本實(shí)用新型涉及一種精度檢測(cè)裝置，特別是一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌精度自動(dòng)測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)靜摩擦系數(shù)小、精度保持性好等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械傳動(dòng)中起到運(yùn)動(dòng)部件的承載及運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向作用。直線導(dǎo)軌是滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副重要組成部分，其制造精度是滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生波動(dòng)的主要因素之一，滾道幾何尺寸中的適應(yīng)度的大小直接影響到滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的力學(xué)性能。隨著滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，且對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副測(cè)試技術(shù)要求高，如何精確、快速的對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌進(jìn)行尺寸精度檢測(cè)已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)面臨的共同難題。故對(duì)導(dǎo)軌形狀和位置誤差的檢測(cè)和評(píng)定具有極其重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)直線導(dǎo)軌制造廠家多采用手工測(cè)量方式對(duì)導(dǎo)軌的形位誤差進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量導(dǎo)軌滾道平行度時(shí)，將導(dǎo)軌裝夾在測(cè)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(duì)齊，并將表頭對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌滾道面上，然后移動(dòng)表座進(jìn)行測(cè)量，綜合測(cè)量的最大和最小值可得出導(dǎo)軌滾道平行度，該測(cè)量方法的缺點(diǎn)在于：1)安裝導(dǎo)軌、移動(dòng)表座等工作量大，測(cè)量效率低；2)測(cè)量時(shí)，無(wú)法保證測(cè)量精度，測(cè)量效果差；3)該方法對(duì)試驗(yàn)員素質(zhì)要求高，且測(cè)量復(fù)性差；4)不同導(dǎo)軌需要配合不同的夾具，所需成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌精度自動(dòng)測(cè)量裝置及方法。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置，包括床身平臺(tái)、夾緊裝置、龍門(mén)架、測(cè)量平臺(tái)、Y軸進(jìn)給部分、Z軸進(jìn)給部分和光柵組件，其中被測(cè)導(dǎo)軌放置于床身平臺(tái)上，測(cè)量時(shí)，通過(guò)夾緊裝置將其固定并對(duì)中在工作臺(tái)上，床身部件上方設(shè)置一對(duì)平行的氣浮導(dǎo)軌副以實(shí)現(xiàn)龍門(mén)架與測(cè)量平臺(tái)一起沿被測(cè)導(dǎo)軌方向(即Z軸方向)作直線運(yùn)動(dòng)，在氣浮滑塊上固定有龍門(mén)架，在龍門(mén)架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有Y軸進(jìn)給部分，并在相對(duì)的外側(cè)設(shè)置Z軸進(jìn)給部分，Y軸進(jìn)給部分通過(guò)轉(zhuǎn)接板將測(cè)量平臺(tái)與其相連接，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量平臺(tái)相對(duì)于龍門(mén)架上下方向(即Y軸方向)運(yùn)動(dòng)，Z軸進(jìn)給部分通過(guò)滾輪與齒條間的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)龍門(mén)架和測(cè)量平臺(tái)沿被測(cè)導(dǎo)軌方向(即Z軸 方向)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)連接在測(cè)量平臺(tái)和床身平臺(tái)間的光柵組件同步運(yùn)動(dòng)；

所述床身平臺(tái)包括大理石床身、氣浮滑塊、齒條支架、齒條、光柵尺、與光柵組件配合使用的直線導(dǎo)軌副，氣浮導(dǎo)軌和工作臺(tái)通過(guò)膠粘工藝固連在大理石床身上，齒條支架上設(shè)置有用于安裝單T型螺母槽的凹槽，在T型螺母槽上放置了兩個(gè)限位塊；

所述夾緊裝置是用來(lái)自動(dòng)固定被測(cè)導(dǎo)軌，兼具一定的對(duì)中效果。擺動(dòng)氣缸工作，其上的主動(dòng)齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪和同步齒輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)兩根連接軸帶動(dòng)其末端固定的一對(duì)凸輪從動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪置于安裝板上，安裝板上設(shè)有弧形槽用于凸輪導(dǎo)向；

所述龍門(mén)架包括龍門(mén)主側(cè)架、龍門(mén)副側(cè)架和龍門(mén)頂蓋，龍門(mén)主側(cè)架上設(shè)置了兩個(gè)凹槽用于放置兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，其與T型螺母槽上放置的兩個(gè)限位塊配合使用；龍門(mén)副側(cè)架上設(shè)置了U型槽便于放置于其上的兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)位置，其與測(cè)量平臺(tái)上的限位塊配合使用，在龍門(mén)主側(cè)架設(shè)置有用于固定Z軸進(jìn)給部分的拱門(mén)架；

所述測(cè)量平臺(tái)包括測(cè)量架與七個(gè)固連在其上的激光位移傳感器，分別為主側(cè)傳感器、副側(cè)傳感器、X向補(bǔ)償傳感器、Y向補(bǔ)償傳感器、下側(cè)傳感器、主扭曲傳感器、副扭曲傳感器，主、副側(cè)傳感器在測(cè)量不同階段分別對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌側(cè)基準(zhǔn)一面和導(dǎo)軌某一截面輪廓，X向補(bǔ)償傳感器對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)上X向平面(即A面)，Y向補(bǔ)償傳感器對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)上Y向平面(即B面)，下側(cè)傳感器透過(guò)工作臺(tái)上的U型槽對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌下基準(zhǔn)，主、副扭曲傳感器對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)軌上平面；

所述Y軸進(jìn)給部分包括帶減速器和制動(dòng)器的伺服電機(jī)、雙法蘭連接座、聯(lián)軸器、主軸承座組件、副軸承座組件、滾珠絲杠副、滑塊、螺母套和轉(zhuǎn)接板；

所述Z軸進(jìn)給部分包括伺服電機(jī)、減速器、中間連接軸、滾輪，通過(guò)中間安裝板固定于龍門(mén)主側(cè)架上的拱門(mén)架上，并通過(guò)拱門(mén)架上的調(diào)隙鍥型塊調(diào)節(jié)滾輪與齒條的游隙；

所述光柵組件包括導(dǎo)柱支架、導(dǎo)套支座、鋼球?qū)捉M件、滑塊、讀數(shù)頭、讀數(shù)頭支架；

所述測(cè)量架采用了大理石材質(zhì)并選擇了懸臂結(jié)構(gòu)；

所述主側(cè)傳感器、副側(cè)傳感器、X向補(bǔ)償傳感器、Y向補(bǔ)償傳感器和下側(cè)傳感器的型號(hào)與尺寸不盡相同，所以在布置傳感器位置時(shí)，保證傳感器射出激光線在同一平面S內(nèi)，并且該面與測(cè)量平臺(tái)之測(cè)量架平分面相平行。

所述主、副扭曲傳感器平面S對(duì)稱布置，并且沿傳感器大面垂線方向相距9mm。

所述夾緊裝置設(shè)置于工作臺(tái)上，相鄰間隔為200mm。

一種基于上述裝置的直線導(dǎo)軌精度的測(cè)量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、被測(cè)導(dǎo)軌僅以自重放置于工作臺(tái)平面之上，通過(guò)夾緊裝置固定并使被測(cè)導(dǎo)軌與工作臺(tái)上U型槽對(duì)中；

步驟2、啟動(dòng)Z軸進(jìn)給部分，使測(cè)量平臺(tái)移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)塊所在位置；

步驟3、啟動(dòng)傳感器使主側(cè)傳感器、副測(cè)傳感器、X向補(bǔ)償傳感器、Y向補(bǔ)償傳感器、下測(cè)傳感器、主扭曲傳感器、副扭曲傳感器對(duì)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)塊上，并將傳感器置零；

步驟4、Z軸進(jìn)給部分帶動(dòng)龍門(mén)架和測(cè)量平臺(tái)由床身平臺(tái)一端運(yùn)動(dòng)到另外一端，期間在多個(gè)位置停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)Y軸進(jìn)給部分帶動(dòng)測(cè)量平臺(tái)沿垂直被測(cè)導(dǎo)軌方向即Y軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，光柵組件用于控制Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位置，即記錄Z軸坐標(biāo)位置；

步驟5、利用主側(cè)傳感器、副測(cè)傳感器、X向補(bǔ)償傳感器、Y向補(bǔ)償傳感器、下測(cè)傳感器、主扭曲傳感器、副扭曲傳感器對(duì)被測(cè)導(dǎo)軌進(jìn)行測(cè)量，從而收集測(cè)量數(shù)據(jù)；

步驟6、通過(guò)以上數(shù)據(jù)運(yùn)用相關(guān)算法計(jì)算并評(píng)定被測(cè)導(dǎo)軌的側(cè)面與底面基準(zhǔn)直線度、滾道圓弧柱面中心直線度、滾道圓弧柱面中心線相對(duì)于側(cè)面和底面基準(zhǔn)的平行度、滾道圓弧半徑、高度、寬度、扭曲、安裝孔孔距。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1)本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，無(wú)需用多個(gè)螺栓固定，直接放置利用凸輪自動(dòng)固定即可，試驗(yàn)效率高，安裝方便，某種程度上減小了安裝成本；2)本實(shí)用新型Y軸方向采用高精度滾珠絲杠的傳動(dòng)方式，Z軸方向采用滾輪齒條及氣浮導(dǎo)軌的傳動(dòng)方式；滾輪齒條便于調(diào)節(jié)游隙，能夠使正反向限位上不會(huì)發(fā)生齒背間隙，且可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高速化運(yùn)動(dòng)；氣浮導(dǎo)軌在行走時(shí)精度高、振動(dòng)小，可以在測(cè)量平臺(tái)上下進(jìn)給時(shí)斷氣，抑制停止時(shí)振動(dòng)；具有高精度、低噪聲和低振動(dòng)的特點(diǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，能較好滿足試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行要求；3)本實(shí)用新型的測(cè)量裝置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能利用多個(gè)傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)并處理分析，是動(dòng)態(tài)精度測(cè)量，更符合實(shí)際測(cè)量情況；4)本實(shí)用新型在進(jìn)行測(cè)試時(shí)操作簡(jiǎn)單，效率高，重復(fù)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，且利于推廣；5)本實(shí)用新型通過(guò)激光位移傳感器的及時(shí)測(cè)量，反應(yīng)了被測(cè)導(dǎo)軌全面且又精準(zhǔn)的尺寸數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)連續(xù)可靠；6)本實(shí)用新型的測(cè)量方法與國(guó)際接軌，更加先進(jìn)可靠。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置的總體結(jié)構(gòu)部件圖。

圖2為本實(shí)用新型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置的床身平臺(tái)部件圖。

圖3為本實(shí)用新型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置的大理石床身截面圖。

圖4為本實(shí)用新型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置Y軸進(jìn)給部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置夾緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，本實(shí)用新型的一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌精度自動(dòng)測(cè)量裝置，包括床身平臺(tái)Ⅰ、夾緊裝置Ⅱ、龍門(mén)架Ⅲ、測(cè)量平臺(tái)Ⅳ、Y軸進(jìn)給單元Ⅴ、Z軸進(jìn)給單元Ⅵ和光柵組件Ⅶ，床身平臺(tái)Ⅰ上設(shè)置龍門(mén)架Ⅲ，龍門(mén)架Ⅲ外側(cè)設(shè)置Z軸進(jìn)給單元Ⅵ，該Z軸進(jìn)給單元Ⅵ帶動(dòng)龍門(mén)架Ⅲ沿床身平臺(tái)Ⅰ直線移動(dòng)，龍門(mén)架Ⅲ內(nèi)側(cè)設(shè)置Y軸進(jìn)給單元Ⅴ和測(cè)量平臺(tái)Ⅳ，Y軸進(jìn)給單元Ⅴ帶動(dòng)測(cè)量平臺(tái)Ⅳ沿龍門(mén)架Ⅲ上下移動(dòng)，床身平臺(tái)Ⅰ與測(cè)量平臺(tái)Ⅳ之間設(shè)置光柵組件Ⅶ，用于測(cè)量測(cè)量平臺(tái)Ⅳ的位置；床身平臺(tái)Ⅰ上還設(shè)置夾緊裝置Ⅱ，用于夾緊被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ。

所述床身平臺(tái)Ⅰ包括大理石床身1、齒條支架2、齒條3、光柵尺4、直線導(dǎo)軌5、氣浮滑塊6、氣浮導(dǎo)軌7和工作臺(tái)8，大理石床身1上固連相互平行的兩條氣浮導(dǎo)軌7，每條氣浮導(dǎo)軌7上均設(shè)置可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的氣浮滑塊6，大理石床身1上還固連齒條支架2和工作臺(tái)8，所述固連齒條支架2和工作臺(tái)8相互平行，工作臺(tái)8位于兩條氣浮導(dǎo)軌7之間并與之相互平行，齒條支架2位于一條氣浮導(dǎo)軌7的外側(cè)，齒條支架2上設(shè)置齒條3，大理石床身1上還固連直線導(dǎo)軌5，該直線導(dǎo)軌5位于工作臺(tái)8的下方，且與工作臺(tái)8平行，直線導(dǎo)軌5的下方設(shè)置光柵尺4，該光柵尺4與直線導(dǎo)軌5相互平行。

所述夾緊裝置Ⅱ包括擺動(dòng)氣缸47、主動(dòng)齒輪48、從動(dòng)齒輪50、同步齒輪49、第一連接軸51-1、第二連接軸51-2、安裝板52、第一凸輪53-1和第二凸輪53-2，擺動(dòng)氣缸47軸端安裝主動(dòng)齒輪48，第一連接軸51-1的末端固連從動(dòng)齒輪50，第一連接軸51-1的另一端設(shè)置第一凸輪53-1，第二連接軸51-2的末端固連同步齒輪49，第二連接軸51-2的另一端固連第二凸輪53-2，所述主動(dòng)齒輪48與從動(dòng)齒輪50相嚙合，從動(dòng)齒輪50與同步齒輪49相嚙合，上述兩根連接軸均穿過(guò)安裝板52，該安裝板固連于床身平臺(tái)Ⅰ的工作臺(tái)8上，上述兩個(gè)凸輪53位于安裝板52的上方。

所述龍門(mén)架Ⅲ包括龍門(mén)主側(cè)架10、龍門(mén)副側(cè)架25、龍門(mén)頂蓋19、拱門(mén)架14、調(diào)隙鍥型塊17、Y軸限位開(kāi)關(guān)24和Z軸限位開(kāi)關(guān)11；

龍門(mén)頂蓋19的兩端分別設(shè)置龍門(mén)主側(cè)架10和龍門(mén)副側(cè)架25，龍門(mén)主側(cè)架10和龍門(mén)副側(cè)架25的另一端分別固連于床身平臺(tái)Ⅰ上的一對(duì)氣浮滑塊6上，龍門(mén)主側(cè)架10下方最外側(cè)設(shè)置一對(duì)Z軸限位開(kāi)關(guān)11，龍門(mén)主側(cè)架10的外側(cè)還對(duì)中設(shè)置了用于放置Z軸進(jìn)給單元Ⅵ的拱門(mén)架14，該拱門(mén)架上還設(shè)置了一對(duì)調(diào)隙鍥型塊17，龍門(mén)副側(cè)架25的內(nèi)側(cè)設(shè)置一對(duì)Y軸限位開(kāi)關(guān)24，該對(duì)Y軸限位開(kāi)關(guān)位于龍門(mén)副側(cè)架25的中心軸上。

所述測(cè)量平臺(tái)Ⅳ包括測(cè)量架20、Y軸限位塊29、主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下側(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22；

測(cè)量架20通過(guò)Y軸進(jìn)給單元Ⅴ與龍門(mén)主側(cè)架10相連，測(cè)量架20上對(duì)稱設(shè)置主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28，上述兩個(gè)傳感器相對(duì)設(shè)置，X向補(bǔ)償傳感器27位于主側(cè)傳感器26的下方并指向工作臺(tái)8的側(cè)面，該側(cè)面為基準(zhǔn)面，測(cè)量架20的頂部設(shè)置Y向補(bǔ)償傳感器23、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22，所述主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22指向被測(cè)導(dǎo)軌的上表面，Y向補(bǔ)償傳感器23指向工作臺(tái)8的上基準(zhǔn)面，測(cè)量架20上還設(shè)置下側(cè)傳感器30，指向被測(cè)導(dǎo)軌底面，測(cè)量架20上還設(shè)置與Y軸限位開(kāi)關(guān)24配合使用的Y軸限位塊29。

所述Y軸進(jìn)給部分Ⅴ包括Y軸伺服電機(jī)39、雙法蘭連接座40、聯(lián)軸器41、主軸承座組件42、滾珠絲杠副43、螺母套44、滑塊45、副軸承座組件46和轉(zhuǎn)接板37；

所述Y軸伺服電機(jī)39的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器41與滾珠絲杠副43的絲杠相連，所述雙法蘭連接座40一端與電機(jī)相連，另一端與主軸承座組件42相連，主軸承座組件42和副軸承座組件46用于支持Y軸進(jìn)給部分Ⅴ，轉(zhuǎn)接板37的中心位置設(shè)置螺母套44，該螺母套與滾珠絲杠副43的螺母相配合，轉(zhuǎn)接板37底面兩側(cè)設(shè)置滑塊45，該滑塊可在龍門(mén)主側(cè)架10的導(dǎo)軌38上滑動(dòng)；轉(zhuǎn)接板37的頂面固連測(cè)量平臺(tái)Ⅳ。

所述Z軸進(jìn)給部分Ⅵ包括伺服電機(jī)18、減速器16、中間連接軸13、滾輪12，中間安裝板15固定于龍門(mén)架Ⅲ上的拱門(mén)架14上方，且中間安裝板15的內(nèi)側(cè)鍥型面與龍門(mén)架Ⅲ上的調(diào)隙鍥型塊17的鍥型面相重合，中間連接軸13小徑端與滾輪12連接，滾輪12與床身平臺(tái)Ⅰ上的齒條3相配合，中間連接軸13的另一端與減速器16相連，減速器16的另一端與伺服電機(jī)18的輸出軸相連。

所述光柵組件Ⅶ包括導(dǎo)柱支架31、導(dǎo)套支座33、鋼球?qū)捉M件36、滑塊32、讀數(shù)頭34、讀數(shù)頭支架35，導(dǎo)柱支架31固連于測(cè)量平臺(tái)Ⅳ上，導(dǎo)柱支架31上設(shè)置鋼球?qū)? 套組件36，鋼球?qū)捉M件36與導(dǎo)套支座33過(guò)盈連接，導(dǎo)套支座33固連于滑塊32上，滑塊32與床身平臺(tái)Ⅰ上的直線導(dǎo)軌5相配合，導(dǎo)套支座33還固連有讀數(shù)頭支架35，讀數(shù)頭支架35上設(shè)置讀數(shù)頭34。

所述測(cè)量架20為大理石材質(zhì)并為懸臂結(jié)構(gòu)。

一種基于上述裝置的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌精度測(cè)量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、將被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ僅以自重放置于工作臺(tái)8平面之上，通過(guò)夾緊裝置Ⅱ固定并實(shí)現(xiàn)被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ與工作臺(tái)8上U型槽平分面對(duì)中；

步驟2、啟動(dòng)Z軸進(jìn)給部分Ⅵ，使測(cè)量平臺(tái)IV移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌Ⅹ所在位置；

步驟3、啟動(dòng)傳感器使主側(cè)傳感器26、副測(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下測(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22對(duì)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌Ⅹ上，并將傳感器置零；

步驟4、Z軸進(jìn)給部分Ⅵ帶動(dòng)龍門(mén)架Ⅲ和測(cè)量平臺(tái)Ⅳ由床身平臺(tái)Ⅰ一端運(yùn)動(dòng)到另外一端，期間在多個(gè)位置停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)Y軸進(jìn)給部分Ⅴ帶動(dòng)測(cè)量平臺(tái)Ⅳ沿垂直被測(cè)導(dǎo)軌IX方向即Y軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，光柵組件Ⅶ用于控制沿Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位置，即記錄Z軸坐標(biāo)位置；

步驟5、利用主側(cè)傳感器26、副測(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下測(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22對(duì)被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ進(jìn)行測(cè)量，從而收集測(cè)量數(shù)據(jù)；

步驟6、通過(guò)以上數(shù)據(jù)確定被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ的側(cè)面與底面基準(zhǔn)直線度、滾道圓弧柱面中心直線度、滾道圓弧柱面中心線相對(duì)于側(cè)面和底面基準(zhǔn)的平行度、滾道圓弧半徑、高度、寬度、扭曲、安裝孔孔距，從而完成測(cè)量。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

實(shí)施例

結(jié)合圖1和圖2，一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度自動(dòng)測(cè)量裝置，包括床身平臺(tái)Ⅰ、夾緊裝置Ⅱ、龍門(mén)架Ⅲ、測(cè)量平臺(tái)Ⅳ、Y軸進(jìn)給部分Ⅴ、Z軸進(jìn)給部分Ⅵ和光柵組件Ⅶ，其中被測(cè)導(dǎo)軌IX放置于床身平臺(tái)Ⅰ上，測(cè)量時(shí)，通過(guò)夾緊裝置Ⅱ?qū)⑵涔潭ú?duì)中在工作臺(tái)8上，床身部件Ⅰ上方設(shè)置一對(duì)平行的氣浮導(dǎo)軌副6、7以實(shí)現(xiàn)龍門(mén)架Ⅲ與測(cè)量平臺(tái)Ⅳ一起沿被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ方向(即Z軸方向)作直線運(yùn)動(dòng)，在氣浮滑塊6上固定有龍門(mén)架Ⅲ，在龍門(mén)架Ⅲ的內(nèi)側(cè)設(shè)置有Y軸進(jìn)給部分Ⅴ，并在相對(duì)的外側(cè)設(shè)置Z軸進(jìn)給部分Ⅵ，Y軸 進(jìn)給部分Ⅴ通過(guò)轉(zhuǎn)接板37將測(cè)量平臺(tái)Ⅳ與其相連接，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量平臺(tái)Ⅳ相對(duì)于龍門(mén)架Ⅲ上下(即Y軸方向)運(yùn)動(dòng)，Z軸進(jìn)給部分通過(guò)滾輪11與齒條3間的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)龍門(mén)架Ⅲ和測(cè)量平臺(tái)Ⅳ沿被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ方向(即Z軸方向)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)連接在測(cè)量平臺(tái)Ⅳ和床身平臺(tái)Ⅰ間的光柵組件Ⅶ同步運(yùn)動(dòng)；

結(jié)合圖2，所述床身平臺(tái)Ⅰ包括大理石床身1、氣浮滑塊6、齒條支架2、齒條3、光柵尺4、與光柵組件Ⅶ配合使用的直線導(dǎo)軌副5，氣浮導(dǎo)軌7和工作臺(tái)8通過(guò)膠粘工藝固連在大理石床身1上，齒條支架2上設(shè)置有用于安裝單T型螺母槽9的凹槽，在T型螺母槽上放置了兩個(gè)限位塊；

結(jié)合圖5，所述夾緊裝置Ⅱ是用來(lái)自動(dòng)固定被測(cè)導(dǎo)軌IX，兼具一定的對(duì)中效果。擺動(dòng)氣缸47工作，其上的主動(dòng)齒輪48帶動(dòng)從動(dòng)齒輪50和同步齒輪49同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)兩根連接軸51-1、51-2帶動(dòng)其末端固定的一對(duì)凸輪53-1、53-2同步轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪置于安裝板52上，安裝板上設(shè)有弧形槽用于凸輪導(dǎo)向；

結(jié)合圖3，所述龍門(mén)架Ⅲ包括龍門(mén)主側(cè)架10、龍門(mén)副側(cè)架25和龍門(mén)頂蓋19，龍門(mén)主側(cè)架10上設(shè)置了兩個(gè)凹槽用于放置兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)11，其與T型螺母槽9上放置的兩個(gè)限位塊配合使用；龍門(mén)副側(cè)架25上設(shè)置了U型槽便于放置于其上的兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)24調(diào)節(jié)位置，其與測(cè)量平臺(tái)上Ⅳ的限位塊27配合使用，在龍門(mén)主側(cè)架10設(shè)置有用于固定Z軸進(jìn)給部分VI的拱門(mén)架14；

結(jié)合圖3、4，所述測(cè)量平臺(tái)Ⅳ包括測(cè)量架20與七個(gè)固連在其上的激光位移傳感器，分別為主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下側(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22，主、副側(cè)傳感器26、28在測(cè)量不同階段分別對(duì)準(zhǔn)被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ側(cè)基準(zhǔn)一面和被測(cè)導(dǎo)軌IX某一截面輪廓，X向補(bǔ)償傳感器27對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)8上X向平面面(即A面)，Y向補(bǔ)償傳感器23對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)8上Y向平面(即B面)，下側(cè)傳感器30透過(guò)工作臺(tái)8上的U型槽對(duì)準(zhǔn)被測(cè)導(dǎo)軌IX下基準(zhǔn)，主、副扭曲傳感器21、22對(duì)準(zhǔn)被測(cè)導(dǎo)軌IX上平面；

結(jié)合圖4，所述Y軸進(jìn)給部分Ⅴ包括帶減速器和制動(dòng)器的伺服電機(jī)39、雙法蘭連接座40、聯(lián)軸器41、主軸承座組件42、副軸承座組件46、滾珠絲杠副43、滑塊45、螺母套44和轉(zhuǎn)接板37。

結(jié)合圖3，所述Z軸進(jìn)給部分Ⅵ包括伺服電機(jī)18、減速器16、中間連接軸13、滾輪12，通過(guò)中間安裝板15固定于龍門(mén)主側(cè)架10上的拱門(mén)架14上，并通過(guò)拱門(mén)架14上的調(diào)隙 鍥型塊17調(diào)節(jié)滾輪12與齒條3的游隙；

結(jié)合圖3，所述光柵組件Ⅶ包括導(dǎo)柱支架31、導(dǎo)套支座33、鋼球?qū)捉M件36、滑塊32、讀數(shù)頭34、讀數(shù)頭支架35。

所述測(cè)量架20采用了大理石材質(zhì)并選擇了懸臂結(jié)構(gòu)。

所述主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23和下側(cè)傳感器30的型號(hào)與尺寸不盡相同，所以在布置傳感器位置時(shí)，保證傳感器射出激光線在同一平面S內(nèi)，并且該面與測(cè)量平臺(tái)Ⅳ之測(cè)量架20平分面相平行。

所述主、副扭曲傳感器21、22相對(duì)于權(quán)利要求10所述平面S對(duì)稱布置，并且沿傳感器大面垂線方向相距9mm。所述夾緊裝置Ⅱ設(shè)置于工作臺(tái)8上，相鄰間隔為200mm。

基于上述裝置的直線導(dǎo)軌精度的測(cè)量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、被測(cè)導(dǎo)軌IX僅以自重放置于工作臺(tái)8平面之上，通過(guò)夾緊裝置Ⅱ固定并使被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ與工作臺(tái)8上U型槽對(duì)中；

步驟2、啟動(dòng)Z軸進(jìn)給部分VI，使測(cè)量平臺(tái)IV移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌Ⅹ所在位置；

步驟3、啟動(dòng)傳感器使主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下側(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22對(duì)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)塊X上，并將傳感器置零；

步驟4、Z軸進(jìn)給部分Ⅵ帶動(dòng)龍門(mén)架Ⅲ和測(cè)量平臺(tái)Ⅳ由床身平臺(tái)Ⅰ一端運(yùn)動(dòng)到另外一端，期間在多個(gè)位置停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)Y軸進(jìn)給部分Ⅴ帶動(dòng)測(cè)量平臺(tái)Ⅳ沿垂直被測(cè)導(dǎo)軌IX方向即Y軸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，光柵組件Ⅶ用于控制Z軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位置，即記錄Z軸坐標(biāo)位置；

步驟5、利用主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下側(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22對(duì)被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ進(jìn)行測(cè)量，從而收集測(cè)量數(shù)據(jù)；

步驟6、通過(guò)以上數(shù)據(jù)運(yùn)用相關(guān)算法計(jì)算并評(píng)定被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ的側(cè)面與底面基準(zhǔn)直線度、滾道圓弧柱面中心直線度、滾道圓弧柱面中心線相對(duì)于側(cè)面和底面基準(zhǔn)的平行度、滾道圓弧半徑、高度、寬度、扭曲、安裝孔孔距。

本實(shí)用新型裝置的工作過(guò)程為：

如圖1、2所示，大理石床身1中部設(shè)置有兩條凹槽，分別用于提供空間給Y軸進(jìn)給部分Ⅴ的伺服電機(jī)39和光柵組件Ⅶ。大理石床身1上側(cè)一邊固定齒條支架2，同時(shí)齒 條支架2上裝有齒條3，通過(guò)與滾輪12作用以及氣浮滑塊6的導(dǎo)向來(lái)保證龍門(mén)架III和測(cè)量平臺(tái)IV沿被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ方向運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)8頂面嵌有一列安裝板52，其上的弧形槽用于凸輪53的導(dǎo)向。

如圖1、4所示，Y軸進(jìn)給部分Ⅴ中帶減速器和制動(dòng)器的伺服電機(jī)39啟動(dòng)，通過(guò)聯(lián)軸器41帶動(dòng)滾珠絲杠43運(yùn)動(dòng)。利用套在螺母上的螺母套44帶動(dòng)轉(zhuǎn)接板37及其上固定的測(cè)量平臺(tái)Ⅳ作Y軸方向上的直線運(yùn)動(dòng)。Z軸進(jìn)給部分中的伺服電機(jī)18通過(guò)中間連接軸13驅(qū)動(dòng)滾輪12運(yùn)動(dòng)，利用滾輪12齒條3間傳動(dòng)，同時(shí)在氣浮導(dǎo)軌副6 7的導(dǎo)向下，使龍門(mén)架Ⅲ和測(cè)量平臺(tái)Ⅳ沿被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ方向作直線運(yùn)動(dòng)。

如圖1、3、4所示，測(cè)量平臺(tái)Ⅳ用測(cè)量架20上固定的7個(gè)激光位移傳感器組成。測(cè)量平臺(tái)Ⅳ頂面固定三個(gè)激光位移傳感器，其中主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22錯(cuò)開(kāi)背對(duì)放置：沿被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ寬度方向距離為9mm；Y向補(bǔ)償傳感器23對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)8的B面，用于基準(zhǔn)補(bǔ)償。主側(cè)傳感器26、X向補(bǔ)償傳感器27位于同一側(cè)，其中主側(cè)傳感器26對(duì)準(zhǔn)在被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ相對(duì)應(yīng)的側(cè)面，X向補(bǔ)償傳感器27對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)8的B面，用于基準(zhǔn)補(bǔ)償。另一側(cè)固定副側(cè)傳感器28，對(duì)準(zhǔn)在被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ相應(yīng)的側(cè)面，下端的下側(cè)傳感器30對(duì)準(zhǔn)透過(guò)工作臺(tái)8上的U型槽對(duì)準(zhǔn)在被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ的下基準(zhǔn)面；

如圖1、4所示，上述測(cè)量裝置對(duì)直線導(dǎo)軌精度的自動(dòng)化測(cè)量方法為：Z軸進(jìn)給部分Ⅵ帶動(dòng)龍門(mén)架Ⅲ和測(cè)量平臺(tái)Ⅳ由床身平臺(tái)Ⅰ一端運(yùn)動(dòng)到另外一端的同時(shí)，Y軸進(jìn)給部分Ⅴ帶動(dòng)測(cè)量平臺(tái)Ⅳ沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)，測(cè)量平臺(tái)Ⅳ中的7個(gè)激光位移傳感器作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)；利用主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28、下側(cè)傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23以及光柵尺4和讀數(shù)頭34來(lái)獲取各個(gè)位置測(cè)量點(diǎn)的空間坐標(biāo)，進(jìn)而對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，可得到步驟6所述直線導(dǎo)軌相關(guān)形位誤差。

如圖1、6所示，夾緊系統(tǒng)Ⅱ中的被動(dòng)齒輪50和同步齒輪49利用擺動(dòng)氣缸47驅(qū)動(dòng)。安裝板52、第一連接軸51-1、第二連接軸51-2、從動(dòng)齒輪50和同步齒輪49位于工作臺(tái)8下方的加工槽中，擺動(dòng)氣缸47工作，主動(dòng)齒輪48轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪50和同步齒輪49轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第一連接軸51-1、第二連接軸51-2,從而帶動(dòng)第一凸輪53-1和第二凸輪53-2同步轉(zhuǎn)動(dòng)，固定被測(cè)導(dǎo)軌Ⅸ，完成夾緊動(dòng)作。

由上可知，本實(shí)用新型的裝置能夠測(cè)試滾動(dòng)直線導(dǎo)軌尺寸精度，動(dòng)態(tài)測(cè)量，試驗(yàn)效率高，測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。