基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置，包括固定座、微倾斜调节台、圆光栅编码器、光栅读数头、基准球、支撑板和装夹台，所述微倾斜调节台顶部中心成型有圆孔槽，数个光栅读数头均匀分布在圆光栅编码器外围，所述支撑板上开有与圆孔槽同轴的通孔，所述基准球的一端与圆孔槽插接，另一端穿过通孔位于支撑板上方，所述第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器和第五位移传感器均固定在装夹台上，装夹台固定安装在支撑板顶部。本实用新型专利技术可同时完成超精密转台回转轴线的六自由度测量，测量过程简单、测量效率高，同时能有效提高测量的精度。提高测量的精度。提高测量的精度。

【技术实现步骤摘要】
基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置


[0001]本技术属于精密机械误差测量
，具体涉及一种基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置。

技术介绍

[0002]超精密转台是机械加工、测量领域的重要设备之一。超精密转台回转轴线的六自由度误差是评价其动态性能的重要技术指标之一。假设Z轴为旋转轴，六自由度误差主要包括回转轴线在X、Y方向的径向运动误差，Z方向的轴向运动误差，绕X、Y的偏摆角度误差和绕Z轴的回转角度误差。目前，六自由度误差的测量一般会分成两个或两个以上的步骤进行，这种测量方式过程繁杂，而且过多的测量步骤和过长的测量周期会引入很多不确定因素。
[0003]另外，超精密转台回转轴线的六自由度测量的重要步骤是采集位移数据和角度数据，一般采用高精度的位移传感器和圆光栅角度编码器，通过位移传感器的测量可以得到转轴在某一角度测量的位移值，通过圆光栅编码器测量可以得到转轴角位置值。然而，超精密测量中，测量结果很容易受到各种不确定因素的影响，如转轴角速度波动和安装偏心就会对测量数据产生影响：转轴角速度波动会使位移传感器测得的位移值产生相位移动，导致测量位移值与实际角度值不能一一对应，进而会影响径向回转误差和偏摆角度误差测量结果的准确性；安装偏心包括标准器的安装偏心和圆光栅的安装偏心，标准器的安装偏心会导致位移值测量不准确，进而会影响径向回转误差和偏摆角度误差测量结果的准确性，圆光栅的安装偏心会导致角度值测量不准确，进而会影响回转角度误差测量结果的准确性。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置，它设计巧妙，测量便捷，同时能消除速度波动对位移测量的影响和消除圆光栅安装偏心对角度测量的影响，大大提高了测量的精度。
[0005]本技术所采用的技术方案是：一种基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置，包括固定座、微倾斜调节台、圆光栅编码器、光栅读数头、基准球、支撑板和装夹台，所述微倾斜调节台位于支撑板下方，所述微倾斜调节台顶部中心成型有圆孔槽，所述圆光栅编码器固定安装在微倾斜调节台的顶部，且圆光栅编码器与圆孔槽同轴设置，所述光栅读数头设有数个，数个光栅读数头均匀分布在圆光栅编码器外围，并与圆光栅编码器位于同一水平面，光栅读数头通过安装板固定在支撑板底部，所述支撑板上开有与圆孔槽同轴的通孔，所述基准球的一端与圆孔槽插接，另一端穿过通孔且基准球的第一靶球和第二靶球位于支撑板上方，与基准球的第一靶球球心水平对应处垂直分布有第一位移传感器和第二位移传感器，与基准球的第二靶球球心水平对应处垂直分布有第三位移传感器和第四位移传感器，所述基准球上方还设有与基准球同轴的第五位移传感器，所述第一位移
传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器和第五位移传感器均固定在装夹台上，所述装夹台固定安装在支撑板顶部。
[0006]作为优选，所述微倾斜调节台包括从下至上依次同轴设置的底座、连接座和调节座，所述底座和连接座固定连接，连接座与调节座之间设有调节滚珠和数根调节螺栓，所述调节滚珠位于连接座顶部中心，数根调节螺栓沿连接座圆周均匀分布，所述圆孔槽和圆光栅编码器均位于调节座顶部，并与调节座同轴设置。
[0007]作为优选，所述装夹台包括底板、顶板和固定在底板与顶板之间侧板，所述侧板为一体成型的两块相互垂直的竖板构成，所述底板设有与通孔匹配的开口，并固定安装在支撑板的通孔处，所述侧板的下部与基准球的第一靶球球心水平对应处开有两个中心线相互垂直的安装孔，侧板的上部与基准球的第二靶球球心水平对应处还开有两个中心线相互垂直的安装孔，所述顶板与基准球轴线对应处同样开有安装孔。
[0008]作为优选，所述安装孔处开有压缝和调节缝，所述压缝呈L型，压缝的一端与安装孔连通，另一端贯穿侧板或顶板侧壁，所述调节缝位于安装孔下方并与压缝相对应，所述压缝与调节缝之间的侧板侧壁上开有锁紧孔，锁紧孔与安装孔错位分布且锁紧孔与压缝一侧平行，并贯穿压缝的另一侧。
[0009]作为优选，所述安装板呈L型，安装板的一端与支撑板底部固定连接，另一端开有与光栅读数头匹配的连接槽，所述光栅读数头卡接固定在连接槽中，并与圆光栅编码器水平对齐。
[0010]本技术的有益效果在于：
[0011]（1）通过设置中心线相互垂直的第一位移传感器和第二位移传感器，中心线相互垂直的第三位移传感器和第四位移传感器，与基准球同轴的第五位移传感器，实现定角度位移数据采集，并与圆光栅编码器采集的角度值一一对应，消除了速度波动对位移测量的影响；
[0012]（2）设置数个均匀分布在圆光栅编码器四周的光栅读数头，能取数个光栅读数头测量数据的平均值作为最终角度值，消除了圆光栅编码器安装偏心对角度测量的影响。
[0013]本技术可同时完成超精密转台回转轴线的六自由度测量，测量过程简单、测量效率高，同时能有效提高测量的精度。
附图说明
[0014]图1为本技术结构示意图；
[0015]图2为本技术微倾斜调节台的结构示意图；
[0016]图3为本技术微倾斜调节台的剖视图
[0017]图4为本技术装夹台的装夹示意图；
[0018]图5为本技术装夹台的结构示意图（未安装位移传感器）；
[0019]图6为本技术圆光栅编码器和光栅读数头的局部示意图。
[0020]图中：1、固定座；2、微倾斜调节台；3、圆光栅编码器；4、光栅读数头；5、基准球；6、支撑板；7、装夹台；8、圆孔槽；9、安装板；10、第一位移传感器；11、第二位移传感器；12、第三位移传感器；13、第四位移传感器；14、第五位移传感器；15、超精密转台；201、底座；202、连接座；203、调节座；204、调节滚珠；205、调节螺栓；701、底板；702、顶板；703、侧板；704、开
口；705、安装孔；706、压缝；707、调节缝；708、锁紧孔。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。
实施例
[0022]如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例提供的基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置，包括固定座1、微倾斜调节台2、圆光栅编码器3、光栅读数头4、基准球5、支撑板6和装夹台7；
[0023]所述固定座1顶部固定连接有待测超精密转台15，微倾斜调节台2固定在超精密转台15顶面；
[0024]所述微倾斜调节台2包括从下至上依次同轴设置的底座201、连接座202和调节座203，所述底座201和连接座202固定连接，连接座202与调节座203之间设有调节滚珠204和数根调节螺栓205，所述连接座202顶部中心和调节座203底部中心处分别开有与调节滚珠204匹配的凹槽，调节滚珠204置于凹槽内，调节座203通过调节滚珠204可实现在水平方向的倾斜调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置，其特征在于：包括固定座（1）、微倾斜调节台（2）、圆光栅编码器（3）、光栅读数头（4）、基准球（5）、支撑板（6）和装夹台（7），所述微倾斜调节台（2）位于支撑板（6）下方，所述微倾斜调节台（2）顶部中心成型有圆孔槽（8），所述圆光栅编码器（3）固定安装在微倾斜调节台（2）的顶部，且圆光栅编码器（3）与圆孔槽（8）同轴设置，所述光栅读数头（4）设有数个，数个光栅读数头（4）均匀分布在圆光栅编码器（3）外围，并与圆光栅编码器（3）位于同一水平面，光栅读数头（4）通过安装板（9）固定在支撑板（6）底部，所述支撑板（6）上开有与圆孔槽（8）同轴的通孔，所述基准球（5）的一端与圆孔槽（8）插接，另一端穿过通孔且基准球（5）的第一靶球和第二靶球位于支撑板（6）上方，与基准球（5）的第一靶球球心水平对应处垂直分布有第一位移传感器（10）和第二位移传感器（11），与基准球（5）的第二靶球球心水平对应处垂直分布有第三位移传感器（12）和第四位移传感器（13），所述基准球（5）上方还设有与基准球（5）同轴的第五位移传感器（14），所述第一位移传感器（10）、第二位移传感器（11）、第三位移传感器（12）、第四位移传感器（13）和第五位移传感器（14）均固定在装夹台（7）上，所述装夹台（7）固定安装在支撑板（6）顶部。2.根据权利要求1所述的基于角度触发采集的回转轴线全姿态误差同步测量装置，其特征在于：所述微倾斜调节台（2）包括从下至上依次同轴设置的底座（201）、连接座（202）和调节座（203），所述底座（201）和连接座（202）固定连接，连接座（202）与调节座（203）之间设有调节滚珠（204）和数根调节螺栓（205），所述调节滚珠（204）位于连接座（202）顶部中心，数根调节螺栓（20...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷鸣，张志，谢罗峰，米良，夏仰球，唐强，周怡帆，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：