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专利号: 2017102311225
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、确定激光干涉仪激光A和激光B的相对位置,包括步骤:

步骤1.1、确定待测平动轴的类型i,其中i=x,y,z;

步骤1.2、安装激光干涉仪,使得激光干涉仪激光A和激光B所在直线垂直于平动轴运动方向i;

步骤1.3、确定激光干涉仪初始安装位置,使得激光干涉仪激光A和激光B所在直线平行于j方向,j=x,y,z且j≠i;

步骤1.4、测量激光干涉仪激光A和激光B之间距离M;

步骤1.5、调整激光干涉仪中反射镜位置,保证激光干涉仪正常工作;

步骤2、驱动平动轴,采集平动轴行程上激光干涉仪读数,包括步骤:步骤2.1、设置平动轴行程上等距分布的n个测量点,其中n>2;

步骤2.2、驱动平动轴至各个测量点,采集激光干涉仪的激光A和激光B的读数,在测量点p处,激光A的读数为A1(p),激光B的读数为B1(p);

步骤3、调整激光干涉仪至第二安装位置,使得第二安装位置与初始安装位置距离为L,包括步骤:步骤3.1、确定第二安装位置,使得第二安装位置与初始安装位置距离在k方向距离为L,其中k=x,y,z且k≠j≠i;

步骤3.2、保持激光干涉仪激光A和激光B之间距离M不变,沿着k方向移动激光干涉仪至第二安装位置;

步骤3.3、调整激光干涉仪中反射镜位置,保证激光干涉仪正常工作;

步骤4、驱动平动轴,采集平动轴行程上激光干涉仪读数,在测量点p处,激光A的读数为A2(p),激光B的读数为B2(p);

步骤5、根据初始安装位置处激光干涉仪激光A的读数,计算各个测量点处平动轴运动方向线性误差δii,其中i=x,y,z;

步骤6、根据初始安装位置处激光A和激光B的相对位置,结合激光干涉仪激光A的读数A1和激光B的读数B1,计算各个测量点处平动轴k方向角度误差εik和j方向线性误差δij,其中j,k=x,y,z,且i≠j≠k,包含步骤:步骤6.1、结合激光干涉仪激光A的读数A1和激光B的读数B1,根据平动轴角度误差对激光干涉仪读数影响,得到各个测量点处平动轴k方向角度误差εik计算公式为:其中εik(p)表示平动轴测量点p处k方向角度误差;

步骤6.2、基于激光干涉仪直线度误差计算原理由平动轴k方向角度误差εik计算平动轴j方向线性误差δij,得到各个测量点处平动轴j方向线性误差δij计算公式为:其中δij(p)表示平动轴测量点p处j方向线性误差,li表示平动轴行程;

步骤7、根据第二安装位置与初始安装位置距离,结合第二安装位置激光干涉仪激光A的读数A2和初始安装位置激光干涉仪激光A的读数A1,计算各个测量点处平动轴j方向角度误差εij和k方向线性误差δik;

步骤8、根据初始安装位置和第二安装位置激光干涉仪激光A和激光B的读数A1、B1和A2、B2,计算各个测量点处平动轴运动方向角度误差εii。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法,其特征在于:所述步骤4中平动轴行程上的测量点与步骤2中平动轴行程上的测量点分布相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法,其特征在于:所述步骤5中根据初始安装位置处激光干涉仪激光A的读数,计算各个测量点处平动轴运动方向线性误差δii,辨识公式为:δii(p)=A1(p)

其中δii(p)表示平动轴测量点p处运动方向线性误差。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法,其特征在于:所述步骤7中根据第二安装位置与初始安装位置距离,结合第二安装位置激光干涉仪激光A的读数A2和初始安装位置激光干涉仪激光A的读数A1,计算各个测量点处平动轴j方向角度误差εij和k方向线性误差δik,包含步骤:步骤7.1、根据第二安装位置与初始安装位置距离,结合第二安装位置激光干涉仪激光A的读数A2和初始安装位置激光干涉仪激光A的读数A1,根据平动轴角度误差对激光干涉仪读数影响,得到各个测量点处平动轴j方向角度误差εij计算公式为:其中εij(p)表示平动轴测量点p处j方向角度误差;

步骤7.2、基于激光干涉仪直线度误差计算原理由平动轴j方向角度误差εij计算平动轴k方向线性误差δik,得到各个测量点处平动轴k方向线性误差δik计算公式为:其中δik(p)表示平动轴测量点p处k方向线性误差。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法,其特征在于:所述步骤8中根据初始安装位置和第二安装位置激光干涉仪激光A和激光B的读数A1、B1和A2、B2,计算各个测量点处平动轴运动方向角度误差εii,包含步骤:步骤8.1、结合第二安装位置激光干涉仪激光A的读数A2和激光B的读数B2,根据平动轴角度误差对激光干涉仪读数影响,得到第二安装位置处平动轴k方向角度误差εik2计算公式为:步骤8.2、基于激光干涉仪直线度误差计算原理由第二安装位置处平动轴k方向角度误差εik2计算第二安装位置处平动轴j方向线性误差δij2计算公式为:步骤8.3、根据平动轴运动方向角度误差对k方向上不同平面内的线性误差δij的影响,得到平动轴运动方向角度误差εii计算公式为:其中εii(p)表示平动轴测量点p处k方向运动方向角度误差。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光干涉仪的机床平动轴几何误差快速测量方法,其特征在于:在平动轴的各个测量点处,计算平动轴几何误差,随着平动轴位置变化而变化。