本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型直線導(dǎo)軌精度測試裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

目前，滾動直線導(dǎo)軌精度測量大多采用手工測量或接觸式傳感器進(jìn)行測量，手工測量導(dǎo)軌滾道平行度時，將導(dǎo)軌裝夾在測量平板的夾具上，將表座與導(dǎo)軌側(cè)基準(zhǔn)面和導(dǎo)軌安裝平面對齊，并將表頭對準(zhǔn)導(dǎo)軌滾道面上，然后移動表座進(jìn)行測量，測量的最大和最小值的差值即為導(dǎo)軌滾道平行度誤差，該方法需要繁瑣的裝夾工作，對試驗(yàn)員素質(zhì)要求高且測量結(jié)果重復(fù)性差；中國發(fā)明公開號CN103438839A，名稱為：一種直線導(dǎo)軌精度自動測量裝置及其測量方法，該專利介紹了使用非接觸式傳感器測量導(dǎo)軌精度，該傳感器是在接觸式傳感器上加裝了氣動部件，使其在非工作期間不接觸被測物體，測量時加裝了該種傳感器的標(biāo)準(zhǔn)滑塊以一定的間隔移動，實(shí)現(xiàn)對被測導(dǎo)軌高度和平行度的測量，該方法測量不同型號導(dǎo)軌時需要制作相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌和標(biāo)準(zhǔn)滑塊，增加經(jīng)濟(jì)成本和維護(hù)費(fèi)用。

綜上所述，現(xiàn)階段使用的各種導(dǎo)軌精度測量儀器覆蓋的測量項(xiàng)目少，尤其是針對滾道相關(guān)精度的測量較少，測量效率與測量精度、重復(fù)性都有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型直線導(dǎo)軌精度測試裝置及其方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種直線導(dǎo)軌精度測試裝置，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置平臺，平臺上設(shè)置有Z軸直線滑臺，Z軸直線滑臺上通過轉(zhuǎn)接板固定安裝雙向同步直線滑臺，所述Z軸直線滑臺和雙向同步直線滑臺相互垂直，雙向同步直線上對稱設(shè)置一對激光位移傳感器，分別為第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器，所述Z軸直線滑臺一側(cè)通過支撐架固定安裝位移傳感器，所述位移傳感器垂直對準(zhǔn)平臺，所述平臺中間設(shè)置第一安裝架和第二安裝架，所述第一安裝架和第二安裝架關(guān)于Z軸直線滑臺對稱，第一安裝架上固連第一液壓缸，第一液壓缸的端部設(shè)置第一頂面壓塊，所述第二安裝架上固連第二液壓缸，第二液壓缸的端部設(shè)置第二頂面壓塊；

所述平臺前方兩側(cè)設(shè)置第一安裝板和第二安裝板，上述兩個安裝板關(guān)于Z軸直線滑臺對稱，其中第一安裝板上固連第一側(cè)面液壓缸,第一側(cè)面液壓缸的端部設(shè)置第一側(cè)面壓塊,第二安裝板上固連第二側(cè)面液壓缸,第二側(cè)面液壓缸的端部設(shè)置第二側(cè)面壓塊。

所述平臺底部通過槽型板設(shè)置有一對氣動非接觸式位移傳感器，分別為第一傳感器和第二傳感器。

所述第一頂面壓塊、第二頂面壓塊、第一側(cè)面壓塊和第二側(cè)面壓塊的硬度小于軸承鋼GCr15硬度。

一種基于上述直線導(dǎo)軌精度測試裝置的測量方法，包括以下步驟：

步驟1、啟動第一傳感器和第二傳感器，使其對準(zhǔn)大理石平臺上表面，收集初始值a0，b0；

步驟2、將被測導(dǎo)軌放置于大理石平臺上，啟動Z軸直線滑臺和雙向同步直線滑臺的驅(qū)動裝置，使第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器對稱位于導(dǎo)軌兩側(cè)，且第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器射出的激光線略高于被測導(dǎo)軌高度，停止Z軸直線滑臺和雙向同步直線滑臺的運(yùn)動，啟動位移傳感器、第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器；

步驟3、啟動移動被測導(dǎo)軌第一液壓缸、第二液壓缸、第一側(cè)面液壓缸和第二側(cè)面液壓缸使第一頂面壓塊、第二頂面壓塊、第一側(cè)面壓塊和第二側(cè)面壓塊壓住被測導(dǎo)軌；

步驟4、啟動Z軸直線滑臺的驅(qū)動裝置帶動雙向同步直線滑臺豎直向下運(yùn)動，位移傳感器、第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器收集測量數(shù)據(jù)ci，di，ei，當(dāng)運(yùn)動到設(shè)置距離時停止并返回原點(diǎn)，啟動第一傳感器和第二傳感器對準(zhǔn)被測導(dǎo)軌底面，獲得測量值ai，bi；

步驟5、移動被測導(dǎo)軌到設(shè)定的橫截面，重復(fù)步驟3和步驟4；

步驟6、通過以上測量結(jié)果評定被測導(dǎo)軌的高度、平行度及圓弧半徑。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本發(fā)明的測量裝置采用的非接觸式位移傳感器測量穩(wěn)定性好，精度高，相比于接觸式位移傳感器，其受振動的影響小，且試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)也相對簡單；2)與傳統(tǒng)手工打表的測量方法相比，本發(fā)明的方法免去了繁瑣的裝夾與平臺維護(hù)工作，極大的提高了測量效率，降低了操作員的勞動強(qiáng)度與學(xué)習(xí)時間；3)本發(fā)明的裝置相比其他直線導(dǎo)軌精度自動檢測平臺極大的減低了空間使用，十分適合自動化生產(chǎn)檢測需求。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為新型直線導(dǎo)軌精度測試裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為傳感器的安裝布局圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1、圖2，本發(fā)明的一種直線導(dǎo)軌精度測試裝置，包括機(jī)架1，機(jī)架1上設(shè)置平臺2，平臺2上設(shè)置有Z軸直線滑臺3，Z軸直線滑臺3上通過轉(zhuǎn)接板4固定安裝雙向同步直線滑臺5，所述Z軸直線滑臺3和雙向同步直線滑臺5相互垂直，雙向同步直線5上對稱設(shè)置一對激光位移傳感器，分別為第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器7，所述Z軸直線滑臺3一側(cè)通過支撐架10固定安裝位移傳感器11，所述位移傳感器11垂直對準(zhǔn)平臺2，所述平臺2中間設(shè)置第一安裝架12和第二安裝架18，所述第一安裝架12和第二安裝架18關(guān)于Z軸直線滑臺3對稱，第一安裝架12上固連第一液壓缸13，第一液壓缸13的端部設(shè)置第一頂面壓塊14，所述第二安裝架18上固連第二液壓缸19，第二液壓缸19的端部設(shè)置第二頂面壓塊20；

所述平臺2前方兩側(cè)設(shè)置第一安裝板15和第二安裝板21，上述兩個安裝板關(guān)于Z軸直線滑臺3對稱，其中第一安裝板15上固連第一側(cè)面液壓缸16,第一側(cè)面液壓缸16的端部設(shè)置第一側(cè)面壓塊17,第二安裝板21上固連第二側(cè)面液壓缸22,第二側(cè)面液壓缸22的端部設(shè)置第二側(cè)面壓塊23。

平臺2底部通過槽型板24設(shè)置有一對氣動非接觸式位移傳感器，分別為第一傳感器8和第二傳感器9。

所述第一頂面壓塊14、第二頂面壓塊20、第一側(cè)面壓塊17和第二側(cè)面壓塊23的硬度小于軸承鋼GCr15硬度。

一種基于上述直線導(dǎo)軌精度測試裝置的測量方法，包括以下步驟：

步驟1、啟動第一傳感器8和第二傳感器9，使其對準(zhǔn)大理石平臺2上表面，收集初始值a0，b0；

步驟2、將被測導(dǎo)軌放置于大理石平臺2上，啟動Z軸直線滑臺3和雙向同步直線滑臺5的驅(qū)動裝置，使第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器7對稱位于導(dǎo)軌兩側(cè)，且第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器7射出的激光線略高于被測導(dǎo)軌高度，停止Z軸直線滑臺3和雙向同步直線滑臺5的運(yùn)動，啟動位移傳感器12、第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器7；

步驟3、啟動移動被測導(dǎo)軌第一液壓缸13、第二液壓缸19、第一側(cè)面液壓缸16和第二側(cè)面液壓缸22使第一頂面壓塊14、第二頂面壓塊20、第一側(cè)面壓塊17和第二側(cè)面壓塊23壓住被測導(dǎo)軌；

步驟4、啟動Z軸直線滑臺3的驅(qū)動裝置帶動雙向同步直線滑臺5豎直向下運(yùn)動，位移傳感器12、第一激光位移傳感器6和第二激光位移傳感器7收集測量數(shù)據(jù)ci，di，ei，當(dāng)運(yùn)動到設(shè)置距離時停止并返回原點(diǎn)，啟動第一傳感器8和第二傳感器9對準(zhǔn)被測導(dǎo)軌底面，獲得測量值ai，bi；

步驟5、移動被測導(dǎo)軌到設(shè)定的橫截面，重復(fù)步驟3和步驟4；

步驟6、通過以上測量結(jié)果評定被測導(dǎo)軌的高度、平行度及圓弧半徑。

由上述測量獲得在被測導(dǎo)軌某一截面的測量值ai，bi、ci、di、ei(i＝1,2,3,...n)，根據(jù)被測導(dǎo)軌滾道圓心豎直坐標(biāo)與及非接觸式位移傳感器8、9的測量均值可求得導(dǎo)軌高度及平行度，根據(jù)被測導(dǎo)軌滾道測量點(diǎn)坐標(biāo)求出被測導(dǎo)軌滾道半徑，計算方法如下：

假設(shè)被測導(dǎo)軌滾道圓弧面上測量點(diǎn)坐標(biāo)為(Ci，Di)和(Ci，Ei)，通過圓弧擬合算法求出左右滾道圓弧半徑RLi和RRi，以及滾道圓弧圓心坐標(biāo)(LXi，LYi)和(RXi，RYi)；

在被測導(dǎo)軌全長范圍以一定的距離間隔移動，可得到每個測量位置的測量值:

RL1，RL2，RL3，...，RLn；

RR1，RR2，RR3，...，RRn；

(LX1，LY1)，(LX2，LY2)，...，(LXn，LYn)；

(RX1，RY1)，(RX2，RY2)，...，(RXn，RYn)；

則被測導(dǎo)軌在每個測量位置的高度為：hi＝0.5(LYi+RYi)-0.5(ai-a0+bi-b0)；

取各個位置的高度測量值絕對值的最大值為被測導(dǎo)軌高度：max(hi)；

取各個位置的被測導(dǎo)軌左圓弧半徑的平均值為被測導(dǎo)軌左圓弧滾道半徑值：AVERAGE(RL1+RL2+RL3+...+RLn)；

取各個位置的被測導(dǎo)軌右圓弧半徑的平均值為被測導(dǎo)軌右圓弧滾道半徑值：AVERAGE(RR1+RR2+RR3+...+RRn)；

取各個位置的被測導(dǎo)軌高度測量值的最大值與最小值之差為測量導(dǎo)軌的平行度：max(hi)-min(hi)；

由上可知，本發(fā)明的裝置能夠測試直線導(dǎo)軌精度動態(tài)測量，試驗(yàn)效率高，測量數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。