高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)測(cè)量能夠在線測(cè)量特大型高精度工件加工過(guò)程中的幾何參數(shù)。該測(cè)量系統(tǒng)，包括光電碼盤、信號(hào)處理系統(tǒng)、加工機(jī)床以及至少一個(gè)光柵測(cè)量裝置；所述光柵測(cè)量裝置，包括組合支架，所述組合支架上至少設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)度光柵，所述光電碼盤安裝在車床上，所述光電碼盤為圓環(huán)形，所述光電碼盤與車床具有的主軸同軸，所述長(zhǎng)度光柵具有的測(cè)量點(diǎn)位于與光電碼盤同軸的圓柱體的表面，所述圓柱體位于車床與光電碼盤之間，所述長(zhǎng)度光柵與信號(hào)處理系統(tǒng)電連接。采用該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高效率、智能化在線無(wú)基準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)柔性精密測(cè)量工件加工過(guò)程中的幾何參數(shù)。
【專利說(shuō)明】高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)，特別是涉及一種高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的目前大尺寸測(cè)量技術(shù)主要分為三類:
[0003]一是基于正交系的大型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),測(cè)量距離3?IOm,測(cè)量精度5?20ppm,測(cè)量效率高，剛性體制，但其缺點(diǎn)是測(cè)量設(shè)備固定工位，被測(cè)工件必須離線測(cè)量，并且正交系坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)基于直線長(zhǎng)度測(cè)量，需要長(zhǎng)直線導(dǎo)軌作為直線運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)。而直線導(dǎo)軌，特別是長(zhǎng)直線導(dǎo)軌，制造復(fù)雜，價(jià)格昂貴，安裝困難，使其在特大尺寸現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中受到限制。
[0004]二是基于非正交系的激光跟蹤儀、經(jīng)緯儀、室內(nèi)GPS等，測(cè)量距離10?100m，測(cè)量精度20?lOOppm，測(cè)量效率低，柔性體制，現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量?；诜钦幌档臉O坐標(biāo)測(cè)量以空間大角度測(cè)量為基礎(chǔ)，由于空間角度測(cè)量誤差的距離放大特性，空間坐標(biāo)的測(cè)量誤差隨測(cè)量距離增大成線性增大，使非正交測(cè)量技術(shù)的大空間坐標(biāo)測(cè)量精度受到相當(dāng)程度的限制。另外，非正交系極坐標(biāo)測(cè)量方法的自動(dòng)測(cè)量也是一個(gè)急待解決的技術(shù)難題。
[0005]三是在加工車床上安裝測(cè)量傳感器，利用車床自身的運(yùn)動(dòng)，使用傳感器進(jìn)行測(cè)量。這種測(cè)量方式，是建立在車床運(yùn)動(dòng)精度的基礎(chǔ)上，其車床自身的運(yùn)動(dòng)部件的定位誤差將完全帶入到測(cè)量結(jié)果中，故這種測(cè)量?jī)H適合低精度的工件裝卡、找正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠在線測(cè)量特大型高精度工件加工過(guò)程中的幾何參數(shù)的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，包括光電碼盤、信號(hào)處理系統(tǒng)、車床以及至少一個(gè)光柵測(cè)量裝置；所述光柵測(cè)量裝置，包括組合支架，所述組合支架上至少設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)度光柵，所述光電碼盤安裝在車床上，所述光電碼盤為圓環(huán)形，所述光電碼盤與車床具有的主軸同軸，所述長(zhǎng)度光柵具有的測(cè)量點(diǎn)位于與光電碼盤同軸的圓柱體的表面，所述圓柱體位于車床與光電碼盤之間；所述長(zhǎng)度光柵與信號(hào)處理系統(tǒng)電連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述光柵測(cè)量裝置具有兩個(gè)，分別為徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置以及軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置；所述徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置上設(shè)置有四個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵，所述徑向長(zhǎng)度光柵垂直于光電碼盤中心軸線安裝布置；所述軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置上設(shè)置有五個(gè)軸向長(zhǎng)度光柵，所述軸向長(zhǎng)度光柵平行于光電碼盤中心軸線安裝布置。
[0009]進(jìn)一步的，所述組合支架包括立柱、滑移臺(tái)、支撐桿、定位光柵、光柵滑架以及光柵轉(zhuǎn)座；所述滑移臺(tái)與立柱滑動(dòng)連接，所述定位光柵安裝在立柱側(cè)面，沿立柱長(zhǎng)度方向上延伸，所述支撐桿設(shè)置在滑移臺(tái)上，所述光柵滑架設(shè)置在支撐桿上，所述光柵轉(zhuǎn)座設(shè)置在支撐桿以及光柵滑架上；所述徑向長(zhǎng)度光柵安裝在光柵轉(zhuǎn)座上，所述軸向長(zhǎng)度光柵安裝在光柵轉(zhuǎn)座上。
[0010]進(jìn)一步的，所述組合支架還包括校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)，所述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置在立柱的下端，所述立柱與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，是基于正交系的測(cè)量系統(tǒng)，在不依賴高精度車床及大尺寸測(cè)量基準(zhǔn)的情況下，采用遠(yuǎn)程定位和終端測(cè)量柔性組合體制，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速搭建特大空間坐標(biāo)精密測(cè)量系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)特大型機(jī)械零部件的高精度、高效率、智能化在線無(wú)基準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)柔性精密測(cè)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本發(fā)明應(yīng)用例中二點(diǎn)法光柵測(cè)量原理圖；
[0016]圖5是本發(fā)明應(yīng)用例中四點(diǎn)法光柵測(cè)量原理圖；
[0017]圖6是本發(fā)明應(yīng)用例中五點(diǎn)法光柵測(cè)量原理圖；
[0018]圖中標(biāo)示:1_徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置，10-立柱，11-校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)，12-滑移臺(tái)，13-支撐桿，14-定位光柵，15-徑向長(zhǎng)度光柵，16-軸向長(zhǎng)度光柵,2-軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置，20-光柵滑架，21-光柵轉(zhuǎn)座，3-光電碼盤，4-信號(hào)處理系統(tǒng)，5-工件，6-車床。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖1、圖2以及圖3所示，高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，包括光電碼盤
3、信號(hào)處理系統(tǒng)4、車床6以及至少一個(gè)光柵測(cè)量裝置；
[0021]所述光柵測(cè)量裝置，包括組合支架，所述組合支架上至少設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)度光柵，所述光電碼盤3安裝在車床6上，所述光電碼盤3為圓環(huán)形，所述光電碼盤3與車床6具有的主軸同軸，所述長(zhǎng)度光柵具有的測(cè)量點(diǎn)位于與光電碼盤3同軸的圓柱體的表面，所述圓柱體位于車床6與光電碼盤3之間；所述長(zhǎng)度光柵與信號(hào)處理系統(tǒng)4電連接。
[0022]所述長(zhǎng)度光柵是指長(zhǎng)條形具有測(cè)量功能的光柵。所述的長(zhǎng)度光柵具有的測(cè)量點(diǎn)是指長(zhǎng)度光柵進(jìn)行測(cè)量時(shí)長(zhǎng)度光柵上的基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖1所示，工件5為特大型軋輥工件。在對(duì)工件5進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，工件5裝夾在車床6上。首先在車床6上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度件對(duì)光柵測(cè)量裝置中的長(zhǎng)度光柵進(jìn)行校準(zhǔn)，從而將車床6上的直角坐標(biāo)系與長(zhǎng)度光柵建立起來(lái)的直角坐標(biāo)系進(jìn)行相互換算。校準(zhǔn)完成后移動(dòng)組合支架，使得測(cè)量裝置位于工件5測(cè)量的位置上，通過(guò)長(zhǎng)度光柵對(duì)加工過(guò)程中的工件5上幾何參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。長(zhǎng)度光柵得到的測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞到信號(hào)處理系統(tǒng)4內(nèi)進(jìn)行處理，最終得出測(cè)量結(jié)果。根據(jù)測(cè)量工件加工過(guò)程中的具體幾何參數(shù)，設(shè)定長(zhǎng)度光柵的個(gè)數(shù)以及位置。
[0023]通過(guò)本發(fā)明所述的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)可以完成對(duì)加工過(guò)程中的工件5進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量，由于首先在車床6上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度件對(duì)光柵測(cè)量裝置中的長(zhǎng)度光柵進(jìn)行校準(zhǔn)，從而將車床6上的直角坐標(biāo)系與長(zhǎng)度光柵建立起來(lái)的直角坐標(biāo)系進(jìn)行相互換算。采用長(zhǎng)度光柵作為測(cè)量基準(zhǔn)，通過(guò)多個(gè)長(zhǎng)度光柵組合方式構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)，由多個(gè)長(zhǎng)度光柵共同建立直角坐標(biāo)系，由于長(zhǎng)度光柵建立的坐標(biāo)系精度較高，其精度不收車床運(yùn)動(dòng)誤差，以及車床自身誤差的影響，因此誤差較小。由多個(gè)長(zhǎng)度光柵的測(cè)量基準(zhǔn)得到測(cè)量結(jié)果，在根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析，并利用誤差分離技術(shù)，從而減小誤差，提高檢測(cè)精度。因此不必考慮加工車床6本身的精度，也不需要其它形貌測(cè)量基準(zhǔn)，便可以精確地測(cè)量工件的直徑、圓度、跳動(dòng)等幾何參數(shù)。同時(shí)通過(guò)信號(hào)處理系統(tǒng)4對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模計(jì)算分析最終得出測(cè)量結(jié)果，具有智能性，提高了效率。從而實(shí)現(xiàn)特大型機(jī)械零部件的高精度、高效率、智能化在線無(wú)基準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)精密測(cè)量。
[0024]為了使得測(cè)量系統(tǒng)在對(duì)工件5進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中能夠提高精準(zhǔn)度，同時(shí)檢測(cè)車床6主軸的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差。進(jìn)一步的，如圖1、圖2以及圖3所示，所述光柵測(cè)量裝置具有兩個(gè)，分別為徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1和軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2 ;所述徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1上設(shè)置有四個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵15,所述徑向長(zhǎng)度光柵15垂直于光電碼盤3中心軸線安裝布置；所述軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2上設(shè)置有五個(gè)軸向長(zhǎng)度光柵16，所述軸向長(zhǎng)度光柵16平行于光電碼盤3中心軸線安裝布置。
[0025]所述徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1和軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2均包組合支架和長(zhǎng)度光柵。徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1的長(zhǎng)度光柵為徑向長(zhǎng)度光柵15 ;軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2的長(zhǎng)度光柵為軸向長(zhǎng)度光柵16。通過(guò)徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件5直徑以及圓度的測(cè)量，同時(shí)還可以測(cè)量車床6主軸徑向跳動(dòng)量。通過(guò)軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2可以測(cè)量車床6主軸軸向誤差，以及車床6主軸傾角誤差。
[0026]為了提高檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)柔性，使得同一檢測(cè)裝置可以使用于多種型號(hào)的工件。所述組合支架包括立柱10、滑移臺(tái)12、支撐桿13、定位光柵14、光柵滑架20以及光柵轉(zhuǎn)座21 ;所述滑移臺(tái)12與立柱10滑動(dòng)連接，所述定位光柵14安裝在立柱10側(cè)面沿立柱10長(zhǎng)度方向上延伸，所述支撐桿13設(shè)置在滑移臺(tái)12上，所述光柵滑架20設(shè)置在支撐桿13上，所述光柵轉(zhuǎn)座21設(shè)置在支撐桿13以及光柵滑架20上；所述徑向長(zhǎng)度光柵15安裝在光柵轉(zhuǎn)座21上，所述軸向長(zhǎng)度光柵16安裝在光柵轉(zhuǎn)座21上。
[0027]所述立柱10支撐滑移臺(tái)12，立柱10引導(dǎo)滑移臺(tái)12上下運(yùn)動(dòng)，具有很好的穩(wěn)定性?；婆_(tái)12在立柱10上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)支撐桿13調(diào)節(jié)光柵的初始測(cè)量位置，從而實(shí)現(xiàn)不同直徑工件的測(cè)量，材質(zhì)選取為輕質(zhì)鋁合金。定位光柵14固定在立柱10上，定位光柵14能夠測(cè)量滑移臺(tái)12上下滑動(dòng)的位置，可以使得滑移臺(tái)12精準(zhǔn)定位。光柵滑架20安裝在支撐桿13上，用于調(diào)節(jié)光柵轉(zhuǎn)座21的水平及垂直位置。光柵轉(zhuǎn)座21安裝在支撐桿13以及光柵滑架20上，可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度光柵的角度，使得長(zhǎng)度光柵指向規(guī)定的測(cè)量方位。所述光柵轉(zhuǎn)座21安裝在支撐桿13以及光柵滑架20上是指當(dāng)長(zhǎng)度光柵檢測(cè)點(diǎn)位于工件5上，長(zhǎng)度光柵距離支撐桿13較近時(shí)，直接將光柵轉(zhuǎn)座21安裝在支撐桿13上，當(dāng)長(zhǎng)度光柵距離支撐桿13較遠(yuǎn)時(shí)，必須通過(guò)其他部件實(shí)現(xiàn)該段距離時(shí)，光柵轉(zhuǎn)座21安裝在光柵滑架20上，通過(guò)光柵滑架20補(bǔ)償該段距離。
[0028]通過(guò)組合支架上的上述結(jié)構(gòu)對(duì)長(zhǎng)度光柵的初始位置可以進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，從而使得該測(cè)量系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌睆胶烷L(zhǎng)度的超大型工件5進(jìn)行在線測(cè)量；提高了該測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量柔性。
[0029]為了便于測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量前的校準(zhǔn)，如圖1所示，所述組合支架還包括校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11，所述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11設(shè)置在立柱10的下端，所述立柱10與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述立柱10與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11轉(zhuǎn)動(dòng)連接是指立柱10與銷軸轉(zhuǎn)臺(tái)11連接，并且立柱10相對(duì)于校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11可以轉(zhuǎn)動(dòng)。由于立柱10相對(duì)于校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11可以轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)，只需通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)立柱使得測(cè)量系統(tǒng)上的長(zhǎng)度光柵圍繞立柱10旋轉(zhuǎn)180°，便可以方便的對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，不會(huì)受到車床6的阻礙，使得校準(zhǔn)更加方便快捷。
[0030]實(shí)施例
[0031]如圖1至圖6所示，高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，包括光電碼盤3、信號(hào)處理系統(tǒng)4、車床6以及至少一個(gè)光柵測(cè)量裝置；
[0032]所述光柵測(cè)量裝置，包括組合支架，所述組合支架上至少設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)度光柵，所述光電碼盤3安裝在車床6上，所述光電碼盤3為圓環(huán)形，所述光電碼盤3與車床6具有的主軸同軸，所述長(zhǎng)度光柵具有的測(cè)量點(diǎn)位于與光電碼盤3同軸的圓柱體的表面，所述圓柱體位于車床6與光電碼盤3之間；所述長(zhǎng)度光柵與信號(hào)處理系統(tǒng)4電連接。所述光柵測(cè)量裝置具有兩個(gè)，分別為徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1和軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2 ;所述徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置1上設(shè)置有四個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵15，所述徑向長(zhǎng)度光柵15垂直于光電碼盤3中心軸線安裝布置；所述軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置2上設(shè)置有五個(gè)軸向長(zhǎng)度光柵16，所述軸向長(zhǎng)度光柵16平行于光電碼盤3中心軸線安裝布置。所述組合支架包括立柱10、滑移臺(tái)12、支撐桿13、定位光柵14、光柵滑架20以及光柵轉(zhuǎn)座21 ;所述滑移臺(tái)12與立柱10滑動(dòng)連接，所述定位光柵14安裝在立柱10側(cè)面，沿立柱10長(zhǎng)度方向上延伸，所述支撐桿13設(shè)置在滑移臺(tái)12上，所述光柵滑架20設(shè)置在支撐桿13上，所述光柵轉(zhuǎn)座21設(shè)置在支撐桿13以及光柵滑架20上；所述徑向長(zhǎng)度光柵15安裝在光柵轉(zhuǎn)座21上，所述軸向長(zhǎng)度光柵16安裝在光柵轉(zhuǎn)座21上。所述組合支架還包括校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11，所述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11設(shè)置在立柱10的下端，所述立柱10與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)11轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0033]實(shí)施例中所述高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)采用組合光柵測(cè)量系統(tǒng)對(duì)工件5進(jìn)行測(cè)量?？梢跃_地測(cè)量工件5的直徑、圓度、跳動(dòng)等參數(shù)，同時(shí)還可以測(cè)量車床6主軸的跳動(dòng)及偏擺等6項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差，以高性價(jià)比獲得高精度的工件5的加工系統(tǒng)。
[0034]應(yīng)用例一
[0035]采用實(shí)施例中的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)二點(diǎn)法光柵測(cè)量方案，測(cè)量工件直徑誤差。
[0036]二點(diǎn)法光柵測(cè)量原理如圖4所示，采用兩個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵15，兩個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵15分別放置在測(cè)量點(diǎn)P1、P2處。P1、P2處的徑向長(zhǎng)度光柵15垂直于光電碼盤3放置，構(gòu)成多光柵組合測(cè)量系統(tǒng)?？梢韵嚧蔡鴦?dòng)誤差及溫度誤差的影響，直接測(cè)量工件的直徑誤差。測(cè)量精度主要由徑向長(zhǎng)度光柵15的精度決定。
[0037]二點(diǎn)法光柵測(cè)量的數(shù)學(xué)模型如式1所示:
「_。]W)-側(cè)
[0038]j-y — /-1_
n (1)
[0039]其中，D為被測(cè)工件直徑；n是測(cè)量位置數(shù)，一般取為36 ; Θ i為被測(cè)位置i處工件相對(duì)于初始位置的轉(zhuǎn)角；L1為兩個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵15之間的初始距離，在測(cè)量前校準(zhǔn)；P1(Θ i)、P2 ( Θ i)分別為測(cè)量點(diǎn)P1、P2處徑向長(zhǎng)度光柵15的長(zhǎng)度測(cè)量值，在初始測(cè)量位置i=l處，PI ( Θ 1)=0,P2 ( Θ 1)=0。在測(cè)量前，需將校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)180°，用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度件對(duì)二點(diǎn)法光柵測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0040]應(yīng)用例二
[0041]采用實(shí)施例中的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)四點(diǎn)法光柵測(cè)量方案，測(cè)量工件圓度、X及y徑向跳動(dòng)誤差。
[0042]四點(diǎn)法光柵測(cè)量原理如圖5所示，采用4個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵15垂直于光電碼盤3放置，分別放置在測(cè)量點(diǎn)Nl、N2、N3、N4處，構(gòu)成多光柵組合測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)量工件的圓度誤差，以及X向、y向跳動(dòng)誤差。測(cè)量精度由徑向長(zhǎng)度光柵15及徑向長(zhǎng)度光柵15間夾角精度決定。
[0043]四點(diǎn)法光柵測(cè)量的數(shù)學(xué)模型如式2所示:
【權(quán)利要求】
1.高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括光電碼盤(3)、信號(hào)處理系統(tǒng)(4)、車床(6)以及至少一個(gè)光柵測(cè)量裝置； 所述各個(gè)光柵測(cè)量裝置，包括組合支架，所述組合支架上至少設(shè)置有兩個(gè)長(zhǎng)度光柵，所述光電碼盤(3)安裝在車床(6)上，所述光電碼盤(3)為圓環(huán)形，所述光電碼盤(3)與車床(6)具有的主軸同軸，所述長(zhǎng)度光柵具有的測(cè)量點(diǎn)位于與光電碼盤(3)同軸的圓柱體的表面，所述圓柱體位于車床(6)與光電碼盤(3)之間； 所述長(zhǎng)度光柵與信號(hào)處理系統(tǒng)(4)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述光柵測(cè)量裝置具有兩個(gè)分別為徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置(I)和軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置(2)； 所述徑向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置(I)上設(shè)置有四個(gè)徑向長(zhǎng)度光柵(15)，所述徑向長(zhǎng)度光柵(15)垂直于光電碼盤(3)中心軸線安裝布置；所述軸向長(zhǎng)度光柵測(cè)量裝置(2)上設(shè)置有五個(gè)軸向長(zhǎng)度光柵(16),所述軸向長(zhǎng)度光柵(16)平行于光電碼盤(3)中心軸線安裝布置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述組合支架包括立柱(10)、滑移臺(tái)(12)、支撐桿(13)、定位光柵(14)、光柵滑架(20)以及光柵轉(zhuǎn)座(21)； 所述滑移臺(tái)(12)與立柱(10)滑動(dòng)連接，所述定位光柵(14)安裝在立柱(10)側(cè)面沿立柱(10 )長(zhǎng)度方向上延伸，所述支撐桿(13)設(shè)置在滑移臺(tái)(12 )上，所述光柵滑架(20 )設(shè)置在支撐桿(13)上，所述光柵轉(zhuǎn)座(21)設(shè)置在支撐桿(13)以及光柵滑架(20)上；所述徑向長(zhǎng)度光柵(15)安裝在光柵轉(zhuǎn)座(21)上，所述軸向長(zhǎng)度光柵(16)安裝在光柵轉(zhuǎn)座(21)上。
4.如權(quán)利要求3所述的高精度特大型工件在線精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述組合支架還包括校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)(11)，所述校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)(11)設(shè)置在立柱(10 )的下端，所述立柱(10 )與校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺(tái)(11)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103644846SQ201310730799
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】史蘇存, 段玲 申請(qǐng)人:二重集團(tuán)（德陽(yáng)）重型裝備股份有限公司