利用激光干涉仪测量机器垂直轴滚动角

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五、检定三针圆度插头尺寸的选择(见表1)六、测量准确度验证表1 插头尺寸的选择三针标称直径 插头尺寸伽 .118mm～50.201mm 专门制造∞ .232mm -∞ .29lmm M0.4-0.5中o.343mm～彻 .46lmm M0.6-0.8伽 .5l1mm ～唧 .866mm Ml-1.5中1.008mm ～ 1.441mm M1.75-2.5中1.553mm ～d#2.595mm M3-4.5qb2.866mm～qb3.468mm M5-6TECHNOLOGY测量与控用二点法测量圆度 .实际上测的是同-截面上各点的直径差 .当被测件表面轮廓呈奇数多菱形时便测不出误差值。用二点法在光学计上测量时.若放置不稳 ，将产生测量误差 ，而用本装置(即三点法)测量三针圆度 ，是两点定位、-点测量。其测值稳定 ，准确度高 通过对直径为0.866mm的三针进行的测量实践得到了论证七、结束语该装置经实践检验，示值稳定、可靠，目前已投入使用。其简单实用，可操作性强，实现了三针圆度的测量。

作者单位沈阳鼓风机集团有限公司口利用激光干涉仪测量机器垂直轴滚动角对于数控设备的任意-根运动的轴而言都有6项误差 ：线性定位误差、水平方 向直线度误差、垂直方向直线度误差 、偏摆角、俯仰角 、滚动角。

目前市场上的激光干涉仪大多都可以测量出以上准确度误差 ，只是测量的方式方法不同。但是有-项误差测量起来还 比较困难 .甚至有的同行认为无法测量 .这就是本文要探讨的垂直轴滚动角测量解决方案。

数控设备水平轴滚动角的测量方法.是在干涉仪的传感器上集成-个水平仪 .将传感器固定在运动的轴上。随着轴的运动，水平仪的读数会发生相对的变化。这样利用变化的数值就能得到滚动角的误差数据。这种利用电子水平仪运动时数值变化的方法有-定的弊端 ，就是在测量垂直轴滚动角度时水平仪无法使用。在使用激光干涉仪时.发现可以通过测量俯仰口王建英角的办法来间接测量垂直轴的滚动角。

通常情况下在测量机床垂直轴时.将激光干涉仪固定在机床工作台上.或者用三脚架架设在机床外面.然后通过-个90。镜将光束折射成与垂直轴平行的状态 ，再在垂直轴上安装反射镜或传感单元。如图1所示 ，采取这种安装方式，垂直轴的偏摆角、俯仰角都干涉仪主机转 []]图12013.3中i-l 97TECHNOLOGY量与控制可以测量出来 .但是滚动角却无法得 出.因为此时测量滚动角的水平仪已经无法工作基于偏摆角和俯仰角的这个测量方法.加上激光干涉仪轻巧便于安装在任何位置(无需三脚架)等特点，在数控机床的垂直轴上找-个特殊的安装位置。

用来安装激光干涉仪主机.再通过-个转向镜将光折90。.把激光干涉仪的接收光传感器固定在机床上不动，如图2所示。

转向镜、 甚 -激光主机 ，反射镜传感器I l L l俯、仰 l转 向镜 激光头传感器图2从图2可看出.此时垂直运动的轴在上下移动时必然会产生滚动角误差及俯仰角误差。激光头固定在移动轴上 .这样就使滚动角误差及俯仰角误差共同反馈到角度位置光敏传感器的YY方向.偏摆角仍然反馈到角度位置光敏传感器的XX方向针对以上两组不同的安装方式.我们分别进行测量 ，并抽取两次测量的偏摆角 、俯仰角数据进行比较 ，如表l、表2所示。比较表1、表2两组数据可发现 ，AngA(偏摆角)数据没有发生变化 ， AngB(俯仰角)的数据变化很明显 .而这个误差实质上就是被测轴的另-个误差参数--滚动角的误差 而将干涉仪放置在垂直轴上所测量出的是俯仰角与滚动角!9AngB 从表3可得出.利用激光干涉仪对机器垂直轴滚动角进行测量的方法可行98 中I$IH-2013.3表1 干涉仪放置在工作台上时的测量结果位置(mm) 偏摆角(arc sec) 俯仰角(arc set2)O 0 0400 0.06 1.O8800 0.O5 2.0l1200 O.19 O.951600 0.24 -0.782000 0.6 -2.772400 0.72 -4.672800 O.4 -6.63200 0.66 -7.673600 ～0.49 -6.464000 -1.O2 -4.46表2 干涉仪放置在垂直轴上时的测量结果位置(mm) 偏摆角(are sec) 俯仰角(arc sec)O 0 O400 O.O6 1800 O.O5 1.4ll200 O.19 1.481600 O.24 0.672000 O.6 -O 382400 O.72 -1.442800 O.4 -2.83200 O.66 -4.82360o ～0.49 -6.924000 ～1.02 -7.7表3 AngB测量结果AngB1 AngB2 E1Tor0 O 01.O8 l O.082.01 1.41 0.60.95 1.48 -O.53- O.78 0.67 -1.45- 2.77 -O.38 -2.39- 4.67 -1.44 -3.23- 6.6l -2.8 -3.8l- 7.67 -4.82 -2.85- 6.46 -6.92 0.46- 4.46 -7.7 3.24作者单位[ST苏省南通市计量检定测试所 口