[发明专利]花岗石工作台气浮导轨表面精度检定装置及检定方法

说明书

本发明提供了一种花岗石工作台气浮导轨表面精检定装置及检定方法，包括标定平台组件、气膜厚度检测工装，气膜厚度检测工装包括负载组件、固定支撑机构和气浮支撑机构，负载组件与固定支撑机构铰接，气浮支撑机构包括气浮块和支撑组件，气浮块上设有进气嘴、水平下表面和出气孔，支撑组件位于气浮块上方并与气浮块连接为一体，负载组件水平支撑在支撑组件上。本发明相比传统平面度和粗糙度触针接触式测量方法，避免了由于触针端头直径的限制而存在的测量范围有限且存在随机误差的问题，同时也避免了触针划伤气浮导轨面的可能，是一种直接模拟实际使用状况的终端检测方法。

技术领域

本发明涉及表面平面度和粗糙度检测技术领域，具体地说涉及一种可用于花岗石工作台气浮导轨面局部精度检定的检定装置及其检定方法。

背景技术

在三坐标测量机和机床领域，尤其对高精度测量机或机床而言，关键轴的导向机构通常采用气浮轴承技术，为实现气浮轴承相对与其配合的气浮导轨之间几乎零摩擦稳定运行，气浮导轨受力表面的精度要求越高越好，导轨平面表面精度由平面度和粗糙度大小来表征，表面平面度和粗糙度越小，表面精度越高。

由于花岗石具有硬度高、稳定性好、温度敏感性弱等优点，与气浮轴承配合的气浮导轨通常采用花岗石材质，二者配合可以实现几乎零摩擦稳定运行。为满足气浮轴承运行要求，需对花岗石表面进行抛光精磨等流程，在此过程中，由于研磨工具等误差的存在使得气浮导轨面平面度存在差异，使得气浮块在导轨面上运行时存在气浮导轨面法向位移误差；同时，由于花岗石本体在天然形成过程中存在一定孔隙特征，在表面处理过程中，花岗石本体孔隙特征会随机暴露出来，导致气浮导轨面粗糙度受到影响，表面凹坑大小不均匀甚至超差，使得气浮轴承在运行时，气膜厚度产生波动或达不到要求的气膜厚度，影响运行精度和稳定性。

为此，需要对气浮导轨面的精度进行有效检测，以判断是否满足要求。目前传统的平面度和粗糙度检测方法主要是触针测量法，即使用针尖曲率半径为微米级的金刚石触针沿花岗石被测表面缓慢滑行，通过测量金刚石触针在被测表面的上下位移量得出所述表面的平面度和粗糙度值。此方法存在的局限性主要是：因为触针端头直径的限制，对远小于测针直径的凹坑测试结果存在较大误差，且只能在被测面上划出条线进行测量，测量范围极为有限，存在随机误差，不能全面准确反映整个气浮导轨面的精度状况，甚至在测量过程中由于操作不当，可能存在金刚石触针划伤气浮导轨面的可能。

发明内容

本发明提供了一种花岗石工作台气浮导轨表面精度检定装置及检定方法，可以解决传统触针测量法测量气浮导轨面精度时测量精度低、存在随机误差、可能对待测表面产生损伤的问题。

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明所提出的花岗石工作台气浮导轨表面精度检定装置采用下述技术方案予以实现：一种花岗石工作台气浮导轨表面精度检定装置，包括：

标定平台组件，其包括平台本体，所述平台本体的上表面设有用于标定的标准区域，所述标准区域具有标准平面度和粗糙度；

气膜厚度检测工装，其包括负载组件、固定支撑机构和气浮支撑机构，所述负载组件与所述固定支撑机构铰接，所述气浮支撑机构包括气浮块和支撑组件，所述气浮块上设有进气嘴、水平下表面和位于所述水平下表面上的出气孔，所述支撑组件位于所述气浮块上方并与所述气浮块连接为一体，所述负载组件水平支撑在所述支撑组件上。

所述支撑组件包括第一支撑座、第一支撑杆和摆动限位部件，所述第一支撑座水平设置，所述第一支撑杆竖直设置，其上端固连于所述第一支撑座，下端设有球头，所述气浮块的上表面上设有与所述球头配合的球窝，所述摆动限位部件固定设置且具有贯通孔，所述第一支撑杆插设在所述贯通孔内且与所述贯通孔间隙配合。

所述摆动限位部件以其底端固设在所述气浮块的上表面上。

所述支撑组件还包括水平设置的第二支撑座和多根竖向设置的第二支撑杆，所述第二支撑杆的支撑高度可调，其上端固连于所述第二支撑座，下端固连于所述第一支撑座，所述负载组件水平支撑在所述第二支撑座上。