本發(fā)明涉及直線度測量技術領域，更具體地說，涉及一種靜壓導軌直線度測量裝置，還涉及一種靜壓導軌直線度測量方法。

背景技術：

靜壓導軌是超精密機床的核心零部件，其利用具有一定壓力的薄油膜支承與之配合的溜板運動，使導軌面之間處于純液體摩擦狀態(tài)。導軌運動的直線度誤差會直接反映在加工零件上，影響產(chǎn)品的互換性和產(chǎn)品精度。因此，在導軌安裝過程中需要對導軌的直線度進行測量，并視直線度為機床精度的重要指標之一。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的不斷變革，工業(yè)上對各項幾何參數(shù)的測量精度要求越來越高，使得工業(yè)測量的內容和手段也發(fā)生了很大的變化。形狀和位置誤差影響著產(chǎn)品的質量和使用性能。對加工和測量也不斷提出更新更高的要求。

現(xiàn)有技術中對靜壓導軌直線的度測量常用的有激光準直法，然而由于光線在空氣中并非絕對準直，測量范圍越大，其偏差就越大。再者所采用的光電位置敏感元件的測量精度較難大幅度提高，且光束在傳播過程中容易受到干擾而出現(xiàn)偏移，因而該方法進行直線度測量不易達到很高的精度。且檢測設備昂貴，性價比較低。

綜上所述，如何有效地解決靜壓導軌直線度測量成本高、性價比低等問題，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種靜壓導軌直線度測量裝置，該靜壓導軌直線度測量裝置的結構設計可以有效地解決靜壓導軌直線度測量成本高、性價比低的問題，本發(fā)明的第二個目的是提供一種靜壓導軌直線度測量方法。

為了達到上述第一個目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種靜壓導軌直線度測量裝置，包括標準件、電感測頭、與所述電感測頭電性連接的控制裝置和與所述控制裝置電性連接的顯示裝置，所述標準件用于與和待測靜壓導軌配合的溜板保持相對靜止，所述電感測頭與所述標準件的標準表面接觸以檢測所述標準件隨所述待測靜壓導軌運動產(chǎn)生的位移并發(fā)送檢測數(shù)據(jù)至所述控制裝置，所述控制裝置用于將所述檢測數(shù)據(jù)處理并通過所述顯示裝置顯示。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，還包括用于帶動所述標準件運動以調整所述標準件測試初始位置的伺服電機。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，還包括用于置于所述溜板上的基座，所述標準件固定安裝于所述基座上。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，所述伺服電機用于帶動所述基座運動以調整所述標準件的測試初始位置。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，所述基座的頂面開設有凹槽，所述標準件卡接于所述凹槽內。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，所述標準件為光學鏡面。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，所述顯示裝置為顯示屏。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量裝置中，還包括底座、與所述底座垂直固定連接的支撐桿、能夠相對所述支撐桿滑動并鎖緊的支架，所述電感測頭與所述支架固定連接。

本發(fā)明提供的靜壓導軌直線度測量裝置包括標準件、電感測頭、控制裝置和顯示裝置。其中，標準件用于和溜板保持相對靜止，以反映溜板沿待測靜壓導軌移動時的位移。電感測頭用于與標準件的標準表面接觸，在標準件隨溜板沿待測靜壓導軌移動過程中，電感測頭感應標準件的位移并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制裝置，控制裝置相應的對檢測數(shù)據(jù)進行處理并發(fā)送至顯示裝置進行顯示。

應用本發(fā)明提供的靜壓導軌直線度測量裝置對待測靜壓導軌進行直線度測量時，首先將標準件置于溜板上，并調節(jié)電感測頭與標準件的標準表面接觸。而后溜板帶動標準件沿靜壓導軌移動，并采集電感測頭對應標準表面兩端的檢測數(shù)據(jù)；根據(jù)檢測數(shù)據(jù)調整標準件的位置使得電感測頭對應標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)相同，即完成對測量裝置的校準。而后連續(xù)采集溜板帶動標準件移動過程中電感測頭的檢測數(shù)據(jù)，由于待測靜壓導軌有傾斜時，溜板沿待測靜壓導軌移動相對電感測頭產(chǎn)生位移，進而與溜板相對靜止的標準件相對電感測頭產(chǎn)生位移，從而電感測頭的檢測數(shù)據(jù)發(fā)生變化。將檢測數(shù)據(jù)處理后輸出，進而根據(jù)檢測結果即可對待測靜壓導軌的直線度進行評估。上述結構的靜壓導軌直線度測量裝置檢測操作簡單，裝置成本低，性價比高，可以滿足精度需求0.1微米的直線度測量。

為了達到上述第二個目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

靜壓導軌直線度測量方法，采用如上述任一種靜壓導軌直線度測量裝置；包括步驟：

步驟一：所述溜板帶動所述標準件沿所述待測靜壓導軌移動，采集所述電感測頭接觸所述標準件的標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)；

步驟二：根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)調整所述標準件的位置并重復步驟一，直至所述電感測頭對應所述標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)相同；

步驟三：連續(xù)采集所述溜板帶動所述標準件移動過程中所述電感測頭的檢測數(shù)據(jù)，并將所述檢測數(shù)據(jù)處理后輸出。

優(yōu)選地，上述靜壓導軌直線度測量方法中，所述步驟三具體包括：

連續(xù)采集所述溜板帶動所述標準件由一端移動至另一端對應所述電感測頭時所述電感測頭的檢測數(shù)據(jù)，并將所述檢測數(shù)據(jù)處理后輸出。

應用本發(fā)明提供的靜壓導軌直線度測量方法，檢測操作簡單，成本低，性價比高，可以滿足精度需求0.1微米的直線度測量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一個具體實施例的靜壓導軌直線度測量裝置的結構示意圖。

附圖中標記如下：

待測靜壓導軌1、溜板2、伺服電機3、基座4、光學鏡面5、底座6、支架7、控制裝置8、顯示裝置9、伺服電機信號線10、伺服電機動力線11、電感測頭信號線12、電感測頭13。

具體實施方式

本發(fā)明實施例公開了一種靜壓導軌直線度測量裝置，以降低靜壓導軌直線度測量成本、提高性價比。

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明一個具體實施例的靜壓導軌直線度測量裝置的結構示意圖。

在一個實施例中，本發(fā)明提供的靜壓導軌直線度測量裝置包括標準件、電感測頭13、控制裝置8和顯示裝置9。

其中，標準件用于和溜板2保持相對靜止，也就是將標準件靜置于標準件上，從而溜板2沿待測靜壓導軌1移動時，標準件能夠反映待測靜壓導軌1移動時的位移。標準件具有標準表面，即平面度精度得到測量要求的標準表面，其具體精度可根據(jù)需要進行設置，此處不作限定。

電感測頭13用于與標準件表面接觸，以在標準件隨溜板2沿待測靜壓導軌1移動過程中感應標準件的位移。也就是通過調整電感測頭13或者標準件的位置使得標準件隨溜板2移動過程中，標準件的標準表面保持與電感測頭13接觸。進而檢測時，標準件隨溜板2沿待測靜壓導軌1移動，同時也就相對電感測頭13移動，因而電感測頭13感應由標準表面一端移動至另一端過程中的位移，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至控制裝置8。例如，待測靜壓導軌1的直線度有偏移時，標準表面對電感測頭13的按壓作用力發(fā)生變化，因而檢測數(shù)據(jù)相應的發(fā)生變化。具體的，電感測頭13可以通過電感測頭信號線12與控制裝置8連接。

控制裝置8用于對檢測數(shù)據(jù)進行處理并發(fā)送至顯示裝置9進行顯示。需要說明的是，電感測頭13的測試原理及控制裝置8對檢測數(shù)據(jù)的處理原理等請參考現(xiàn)有技術，此處不再贅述。

應用本發(fā)明提供的靜壓導軌直線度測量裝置對待測靜壓導軌1進行直線度測量時，首先將標準件置于溜板2上，并調節(jié)電感測頭13與標準件的標準表面接觸。而后溜板2帶動標準件沿靜壓導軌1移動時，并采集電感測頭13對應標準表面兩端的檢測數(shù)據(jù)；根據(jù)檢測數(shù)據(jù)調整標準件的位置使得電感測頭13對應標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)相同，即完成對測量裝置的校準。而后連續(xù)采集溜板2帶動標準件移動過程中電感測頭13的檢測數(shù)據(jù)，由于待測靜壓導軌1有傾斜時，溜板2沿待測靜壓導軌1移動相對電感測頭13產(chǎn)生位移，進而與溜板2相對靜止的標準件相對電感測頭13產(chǎn)生位移，從而電感測頭13的檢測數(shù)據(jù)發(fā)生變化。將檢測數(shù)據(jù)處理后輸出，進而根據(jù)檢測結果即可對待測靜壓導軌1的直線度進行評估。上述結構的靜壓導軌直線度測量裝置檢測操作簡單，裝置成本低，性價比高，可以滿足精度需求0.1微米的直線度測量。

進一步地，還包括用于帶動標準件運動以調整標準件初始位置的伺服電機3。檢測時將標準件置于溜板2上，通過調整標準件的位置進行初步校準，為了便于對其位置的精確調整，可以設置伺服電機3，通過伺服電機3帶動標準件相對溜板2移動，以使標準件移動至能夠滿足測試要求的預設初始位置。優(yōu)選的，伺服電機3可以與控制裝置8電性連接，從而通過控制裝置8自動控制伺服電機3對標準件的位置進行調整，提高測量裝置的自動化程度，進一步簡化測量操作。需要說明的是，此處的伺服電機3帶動標準件移動既包括伺服電機3通過傳動件等直接帶動標準件移動，也包括伺服電機3通過傳動件等帶動與標準件連接的其他部件進而帶動標準件移動。具體的，伺服電機3可以分別通過伺服電機信號線10和伺服電機動力線11與控制裝置8電連接。

更進一步地，還包括用于置于溜板2上的基座4，標準件固定安裝于基座4上。為了便于標準件的放置，可以設置基座4，標準件安裝于基座4上，測量時將基座4放置于溜板2上，溜板2移動時，基座4能夠隨溜板2同步移動，從而安裝于基座4上的標準件能夠反映出溜板2沿待測靜壓導軌1移動時是否發(fā)生偏移，也就是反映出待測靜壓導軌1的直線度。通過基座4的設置，便于標準件的放置，進一步便于測量操作。

在設置有基座4的情況下，伺服電機3優(yōu)選的用于帶動基座4運動以調整標準件的初始位置。伺服電機3帶動基座4移動進而帶動標準件移動，便于伺服電機3的布置及與基座4的傳動設置。

優(yōu)選的，基座4的頂面開設有凹槽，標準件卡接于凹槽內。也就是將標準件與基座4卡接，一方面便于標準件的安裝，同時在基座4或標準件損壞等情況下能夠方便的將二者拆卸，便于二者的維修或更換，降低測量裝置的后期維護成本。具體凹槽的形狀可根據(jù)標準件的形狀進行設置，此處不作具體限定。當然，根據(jù)需要標準件與基座4也可以通過其他的可拆卸固定連接方式連接。

在上述各實施例中，標準件優(yōu)選的為光學鏡面5，其優(yōu)異的表明特性，能夠真實反應溜板2隨待測靜壓導軌1的移動。當然，根據(jù)需要標準件也可以采用其他具有標準表面的部件。標準件具體可以呈圓片狀，也就是標準表面呈圓形，則優(yōu)選的電感測頭13相對標準表面的直徑移動以進行測量。

在上述各實施例中，顯示裝置9優(yōu)選的為顯示屏。通過顯示屏能夠直觀的顯示出溜板2沿待測靜壓導軌1移動過程中，標準表面對電感測頭13的推動作用，也就是待測靜壓導軌1的直線度變化。當然，根據(jù)需要顯示裝置9也并不局限于顯示屏，其他能夠將檢測結果輸出的設備均可。

在上述各實施例的基礎上，還可以包括底座6、與底座6垂直固定連接的支撐桿、能夠相對支撐桿滑動并鎖緊的支架7，電感測頭13與支架7固定連接。也就是通過上述結構的電感測頭13固定裝置將電感測頭13固定，由于支架7能夠相對支撐桿滑動并鎖緊，故測量時根據(jù)待測靜壓導軌1及溜板2的高度，將標準件放置于溜板2上時，通過調整支架7在支撐桿上的位置使得電感測頭13的高度與標準表面相適應。支架7的具體結構可以不作限定，其能夠固定支撐電感測頭13即可。

優(yōu)選的，支架7上開設有用于固定電感測頭13的通孔，測量時將電感測頭13卡接于該通孔內。支架7上開設有支撐桿通孔以使支架7套設在支撐桿外，與支撐桿通孔連通的可以開設螺栓孔，進而通過螺栓將支架7鎖緊在合適位置。當需要調整支架7相對與支撐桿的位置時，松開螺栓即可，便于對電感測頭13的位置進行調整。

本發(fā)明還公開了一種靜壓導軌直線度測量方法，適用于上述任一種實施例中的靜壓導軌直線度測量裝置，包括步驟：

S1：溜板2帶動標準件沿待測靜壓導軌1移動，采集電感測頭13接觸標準件的標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)；

即通過將標準件置于溜板2上，并調整電感測頭13與標準件的標準表面接觸，而后控制溜板2移動以帶動其上的標準件沿待測靜壓導軌1移動，采集電感測頭13對應標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)。

S2：根據(jù)檢測數(shù)據(jù)調整標準件的位置并重復步驟S1，直至電感測頭13對應標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)相同；

根據(jù)電感測頭13對應標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)，調整標準件的位置，而后再采集電感測頭13接觸標準件的標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)。若電感測頭13接觸標準表面一端時的檢測數(shù)據(jù)與電感測頭13接觸標準表面另一端的檢測數(shù)據(jù)相同，即完成對標準表面的校準，執(zhí)行后續(xù)步驟S3，測量待測靜壓導軌1的直線度；否則，繼續(xù)調整標準件的位置并再次采集電感測頭13接觸標準件的標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)，直至電感測頭13對應標準表面兩端時的檢測數(shù)據(jù)相同。

S3：連續(xù)采集溜板2帶動標準件移動過程中電感測頭13的檢測數(shù)據(jù)，并將檢測數(shù)據(jù)處理后輸出。

標準表面調整完成后，控制溜板2沿待測靜壓導軌1移動，進而位于溜板2上的標準件隨之移動。標準件移動過程中，電感測頭13連續(xù)采集對應接觸標準表面不同位置的檢測數(shù)據(jù)，進而控制裝置8對檢測數(shù)據(jù)進行處理，以對待測靜壓導軌1的直線度進行評估。

具體的，上述步驟S3具體可以包括：

連續(xù)采集溜板2帶動標準件由一端移動至另一端對應電感測頭13時電感測頭13的檢測數(shù)據(jù)，并將檢測數(shù)據(jù)處理后輸出。

也就是溜板2帶動標準件由標準表面的一端與電感測頭13接觸，移動至標準表面的另一端與電感測頭13接觸，連續(xù)采集此過程中的檢測數(shù)據(jù)，以對待測靜壓導軌1的直線度進行評估。優(yōu)選的，溜板2重復運動三次，對三次獲得的檢測數(shù)據(jù)進行平均處理對待測靜壓導軌1的直線度進行評估。在待測靜壓導軌1的行程大于標準表面能夠與電感測頭13接觸的寬度時，則可以通過將待測靜壓導軌1額行程劃分為多個檢測區(qū)間，分別重復上述檢測步驟S1-S3，以綜合評價待測靜壓導軌1的直線度。

以下以一個優(yōu)選的實施例說明靜壓導軌直線度測量方法：首先調節(jié)電感測頭13接觸光學鏡面5，記錄示數(shù)。然后控制靜壓導軌1移動，電感測頭13實時采集數(shù)據(jù)，并存儲在存儲元件中。一個移動過程后，即光學鏡面5的一端對應電感測頭13移動至光學鏡面5的另一端對應電感測頭13，兩端示數(shù)可能不同，控制裝置8對這兩個數(shù)據(jù)進行比較并控制伺服電機3帶動基座4微位移，然后靜壓導軌1重復運動直到光學鏡面5兩端時電感測頭13測得的數(shù)據(jù)一致方可進行下一步的直線度測量?；?調節(jié)完畢發(fā)出脈沖信號，則可進行直線度測量。靜壓導軌1重復運動三次，電感測頭13的信號經(jīng)過控制裝置8處理實時顯示在液晶顯示屏上，三次運動過后，導軌停止運動，同時控制裝置8對三次數(shù)據(jù)進行平均處理給出待測靜壓導軌1直線度評估數(shù)據(jù)。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。