专利名称：用激光干涉仪测量数控机床圆轨迹的装置的制作方法
技术领域：
本发明与采用激光差动干涉原理测量数控机床圆轨迹的方法有关。
背景技术：
数控机床的圆轨迹指主轴和工作台之间的相对圆运动的轨迹，名义圆轨迹与实际圆轨迹的偏差是数控机床的重要技术指标，包括圆滞后H、圆偏差G和半径偏差F三个检测项目， 圆滞后H和圆偏差G主要由两个线性轴线圆弧插补误差产生，半径偏差F是绝对偏差。数控机床的圆轨迹的测量采用回转的一维测头、或圆盘和二维测头、或球杆仪， 也有直接采用二维编码器的检测方法。在“用激光干涉法测量数控机床圆轨迹”(授权公告日2009年6月17日，授权公告号CN100500369C)中提出采用激光差动干涉测量数控机床圆轨迹的方法中，由基座、横臂、夹持器、滑块构成的直角坐标机构是产生差动干涉的载体，但是由于结构复杂，存在一些难以避免的误差
①由于滑块与横臂的侧隙和横臂与基座的侧隙，当机床运动到拐点时(指机床在X或 Y方向运动反向的瞬时)，造成空程误差。②由于基座存在导轨的不直度误差，在横臂沿Y方向运动时的偏摆角直接造成阿贝误差(Y方向)和余弦误差(X方向)；同样，由于横臂存在导轨的不直度误差，在滑块沿 X方向运动时也会产生相应的阿贝误差和余弦误差。由于采用了直角坐标机构，上述误差不可避免，所以测量精度难以提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，测量精度高的用激光干涉仪测量数控机床圆轨迹的装置。本发明是这样实现的
本发明用激光干涉仪测量数控机床圆轨迹的装置，激光干涉仪的激光头置于数控机床的工作台上或工作台之外，分光镜、第一反射镜、第二反射镜置于工作台上，工作台沿Y轴方向运动，激光头、分光镜和第一反射镜位于与Y轴平行的第一轴线，分光镜、第二反射镜位于与X轴平行的第二轴线，第一、二长镜固定于棱镜基体上并且反射面垂直、棱镜基体与夹持器固连，夹持器与数据机床主轴固连，主轴沿X轴方向运动，通过第一、二反射镜的光与第一、二长镜镜面垂直，激光干涉仪有放大器、电子处理器和微机。第一、二长镜为长直角棱镜。第一、二长镜为长平面反射镜，在分光镜与第一反射镜之间的第一轴线上有第一 λ /4波片，在分光镜与第二反射镜之间的第二轴线上有第二 λ /4波片，分光镜另一侧的第二轴线上有第三反射镜，第一、二、三反射镜镜面与第一或第二轴线夹角为45°。其测量步骤如下
①将长镜、棱镜基体(15)和夹持器(16)构成的组件通过夹持器(16)安装于机床主轴，将激光头(9)、分光镜(10)、第一、二反射镜(12)和(11)置于数控机床的工作台上，并使机床主轴尽量位于数控机床工作区的中央，电子处理器(19)置零，建立坐标原点；
3②控制数控机床主轴沿X方向或者工作台沿Y方向移动轨迹的名义半径距离Rtl；
③机床主轴绕坐标原点以Rtl为半径，作圆轨迹运动，同时数控系统(21)按照旋转角β 发出采样信号给电子处理器(19)采集激光干涉仪的读数，在微机(20)中进行误差计算，得到实际圆轨迹曲线；二个长镜的位移值分别为X ( β )、Υ ( β );
④按照式(5)和式(6)计算各点的误差值ΛR (e :
d =~
根据R⑴合成得到实际圆轨迹，
对应各坐标点的误差值
权利要求
1.用激光干涉仪测量数控机床圆轨迹的装置，其特征在于激光干涉仪的激光头置于数控机床的工作台上或工作台之外，分光镜、第一反射镜、第二反射镜置于工作台上，工作台沿Y轴方向运动，激光头、分光镜和第一反射镜位于与Y轴平行的第一轴线，分光镜、第二反射镜位于与X轴平行的第二轴线，第一、二长镜固定于棱镜基体上并且反射面垂直、棱镜基体与夹持器固连，夹持器与数据机床主轴固连，主轴沿X轴方向运动，通过第一、二反射镜的光与第一、二长镜镜面垂直，激光干涉仪有放大器、电子处理器和微机。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于第一、二长镜为长直角棱镜。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于第一、二长镜为长平面反射镜，在分光镜与第一反射镜之间的第一轴线上有第一 X/4波片，在分光镜与第二反射镜之间的第二轴线上有第二 X/4波片，分光镜另一侧的第二轴线上有第三反射镜，第一、二、三反射镜镜面与第一或第二轴线夹角为45°。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于其测量步骤如下①将长镜、棱镜基体(15)和夹持器(16)构成的组件通过夹持器(16)安装于机床主轴，将激光头(9)、分光镜(10)、第一、二反射镜(12)和(11)置于数控机床的工作台上，并使机床主轴尽量位于数控机床工作区的中央，电子处理器(19)置零，建立坐标原点；②控制数控机床主轴沿X方向或者工作台沿Y方向移动轨迹的名义半径距离Rtl；③机床主轴绕坐标原点以Rtl为半径，作圆轨迹运动，同时数控系统(21)按照旋转角3 发出采样信号给电子处理器(19)采集激光干涉仪的读数，在微机(20)中进行误差计算，得到实际圆轨迹曲线；二个长镜的位移值分别为X ( P )、Y ( 3 );④按照式(5)和式(6 )计算各点的误差值A R (e :
全文摘要
本发明为用激光干涉仪测量数控机床圆轨迹的装置，解决已有装置结构复杂、误差大的问题。本发明的激光头(9)、分光镜(10)、反射镜(11)和(12)置于数控机床的工作台上(17)，沿Y方向运动；长直角棱镜(13)和(14)、棱镜基体(15)及夹持器(16)构成一体，通过夹持器(16)固定于数控机床的主轴,沿X方向运动。长直角棱镜(13)和(14)构成了激光干涉仪的二个靶镜，当机床作圆轨迹运动时，分别感受Y和X方向的位移，激光头(9)得到Y和X方向的位移差，此差值与名义差值比较，得到数控机床的圆轨迹误差。
文档编号G01B11/08GK102581704SQ20121007618
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者代燕芹, 巫兴胜, 田良, 羡一民, 邱易, 郭曦 申请人:成都工具研究所有限公司