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

背景技術(shù)：

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

目前，國內(nèi)直線導(dǎo)軌制造廠家多采用手工測量方式對導(dǎo)軌的形位誤差進(jìn)行測量，在測量導(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，綜合測量的最大和最小值可得出導(dǎo)軌滾道平行度，該測量方法的缺點(diǎn)在于：1)安裝導(dǎo)軌、移動表座等工作量大，測量效率低；2)測量時，無法保證測量精度，測量效果差；3)該方法對試驗(yàn)員素質(zhì)要求高，且測量復(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)問題在于提供一種滾動直線導(dǎo)軌精度自動測量裝置及方法。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種滾動直線導(dǎo)軌尺寸精度自動測量裝置，包括床身平臺、夾緊裝置、龍門架、測量平臺、Y軸進(jìn)給部分、Z軸進(jìn)給部分和光柵組件，其中被測導(dǎo)軌放置于床身平臺上，測量時，通過夾緊裝置將其固定并對中在工作臺上，床身部件上方設(shè)置一對平行的氣浮導(dǎo)軌副以實(shí)現(xiàn)龍門架與測量平臺一起沿被測導(dǎo)軌方向(即Z軸方向)作直線運(yùn)動，在氣浮滑塊上固定有龍門架，在龍門架的內(nèi)側(cè)設(shè)置有Y軸進(jìn)給部分，并在相對的外側(cè)設(shè)置Z軸進(jìn)給部分，Y軸進(jìn)給部分通過轉(zhuǎn)接板將測量平臺與其相連接，可實(shí)現(xiàn)測量平臺相對于龍門架上下方向(即Y軸方向)運(yùn)動，Z軸進(jìn)給部分通過滾輪與齒條間的運(yùn)動帶動龍門架和測量平臺沿被測導(dǎo)軌方向(即Z軸 方向)運(yùn)動，同時帶動連接在測量平臺和床身平臺間的光柵組件同步運(yùn)動；

所述床身平臺包括大理石床身、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)軌和工作臺通過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限位塊；

所述夾緊裝置是用來自動固定被測導(dǎo)軌，兼具一定的對中效果。擺動氣缸工作，其上的主動齒輪帶動從動齒輪和同步齒輪同時轉(zhuǎn)動，通過兩根連接軸帶動其末端固定的一對凸輪從動轉(zhuǎn)動，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；

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

所述測量平臺包括測量架與七個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)傳感器在測量不同階段分別對準(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)償傳感器對準(zhǔn)工作臺上X向平面(即A面)，Y向補(bǔ)償傳感器對準(zhǔn)工作臺上Y向平面(即B面)，下側(cè)傳感器透過工作臺上的U型槽對準(zhǔn)導(dǎo)軌下基準(zhǔn)，主、副扭曲傳感器對準(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，通過中間安裝板固定于龍門主側(cè)架上的拱門架上，并通過拱門架上的調(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)傳感器的型號與尺寸不盡相同，所以在布置傳感器位置時，保證傳感器射出激光線在同一平面S內(nèi)，并且該面與測量平臺之測量架平分面相平行。

所述主、副扭曲傳感器平面S對稱布置，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)軌精度的測量方法，具體包括以下步驟：

步驟1、被測導(dǎo)軌僅以自重放置于工作臺平面之上，通過夾緊裝置固定并使被測導(dǎo)軌與工作臺上U型槽對中；

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

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

步驟4、Z軸進(jìn)給部分帶動龍門架和測量平臺由床身平臺一端運(yùn)動到另外一端，期間在多個位置停止運(yùn)動，此時Y軸進(jìn)給部分帶動測量平臺沿垂直被測導(dǎo)軌方向即Y軸方向往復(fù)運(yùn)動，光柵組件用于控制Z軸運(yùn)動的實(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、副測傳感器、X向補(bǔ)償傳感器、Y向補(bǔ)償傳感器、下測傳感器、主扭曲傳感器、副扭曲傳感器對被測導(dǎo)軌進(jìn)行測量，從而收集測量數(shù)據(jù)；

步驟6、通過以上數(shù)據(jù)運(yùn)用相關(guān)算法計(jì)算并評定被測導(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)行測量時，無需用多個螺栓固定，直接放置利用凸輪自動固定即可，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方式，Z軸方向采用滾輪齒條及氣浮導(dǎo)軌的傳動方式；滾輪齒條便于調(diào)節(jié)游隙，能夠使正反向限位上不會發(fā)生齒背間隙，且可以實(shí)現(xiàn)長距離高速化運(yùn)動；氣浮導(dǎo)軌在行走時精度高、振動小，可以在測量平臺上下進(jìn)給時斷氣，抑制停止時振動；具有高精度、低噪聲和低振動的特點(diǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)動，能較好滿足試驗(yàn)臺的運(yùn)行要求；3)本實(shí)用新型的測量裝置在運(yùn)動過程中能利用多個傳感器測量數(shù)據(jù)并處理分析，是動態(tài)精度測量，更符合實(shí)際測量情況；4)本實(shí)用新型在進(jìn)行測試時操作簡單，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)用新型通過激光位移傳感器的及時測量，反應(yīng)了被測導(dǎo)軌全面且又精準(zhǔn)的尺寸數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)連續(xù)可靠；6)本實(shí)用新型的測量方法與國際接軌，更加先進(jìn)可靠。

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

附圖說明

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

圖2為本實(shí)用新型滾動直線導(dǎo)軌尺寸精度自動測量裝置的床身平臺部件圖。

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

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

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

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

具體實(shí)施方式

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

所述床身平臺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8，所述固連齒條支架2和工作臺8相互平行，工作臺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8的下方，且與工作臺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包括擺動氣缸47、主動齒輪48、從動齒輪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，擺動氣缸47軸端安裝主動齒輪48，第一連接軸51-1的末端固連從動齒輪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，所述主動齒輪48與從動齒輪50相嚙合，從動齒輪50與同步齒輪49相嚙合，上述兩根連接軸均穿過安裝板52，該安裝板固連于床身平臺Ⅰ的工作臺8上，上述兩個凸輪53位于安裝板52的上方。

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

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

所述測量平臺Ⅳ包括測量架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；

測量架20通過Y軸進(jìn)給單元Ⅴ與龍門主側(cè)架10相連，測量架20上對稱設(shè)置主側(cè)傳感器26、副側(cè)傳感器28，上述兩個傳感器相對設(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8的側(cè)面，該側(cè)面為基準(zhǔn)面，測量架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指向被測導(dǎo)軌的上表面，Y向補(bǔ)償傳感器23指向工作臺8的上基準(zhǔn)面，測量架20上還設(shè)置下側(cè)傳感器30，指向被測導(dǎo)軌底面，測量架20上還設(shè)置與Y軸限位開關(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，該滑塊可在龍門主側(cè)架10的導(dǎo)軌38上滑動；轉(zhuǎn)接板37的頂面固連測量平臺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固定于龍門架Ⅲ上的拱門架14上方，且中間安裝板15的內(nèi)側(cè)鍥型面與龍門架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固連于測量平臺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過盈連接，導(dǎo)套支座33固連于滑塊32上，滑塊32與床身平臺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直線導(dǎo)軌精度測量方法，具體包括以下步驟：

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

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

步驟3、啟動傳感器使主側(cè)傳感器26、副測傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下測傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22對準(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帶動龍門架Ⅲ和測量平臺Ⅳ由床身平臺Ⅰ一端運(yùn)動到另外一端，期間在多個位置停止運(yùn)動，此時Y軸進(jìn)給部分Ⅴ帶動測量平臺Ⅳ沿垂直被測導(dǎo)軌IX方向即Y軸方向往復(fù)運(yùn)動，光柵組件Ⅶ用于控制沿Z軸運(yùn)動的實(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、副測傳感器28、X向補(bǔ)償傳感器27、Y向補(bǔ)償傳感器23、下測傳感器30、主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22對被測導(dǎo)軌Ⅸ進(jìn)行測量，從而收集測量數(shù)據(jù)；

步驟6、通過以上數(shù)據(jù)確定被測導(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，從而完成測量。

下面結(jié)合實(shí)施例對本實(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2，一種滾動直線導(dǎo)軌尺寸精度自動測量裝置，包括床身平臺Ⅰ、夾緊裝置Ⅱ、龍門架Ⅲ、測量平臺Ⅳ、Y軸進(jìn)給部分Ⅴ、Z軸進(jìn)給部分Ⅵ和光柵組件Ⅶ，其中被測導(dǎo)軌IX放置于床身平臺Ⅰ上，測量時，通過夾緊裝置Ⅱ?qū)⑵涔潭úχ性诠ぷ髋_8上，床身部件Ⅰ上方設(shè)置一對平行的氣浮導(dǎo)軌副6、7以實(shí)現(xiàn)龍門架Ⅲ與測量平臺Ⅳ一起沿被測導(dǎo)軌Ⅸ方向(即Z軸方向)作直線運(yùn)動，在氣浮滑塊6上固定有龍門架Ⅲ，在龍門架Ⅲ的內(nèi)側(cè)設(shè)置有Y軸進(jìn)給部分Ⅴ，并在相對的外側(cè)設(shè)置Z軸進(jìn)給部分Ⅵ，Y軸 進(jìn)給部分Ⅴ通過轉(zhuǎn)接板37將測量平臺Ⅳ與其相連接，可實(shí)現(xiàn)測量平臺Ⅳ相對于龍門架Ⅲ上下(即Y軸方向)運(yùn)動，Z軸進(jìn)給部分通過滾輪11與齒條3間的運(yùn)動帶動龍門架Ⅲ和測量平臺Ⅳ沿被測導(dǎo)軌Ⅸ方向(即Z軸方向)運(yùn)動，同時帶動連接在測量平臺Ⅳ和床身平臺Ⅰ間的光柵組件Ⅶ同步運(yùn)動；

結(jié)合圖2，所述床身平臺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8通過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限位塊；

結(jié)合圖5，所述夾緊裝置Ⅱ是用來自動固定被測導(dǎo)軌IX，兼具一定的對中效果。擺動氣缸47工作，其上的主動齒輪48帶動從動齒輪50和同步齒輪49同時轉(zhuǎn)動，通過兩根連接軸51-1、51-2帶動其末端固定的一對凸輪53-1、53-2同步轉(zhuǎn)動，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，所述龍門架Ⅲ包括龍門主側(cè)架10、龍門副側(cè)架25和龍門頂蓋19，龍門主側(cè)架10上設(shè)置了兩個凹槽用于放置兩個限位開關(guān)11，其與T型螺母槽9上放置的兩個限位塊配合使用；龍門副側(cè)架25上設(shè)置了U型槽便于放置于其上的兩個限位開關(guān)24調(diào)節(jié)位置，其與測量平臺上Ⅳ的限位塊27配合使用，在龍門主側(cè)架10設(shè)置有用于固定Z軸進(jìn)給部分VI的拱門架14；

結(jié)合圖3、4，所述測量平臺Ⅳ包括測量架20與七個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在測量不同階段分別對準(zhǔn)被測導(dǎo)軌Ⅸ側(cè)基準(zhǔn)一面和被測導(dǎo)軌IX某一截面輪廓，X向補(bǔ)償傳感器27對準(zhǔn)工作臺8上X向平面面(即A面)，Y向補(bǔ)償傳感器23對準(zhǔn)工作臺8上Y向平面(即B面)，下側(cè)傳感器30透過工作臺8上的U型槽對準(zhǔn)被測導(dǎo)軌IX下基準(zhǔn)，主、副扭曲傳感器21、22對準(zhǔn)被測導(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，通過中間安裝板15固定于龍門主側(cè)架10上的拱門架14上，并通過拱門架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的型號與尺寸不盡相同，所以在布置傳感器位置時，保證傳感器射出激光線在同一平面S內(nèi)，并且該面與測量平臺Ⅳ之測量架20平分面相平行。

所述主、副扭曲傳感器21、22相對于權(quán)利要求10所述平面S對稱布置，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8上，相鄰間隔為200mm。

基于上述裝置的直線導(dǎo)軌精度的測量方法，具體包括以下步驟：

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

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

步驟3、啟動傳感器使主側(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帶動龍門架Ⅲ和測量平臺Ⅳ由床身平臺Ⅰ一端運(yùn)動到另外一端，期間在多個位置停止運(yùn)動，此時Y軸進(jìn)給部分Ⅴ帶動測量平臺Ⅳ沿垂直被測導(dǎo)軌IX方向即Y軸方向往復(fù)運(yùn)動，光柵組件Ⅶ用于控制Z軸運(yùn)動的實(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對被測導(dǎo)軌Ⅸ進(jìn)行測量，從而收集測量數(shù)據(jù)；

步驟6、通過以上數(shù)據(jù)運(yùn)用相關(guān)算法計(jì)算并評定被測導(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，同時齒 條支架2上裝有齒條3，通過與滾輪12作用以及氣浮滑塊6的導(dǎo)向來保證龍門架III和測量平臺IV沿被測導(dǎo)軌Ⅸ方向運(yùn)動。工作臺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中帶減速器和制動器的伺服電機(jī)39啟動，通過聯(lián)軸器41帶動滾珠絲杠43運(yùn)動。利用套在螺母上的螺母套44帶動轉(zhuǎn)接板37及其上固定的測量平臺Ⅳ作Y軸方向上的直線運(yùn)動。Z軸進(jìn)給部分中的伺服電機(jī)18通過中間連接軸13驅(qū)動滾輪12運(yùn)動，利用滾輪12齒條3間傳動，同時在氣浮導(dǎo)軌副6 7的導(dǎo)向下，使龍門架Ⅲ和測量平臺Ⅳ沿被測導(dǎo)軌Ⅸ方向作直線運(yùn)動。

如圖1、3、4所示，測量平臺Ⅳ用測量架20上固定的7個激光位移傳感器組成。測量平臺Ⅳ頂面固定三個激光位移傳感器，其中主扭曲傳感器21、副扭曲傳感器22錯開背對放置：沿被測導(dǎo)軌Ⅸ寬度方向距離為9mm；Y向補(bǔ)償傳感器23對準(zhǔn)工作臺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對準(zhǔn)在被測導(dǎo)軌Ⅸ相對應(yīng)的側(cè)面，X向補(bǔ)償傳感器27對準(zhǔn)工作臺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，對準(zhǔn)在被測導(dǎo)軌Ⅸ相應(yīng)的側(cè)面，下端的下側(cè)傳感器30對準(zhǔn)透過工作臺8上的U型槽對準(zhǔn)在被測導(dǎo)軌Ⅸ的下基準(zhǔn)面；

如圖1、4所示，上述測量裝置對直線導(dǎo)軌精度的自動化測量方法為：Z軸進(jìn)給部分Ⅵ帶動龍門架Ⅲ和測量平臺Ⅳ由床身平臺Ⅰ一端運(yùn)動到另外一端的同時，Y軸進(jìn)給部分Ⅴ帶動測量平臺Ⅳ沿Y軸方向運(yùn)動，測量平臺Ⅳ中的7個激光位移傳感器作相應(yīng)的運(yùn)動；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來獲取各個位置測量點(diǎn)的空間坐標(biāo)，進(jìn)而對所得數(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中的被動齒輪50和同步齒輪49利用擺動氣缸47驅(qū)動。安裝板52、第一連接軸51-1、第二連接軸51-2、從動齒輪50和同步齒輪49位于工作臺8下方的加工槽中，擺動氣缸47工作，主動齒輪48轉(zhuǎn)動，帶動從動齒輪50和同步齒輪49轉(zhuǎn)動，通過第一連接軸51-1、第二連接軸51-2,從而帶動第一凸輪53-1和第二凸輪53-2同步轉(zhuǎn)動，固定被測導(dǎo)軌Ⅸ，完成夾緊動作。

由上可知，本實(shí)用新型的裝置能夠測試滾動直線導(dǎo)軌尺寸精度，動態(tài)測量，試驗(yàn)效率高，測量數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。