一種直線導軌精度檢測裝置的製作方法

2023-12-01 13:22:21 1

本實用新型涉及測量技術領域，特別是一種直線導軌精度測量裝置。

背景技術：

目前，滾動直線導軌精度測量大多採用手工測量或接觸式傳感器進行測量，手工測量導軌滾道平行度時，將導軌裝夾在測量平板的夾具上，將表座與導軌側基準面和導軌安裝平面對齊，並將表頭對準導軌滾道面上，然後移動表座進行測量，測量的最大和最小值的差值即為導軌滾道平行度誤差，該方法需要繁瑣的裝夾工作，對試驗員素質要求高且測量結果重複性差；中國實用新型公開號CN103438839A，名稱為：一種直線導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準滑塊以一定的間隔移動，實現對被測導軌高度和平行度的測量，該方法測量不同型號導軌時需要製作相應的標準導軌和標準滑塊，增加經濟成本和維護費用。

綜上所述，現階段使用的各種導軌精度測量儀器覆蓋的測量項目少，尤其是針對滾道相關精度的測量較少，測量效率與測量精度、重複性都有待提高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供了一種採用非接觸方式測量滾動直線導軌精度的裝置，以提高測量效率。

實現本實用新型目的的技術解決方案為：一種直線導軌精度檢測裝置，該裝置包括床身，床身左右各設置一組相互平行的直線導軌副，導軌副上固連橋架，所述橋架左側下方設置有驅動裝置，橋架中間固定安裝有圓盤測量架，所述測量架上設置了第一非接觸式位移傳感器、第二非接觸式位移傳感器、第三非接觸式位移傳感器、第四非接觸式位移傳感器、第五非接觸式位移傳感器、第六非接觸式位移傳感器、第七非接觸式位移傳感器，分別對準被測導軌頂面中心、被測導軌上面左右兩側滾道、被測導軌基準側面、被測導軌非基準側面、被測導軌底面寬度方向的左右兩側，所述7個非接觸式位移傳感器關於圓盤測量架對稱，所述床身底部設置有直線導軌副，導軌副上方固連第一Z軸直線滑臺、第二Z軸直線滑臺、第三Z軸直線滑臺，所述三個Z軸直線滑臺完全相同且可獨立的沿床身長度方向移動，所述第一Z軸直線滑臺、第二Z軸直線滑臺、第三Z軸直線滑臺上分別設置拖承被測導軌的第一託架、第二託架、第三託架，床身兩側第一Z軸直線滑臺和第三Z軸直線滑臺上的第一託架和第三託架上設置有第一端面擋塊和第三端面擋塊。

所述的第一非接觸式位移傳感器、第二非接觸式位移傳感器、第三非接觸式位移傳感器、第四非接觸式位移傳感器、第五非接觸式位移傳感器、第六非接觸式位移傳感器、第七非接觸式位移傳感器為氣動位移傳感器。

對準被測導軌上面左右兩側滾道的第二非接觸式位移傳感器、第三非接觸式位移傳感器與水平面成45°夾角。

所述第一Z軸直線滑臺、第二Z軸直線滑臺、第三Z軸直線滑臺，每個滑臺上都設置有兩套驅動裝置，其中一套驅動裝置帶動固連於第一Z軸直線滑臺、第二Z軸直線滑臺、第三Z軸直線滑臺上的第一託架、第二託架、第三託架上下移動，另一套驅動裝置帶動第一Z軸直線滑臺、第二Z軸直線滑臺、第三Z軸直線滑臺整體沿床身長度方向移動。

一種應用上述直線導軌精度檢測裝置的測量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、根據被測導軌長度設置第一Z軸直線滑臺、第二Z軸直線滑臺、第三Z軸直線滑臺的位置，將被測導軌放置於第一託架、第二託架、第三託架上，使被測導軌兩端抵住第一端面擋塊和第三端面擋塊，通過三個滑臺豎直方向的同步運動調節圓盤測量架與被測導軌位置，使圓盤測量架上的7個非接觸式位移傳感器分別對準導軌頂面中心、導軌上面左右兩側滾道、導軌基準側面、導軌非基準側面、導軌底面寬度方向的左右兩側。

步驟2、啟動7個非接觸式位移傳感器，將初始位置的傳感器讀數置零。

步驟3、啟動橋架上的驅動裝置帶動橋架、圓盤測量架及其上的7個非接觸式位移傳感器沿被測導軌方向運動，此時7個非接觸式位移傳感器進行測量，收集測量值Ai、Bi、Ci、Di、Ei、Fi、Gi，當路過中間的滑臺時，託架沿豎直方向向下運動，給圓盤測量架讓位。

步驟4、通過以上的測量架計算並評定被測導軌的高度、寬度變化量及平行度。

本實用新型與現有技術相比，其顯著優點為：本實用新型的測量裝置採用的非接觸式位移傳感器測量穩定性好，精度高，相比於接觸式位移傳感器，其受振動的影響小，且試驗臺結構也相對簡單；與傳統手工打表的測量方法相比，免去了繁瑣的裝夾與平臺維護工作，極大的提高了測量效率，降低了操作員的勞動強度與學習時間；由於採用了相對測量原理，免去了高成本、高精度的檢測平臺費用，降低了試驗臺的加工成本。

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為直線導軌精度測量裝置的總體結構示意圖。

圖2為滑臺的結構示意圖。

圖3為非接觸式位移傳感器的安裝布局圖。

具體實施方式

結合圖1、圖2、圖3，本實用新型的一種直線導軌精度檢測裝置，包括床身1，床身1左右各設置一組相互平行的直線導軌副19，橋架3固連在兩組直線導軌副的上方，所述橋架3的下方設置驅動裝置，橋架3中間固定安裝圓盤測量架2，所述測量架2上設置第一非接觸式位移傳感器12、第二非接觸式位移傳感器13、第三非接觸式位移傳感器14、第四非接觸式位移傳感器15、第五非接觸式位移傳感器16、第六非接觸式位移傳感器17和第七非接觸式位移傳感器18，上述七個非接觸式位移傳感器分別對準被測導軌頂面中心、被測導軌上面左右兩側滾道、被測導軌基準側面、被測導軌非基準側面、被測導軌底面寬度方向的左右兩側；

所述床身1底部設置有直線導軌副8，導軌副8上方固連第一Z軸直線滑臺Ⅰ、第二Z軸直線滑臺Ⅱ和第三Z軸直線滑臺Ⅲ，上述三個Z軸直線滑臺完全相同且可獨立的沿床身長度方向移動，第二Z軸直線滑臺Ⅱ位於第一Z軸直線滑臺Ⅰ和第三Z軸直線滑臺Ⅲ之間，所述第一Z軸直線滑臺Ⅰ、第二Z軸直線滑臺Ⅱ、第三Z軸直線滑臺Ⅲ上分別設置拖承被測導軌的第一託架21、第二託架22、第三託架23，

第一Z軸直線滑臺Ⅰ上的第一託架21上設置第一端面擋塊24，第三Z軸直線滑臺Ⅲ上第三託架23上設置第三端面擋塊25。

所述第一非接觸式位移傳感器12、第二非接觸式位移傳感器13、第三非接觸式位移傳感器14、第四非接觸式位移傳感器15、第五非接觸式位移傳感器16、第六非接觸式位移傳感器17、第七非接觸式位移傳感器18均為氣動位移傳感器。

對準被測導軌上面左右兩側滾道的第二非接觸式位移傳感器13、第三非接觸式位移傳感器14與水平面成45°夾角。

所述第一Z軸直線滑臺Ⅰ、第二Z軸直線滑臺Ⅱ、第三Z軸直線滑臺Ⅲ中，每個滑臺上均設置兩套驅動裝置，其中一套驅動裝置帶動對應的託架上下移動，另一套驅動裝置帶動對應的Z軸直線滑臺整體沿床身長度方向移動。

一種基於上述裝置的測量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、根據被測導軌長度設置第一Z軸直線滑臺Ⅰ、第二Z軸直線滑臺Ⅱ、第三Z軸直線滑臺Ⅲ的位置，將被測導軌放置於第一託架21、第二託架22、第三託架23上，使被測導軌兩端抵住第一端面擋塊24和第三端面擋塊25，通過三個託架豎直方向的同步運動調節圓盤測量架2與被測導軌位置，使圓盤測量架2上的7個非接觸式位移傳感器分別對準導軌頂面中心、導軌上面左右兩側滾道、導軌基準側面、導軌非基準側面、導軌底面寬度方向的左右兩側；

步驟2、啟動7個非接觸式位移傳感器，將初始位置的傳感器讀數置零；

步驟3、啟動橋架3上的驅動裝置帶動橋架3、圓盤測量架2及其上的7個非接觸式位移傳感器沿被測導軌長度方向運動，此時7個非接觸式位移傳感器進行測量，收集測量值Ai、Bi、Ci、Di、Ei、Fi、Gi，當經過中間的滑臺Ⅱ時，託架22沿豎直方向向下運動，給圓盤測量架2讓位；

步驟4、通過以上的測量架計算被測導軌的高度、寬度變化量及平行度。

由上述所得測量值Ai、Bi、Ci、Di、Ei、Fi、Gi(i＝1,2,3,...n)，可分別求出被測導軌高度變化量，寬度變化量、導軌上滾道相對於導軌底面基準的平行度，導軌上滾道相對於導軌側面基準的平行度，計算方法如下：

被測導軌在某一測量位置相對於初始位置高度變化為：Hi＝Ai+0.5(Fi+Gi)；

被測導軌在某一測量位置相對於初始位置寬度變化為：Wi＝Di+Ei；

被測導軌在某一測量位置相對於初始位置左側滾道相對於導軌底面基準的變化量為：LDi＝0.5(Ci+Fi+Gi)；

被測導軌在某一測量位置相對於初始位置右側滾道相對於導軌底面基準的變化量為：RDi＝0.5(Di+Fi+Gi)；

被測導軌在某一測量位置相對於初始位置左側滾道相對於導軌側面面基準的變化量為：LSi＝-0.5Ci+Di；

被測導軌在某一測量位置相對於初始位置左側滾道相對於導軌側面面基準的變化量為：RSi＝-0.5Ci+Ei；

根據各個位置的測量值可以計算被測導軌的高度、寬度變化量及平行度誤差。

取max(Hi)-min(Hi)為被測導軌高度變動量；

取max(LDi)-min(LDi)為被測導軌左側上滾道相對於導軌底面基準的平行度；

取max(RDi)-min(RDi)為被測導軌右側上滾道相對於導軌底面基準的平行度；

取max(LSi)-min(LSi)為被測導軌左側上滾道相對於導軌側面基準的平行度；

取max(RSi)-min(RSi)為被測導軌右側上滾道相對於導軌側面基準的平行度；

由上可知，本實用新型的裝置能夠測試直線導軌精度動態測量，試驗效率高，測量數據真實可靠。