[发明专利]一种测量超长导轨直线度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量导轨尤其是超长导轨直线度的方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，超长度导轨正越来越多的在多个领域被应用，如机床设备、传送装置、铁路轨道等。而直线度是导轨最重要的技术指标，其精度的高低直接关系着设备的准确性、可靠性和稳定性。

目前，测试导轨直线度的方法很多，一般有三种方法，分别为水平仪测量法、自准直仪测量法和激光干涉仪测量法。

水平仪测量法是一种传统的直线度测量手段，它操作简单、使用方便、成本较低。但是其测量精度较低,一般只能达到20μm/m。用水平仪测量法,需要图解法求解导轨直线度误差，数据的采集和分析很容易出错, 该方法需要手动采集导轨上某些固定采样点坐标, 因此对于超长导轨直线度的测量实现起来非常困难。

自准直仪测量法的精度相对水平仪测量法有所提高, 一般为5μm/ m，但是还难于满足高精度导轨直线度的测试要求。此外，由于测试光线在空气中并非绝对准直, 测量范围越大, 其偏差就越大，因此对于超长导轨的测量，其测量误差就很大。

激光干涉仪测量法测量距离大、测试精度较高，测量精度一般可到达0.4μm/m。但是对于超长导轨的测量，由于光路过长，空气扰动、振动等一系列因素将会对测量产生很大的影响，且该方法的数据处理和运算等比较复杂，因此很难高精度的完成对超长导轨直线度的测量。

发明内容

本发明为解决现有测量方法测量精度低、误差大，并且存在数据处理和运算比较复杂的问题，提供一种测量超长导轨直线度的方法。

一种测量超长导轨直线度的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在超长导轨上规划N个测试采样点，所述N个测试采样点的间距相等，所述N为正整数；

步骤二、将球形固定反射器吸附在反射器基座上，反射器基座吸附在导轨滑座上，所述导轨滑座沿超长导轨的长度方向放置在步骤一所述的超长导轨的第一个测试采样点处；

步骤三、调整激光跟踪仪，使激光跟踪仪出射的光束经球形固定反射器后返回激光跟踪仪，所述激光跟踪仪获得第一个测试采样点的数据信息；

步骤四、移动导轨滑座至下一个测试采样点，激光跟踪仪依次采集每个测试采样点的数据信息；实现对N个测试采样点的数据采集；

步骤五、采用最小二乘拟合算法对步骤四采集的N个测试采样点的数据信息进行直线度计算，获得超长导轨的直线度。

本发明的有益效果：本发明通过扩充激光干涉仪的现有功能，能够准确的实现对超长导轨直线度的测量；本发明所述的方法数据分析和实验操作简便、测试时间短、数据处理简单、测试成本低以及测试效率很高。

附图说明

图1为本发明所述的一种测量超长导轨直线度方法中装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种测量超长导轨直线度方法的流程图；

图3为本发明所述的一种测量超长导轨直线度方法的效果图。

图中，1、激光跟踪仪，2、超长导轨，3、球形固定反射器，4、反射器基座，5、导轨滑座。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，一种测量超长导轨直线度方法，其中，该方法涉及的装置主要包括激光跟踪仪1、超长导轨2、球形固定反射器3、反射器基座4和导轨滑座5；该方法的具体过程为：

一、规划测试点；按照等间隔，在超长导轨2上规划若干测试采样点；

二、调节光路；将反射器基座4（有磁性）吸附在导轨滑座5上，将球形固定反射器3吸附在反射器基座4上，由于是磁性吸附，三者之间的连接非常平稳，连接完毕后，调节光路，使激光跟踪仪1对准第一个测试点，由于导轨滑座5与超长导轨面是平行的，因此，测量不同位置导轨滑座面上的点的起伏就反映导轨的直线度。

三、测试点测量；用激光跟踪仪1对准测试第一个测试点，记录并采集到第一个测试点的空间位置坐标(X₁,Y₁,Z₁),通过数控机构等间隔调整移动导轨滑座5，激光跟踪仪1将会一直跟踪球形固定反射器3，从而可以测定并采集到其它测试点的空间位置坐标(X₂,Y₂,Z₂)、(X₃,Y₃,Z₃)…(X_N,Y_N,Z_N)（假设共有N个测试点）。