[发明专利]一种测量滚动导轨系统导向面误差及平行度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及滚动导轨系统测量领域，更具体的说，是涉及一种测量滚动导轨系统导向面误差及平行度的方法。

背景技术

世界范围内装备制造业的竞争，使得机床向高精度和大型化方向发展(Kim G H,Han J A,Lee S K.Motion error estimation of slide table on the consideration of guide parallelism and pad deflection[J].International Journal of Precision Engineering and Manufacturing,2014,15(9):1935-1946.)导轨是机床的重要部件，工作台的滑块的运动以导轨为基准，所以，导轨导向面误差直接影响其支撑部件的运动精度，进而影响到机床的性能和被加工工件的加工精度。因此，准确获得导轨几何误差及其平行度误差是提高工件加工精度的重要前提，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了一种检测双导轨导向面轮廓误差的方法，并提出了两条导轨平行度的评定方法，本发明通过合理布置位移传感器，结合激光干涉仪、电子水平仪等仪器测量导轨导向面误差，然后根据测量结果计算出两条导轨上被支撑滑块的直线度误差，最后通过平行度评价方法计算导轨的在水平和垂直方向的平行度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种测量滚动导轨系统导向面误差及平行度的方法，滚动导轨系统由床身、工作台、导轨、滑块、丝杠和电机组成，包括以下步骤：

(1)布置由位移传感器、激光干涉仪和电子水平仪组成的滚动导轨测试系统；

(2)结合位移传感器、激光干涉仪和电子水平仪测量导轨导向面误差；

(3)根据测量结果计算出导轨上被支撑滑块的直线度误差；

(4)通过平行度评价方法计算导轨在水平和垂直方向的平行度。

步骤(2)中激光干涉仪测量滚动导轨系统的偏摆角误差θ_z(x)，电子水平仪测量滚动导轨系统的俯仰角θ_y(x)，位移传感器测量以工作台为基准的滚动导轨导向面的位移变化量。

所述滚动导轨系统包括两条导轨。在导轨每个导向面上一前一后分别安装有一个位移传感器。

所述激光干涉仪和电子水平仪均安装在工作台的上表面。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

机床导轨几何误差的测量有重大的现实意义，现有的导轨几何误差测试方法是针对某一种导轨类型需要设计和制造专用的工装才能完成误差测试，本发明通过激光干涉仪、电子水平仪和位移传感器相互配合，不需要设计和制造专用的工装即可完成误差测试，具有较强的通用性；且本发明方法可以节省大量成本和时间。

附图说明

图1被测滚动导轨系统三维结构示意图。

图2a导轨导向面轮廓误差主视方向测试原理图。

图2b导轨导向面轮廓误差侧视方向测试原理图。

图3是滑块的受力平衡示意图。

图4是滑块受导轨导向面影响姿态变化图。

图5是两导轨Z向平行度评定示意图。

附图标记：1-床身，2-工作台，3-导轨，4-滑块，5-丝杠，6-电机，7-位移传感器，8-激光干涉仪，9-电子水平仪

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

1.导轨导向面误差测量：

被测滚动导轨系统三维示意图如图1所示，由床身1、工作台2、导轨3、滑块4、丝杠5和电机6组成，导轨导向面轮廓误差测试原理如图2a和图2b所示。

机床滚动导轨测试系统由位移传感器7、激光干涉仪8和电子水平仪9组成。激光干涉仪8和电子水平仪9均安装在工作台2的上表面；激光干涉仪8用来测量滚动导轨系统的偏摆角误差θ_z(x)，电子水平仪9测量滚动导轨系统的俯仰角θ_y(x)，位移传感器7用来测量以工作台为基准的滚动导轨型面位移变化量。然后，通过数据分析与处理可得出导轨的几何误差。