[发明专利]一种用于大长度导轨直线度测量的方法和系统

权利要求书

1.一种用于大长度导轨直线度测量的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：根据待测导轨的长度及测量精度要求，选择激光干涉仪作为直线度测量的主标准器，搭建测量平台；将固定台架(3)和运动平台(2)安装在导轨(1)的表面上，将第一激光干涉仪(5)、第二激光干涉仪(6)平行布置在固定台架(3)上，在导轨(1)上安装第一干涉镜组(51)和第二干涉镜组(61)，在运动平台(2)上安装第一反射镜组(52)和第二反射镜组(62)；调节磁力表座(4)的位置，使第一激光干涉仪(5)、第一干涉镜组(51)、第一反射镜组(52)处于同一直线上，第二激光干涉仪(6)、第二干涉镜组(61)、第二反射镜组(62)处于同一直线上；

步骤二：调整测量平台；调整固定台架(3)上的夹具，调整激光干涉仪的方向，使激光干涉仪的激光光路与大长度直线导轨的运动方向保持一致；

步骤三：采集数据；根据待测导轨的长度确定测量距离、采样点数和采样间隔；开启激光干涉仪，将运动平台(2)沿导轨x方向移动到第一个测量点位置处，读取第一激光干涉仪(5)、第二激光干涉仪(6)的读数，获取第1组x、y方向的位移数据；将运动平台(2)沿导轨x方向依次移动到其他测量点位置处，采集其他组x、y方向的位移数据，直至采集完成；

步骤四：分析采集的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，在固定台架(3)上安装第三激光干涉仪、导轨(1)上安装第三干涉镜组，将第三干涉镜组安装在第三激光干涉仪和第三反射镜组之间，第三干涉镜组与第二干涉镜组(61)位于同一直线上，在运动平台(2)上安装第三反射镜组，第三反射镜组与第二反射镜组(62)位于同一直线上，第三激光干涉仪、第三干涉镜组和第三反射镜组位于同一直线上。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，当待测导轨长度大于30m时，采用整段测量或分段测量方式测量导轨直线度；采用分段测量方式测量导轨直线度时，每段导轨测量的距离范围为0～30m。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，采用整段测量方式测量导轨直线度时，将运动平台(2)沿导轨x方向移动到第一个测量点位置处，读取第一激光干涉仪(5)、第二激光干涉仪(6)的读数，获取第1组x、y方向的位移数据；将运动平台(2)沿导轨x方向依次移动到其他测量点位置处，采集其他组x、y方向的位移数据，直至采集完成。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，采用分段测量方式测量导轨直线度时，先采集第一段导轨直线度数据，采集后旋动激光干涉仪的遮光罩以遮盖激光，将运动平台(2)沿x的反方向移动3～5m，沿导轨(1)的x方向移动第一干涉镜组(51)、第二干涉镜组(61)，使第一干涉镜组(51)和第一反射镜组(52)的相对位置关系、第二干涉镜组(61)和第二反射镜组(62)的相对位置关系与测量第1组数据时的相对位置关系保持一致；再次旋动遮光罩，使激光沿导轨长度方向出射，采用与第一段导轨相同的方法采集第二段导轨的直线度数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，测量垂直直线度时，将第二激光干涉仪(6)、第二干涉镜组(61)和第二反射镜组(62)向同一方向旋转90度，采用与采集x、y方向位移数据相同的方式采集x、z方向的位移数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，采用端点法和\或最小二乘法拟合直线；采用端点法拟合直线时，第1组数据为直线的首端点，最后一组数据为直线的末端点，计算直线方程；采用端点法拟合分段测量的数据时，分别求出第一段、第二段直线，将第一段与第二段重复测量的数据采用最小二乘法拟合，拟合后重复采用端点法拟合整条直线。