述的一种运动机构同步性测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在基准轴的一端的床身或外部三脚架上架设激光发射器，在基准轴移动的近端与远端设置两个测量参考点，调节激光发射器的调节旋钮，使PSD传感器在两参考点的数据趋向一致，以此实现激光与基准轴相平行；这一步完成以后即确定了测量的参考基准，激光发射器须保持固定不动；

S2.在工作台或龙门架的靠近基准轴的位置上安装五棱镜，使激光束偏转90°并射向被测轴；测量时，五棱镜随工作台或龙门架移动；

S3.将PSD传感器安装在工作台或龙门架上的靠近被测轴的位置上，调整PSD传感器的位置，使激光束入射到PSD传感器中心位置；此时，PSD传感器能够测得激光束在传感器的精确位置并将数据通过无线蓝牙传输给数据处理终端；在测量第一个位置时将位置数据置零；

S4.移动龙门架或工作台，将产生的位置数据记录下来；

S5.将采集到的数据输入到数据处理端，根据计算结果调整驱动工作台或龙门架的电机控制系统的相关参数，使同步性误差得到修正；

S6.重复S4-S5,直至测得的同步性误差小于设定阈值。

3.根据权利要求2所述的一种运动机构同步性测量装置的测量方法，其特征在于，在本方案中基准轴的运动方向为X1；被测轴的运动方向为X2；由五棱镜反射出的激光束方向为Y；Y方向通过五棱镜确保与X1方向垂直；五棱镜入射面前方设计有用于指示调整入射激光束位置和角度的小圆反射镜。

4.根据权利要求2所述的一种运动机构同步性测量装置的测量方法，其特征在于，当龙门结构在两侧导轨因不同步而产生扭摆，通过基准轴上的五棱镜折射到Y方向的激光束，射到PSD传感器上的位置将产生变化；此时PSD传感器的读数Δx即为测量点的同步性误差。

5.根据权利要求2所述的一种运动机构同步性测量装置的测量方法，其特征在于，当导轨大于两条时，在选定一个轴当基准轴后通过增加五棱镜与PSD传感器测量单元，完成多轴同步性误差测量。