一種臥軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及幾何量精密測量技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種邸軸矩臺平面磨床平面 度在位測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代機械加工過程中，對工件進行在線檢測是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的重 要手段。在平面加工過程中，對平面的加工精度要求越來越高，其平面需要通過專用機床進 行精密加工。為實現(xiàn)加工檢測一體化，在采用機床對平面進行加工過程中，平面度在位測量 的意義顯得尤為重大。
[0003] 平面度誤差的靜態(tài)測量在測量理論、測量方法、測量儀器等方面都比較完善，但作 為精加工平面的平面度誤差的在位測量無論從理論上，還是測量方法上的研究至今仍需改 進。究其原因主要是由于動態(tài)測量的復(fù)雜性和加工機床的分散性造成。因此，對平面度誤 差的在位測量無論是從測量理論、測量方法上（如：數(shù)學(xué)模型的建立、評定方法的選擇），還 是從測量手段上（如：數(shù)據(jù)的采樣、數(shù)據(jù)分析和處理、信息傳輸），都需要根據(jù)實際情況的需 要加W深入細致的研究。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本申請通過提供一種邸軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統(tǒng)，運用誤差分離技術(shù) 消除分離測量基準(zhǔn)誤差，即導(dǎo)軌運動副誤差和傳感器測頭初始位置偏差，W解決現(xiàn)有技術(shù) 中在位測量精度不高等技術(shù)問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本申請采用W下技術(shù)方案予W實現(xiàn)：
[0006] 一種邸軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統(tǒng)，包括傳感器陣列、前置放大模塊、A/ D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理器、無線傳輸模塊W及計算機，所述傳感器陣列通過傳感器卡具 設(shè)置在機床工作臺上，對被測基座平面進行平面度在位測量，所述前置放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換 模塊、數(shù)字信號處理器、無線傳輸模塊依次相連，所述前置放大模塊對傳感器陣列采集到的 信號進行放大，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號處 理器用于進行誤差分離處理，所述無線傳輸模塊將采集到的信息傳輸?shù)接嬎銠C中進行平面 度評定，其關(guān)鍵在于，
[0007] 該傳感器卡具由縱向板和橫向的夾具體組成L型，該縱向板連接固定在機床工作 臺上，所述傳感器陣列安裝在夾具體上，所述傳感器陣列為四個呈正方形分布的傳感器，其 中一個傳感器作為調(diào)零對準(zhǔn)的基準(zhǔn)通過夾具體下方的下螺母固定于夾具體上，其他=個傳 感器分別通過夾具體上方的上螺母和墊圈W及夾具體下方的下螺母設(shè)置在夾具體的=個 矩形軌道上，所述=個矩形軌道設(shè)置在其他=個傳感器與基準(zhǔn)傳感器連線方向上，通過調(diào) 整其他=個傳感器在矩形軌道的位置來調(diào)整四個傳感器之間的間距，并保證四個傳感器呈 正方形分布，通過調(diào)整上螺母和/或下螺母實現(xiàn)傳感器上下方向的微調(diào)，W保證四個傳感 器的測頭共同調(diào)整或調(diào)零。
[0008] 進一步地，所述前置放大模塊采用四通道運算放大器化084,所述A/D轉(zhuǎn)換模塊 采用四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7825,所述數(shù)字信號處理器采用DSP-TMS320VC5416,所述無 線傳輸模塊采用射頻收發(fā)忍片CC1100,在四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7825與數(shù)字信號處理器 DSP-TMS320VC5416之間還設(shè)置有兩個4位總線開關(guān)器件FSTD3125作為緩沖器件，其中四 通道運算放大器化084的信號輸出引腳分別連接四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7825的2、3、4、5引 腳，四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7825的18、19、22、24引腳分別連接第一總線開關(guān)器件FSTD3125 的4、7、10、13引腳，第一總線開關(guān)器件FSTD3125的3、6、11、14引腳分別連接數(shù)字信號處理 器DSP-TMS320VC5416的41、43、38、36引腳，四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS7825的15、7、16引腳分 別連接第二總線開關(guān)器件FSTD3125的4、7、10引腳，第二總線開關(guān)器件FSTD3125的3、6引 腳共同連接數(shù)字信號處理器DSP-TMS320VC5416的44引腳，第二總線開關(guān)器件FSTD3125的 11引腳連接第二總線開關(guān)器件FSTD3125的47引腳，數(shù)字信號處理器DSP-TMS320VC5416的 49、54、60引腳分別連接射頻收發(fā)忍片CC1100的4、7、3引腳，第一總線開關(guān)器件FSTD3125 的11引腳連接射頻收發(fā)忍片CC1100的8引腳，數(shù)字信號處理器DSP-TMS320VC5416的47 引腳連接射頻收發(fā)忍片CC1100的5引腳。
[0009] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傳感器為YHD-3型位移傳感器，所述傳感器卡具選用 鑄鐵材料制成。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，具有的技術(shù)效果或優(yōu)點是：，提高了測 量精度，得到被測工件真實形狀誤差，從而得到最終平面度誤差值大小，本實用新型減少了 測量檢測的中間輔助環(huán)節(jié)，提高了測量精度。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0012] 圖2為本實用新型的四個傳感器分布與測試路線圖；
[0013] 圖3為本實用新型的傳感器卡具主視圖；
[0014] 圖4為本實用新型的傳感器卡具俯視圖；
[0015] 圖5為本實用新型的電測電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016] 本申請實施例通過提供一種邸軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統(tǒng)，運用誤差分 離技術(shù)消除分離測量基準(zhǔn)誤差，即導(dǎo)軌運動副誤差和傳感器測頭初始位置偏差，W解決現(xiàn) 有技術(shù)中在位測量精度不高等技術(shù)問題。
[0017] 為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖W及具體的實施方式，對 上述技術(shù)方案進行詳細的說明。 陽〇1引 實施例
[0019] 本實施例WMG7132高精度邸軸矩臺平面磨床為例：
[0020] 邸軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括傳感器陣 列、前置放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理器、無線傳輸模塊W及計算機，所述傳感器 陣列通過傳感器卡具設(shè)置在機床工作臺上，對被測基座平面進行平面度在位測量，所述前 置放大模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理器、無線傳輸模塊依次相連，所述前置放大模塊對 傳感器陣列采集到的信號進行放大，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號，所述數(shù)字信號處理器用于進行誤差分離處理，所述無線傳輸模塊將采集到的信息傳輸 到計算機中進行平面度評定。
[0021] 如圖3、圖4所示，該傳感器卡具由縱向板6和橫向的夾具體4組成L型，該縱向板 6連接固定在機床工作臺上，所述傳感器陣列安裝在夾具體4上，所述傳感器陣列為四個呈 正方形分布的傳感器，其中一個傳感器作為調(diào)零對準(zhǔn)的基準(zhǔn)通過夾具體下方的下螺母5固 定于夾具體4上，其他=個傳感器分別通過夾具體上方的上螺母2和墊圈3W及夾具體下 方的下螺母5設(shè)置在夾具體4的=個矩形軌道7上，所述=個矩形軌道7設(shè)置在其他=個 傳感器與基準(zhǔn)傳感器連線方向上，通過調(diào)整其他=個傳感器在矩形軌道的位置來調(diào)整四個 傳感器之間的間距，并保證四個傳感器呈正方形分布，通過調(diào)整上螺母2和/或下螺母5實 現(xiàn)傳感器上下方向的微調(diào)，W保證四個傳感器的測頭共同調(diào)整或調(diào)零。
[0022] 1、測量系統(tǒng)誤差分析 陽02引 MG7132平面磨床加工精度為2-5ym，為了測量系統(tǒng)的測量結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確，誤 差盡可能的小，本實施例中取加工精度為2ym，在平面度測量中，總測量系統(tǒng)誤差通常取其 加工精度的^ : ^。本實施例中測量系統(tǒng)總誤差取加工精度的I，則測量系統(tǒng)總誤差為： 0. 25X2 = 0. 5ym。
[0024] 如果測量系統(tǒng)誤差小于或者接近儀器允許的總誤差的1/3,則初步認為所分配的 系統(tǒng)誤差值是合理的，待確定隨機誤差值時，再進行綜合平衡。 陽0巧]由W上理論，可知：
[0026] 測量系統(tǒng)誤差A(yù)S< 1/3X0. 5 = 0. 167,為了測量誤差對結(jié)果的影響更加小，系 統(tǒng)誤差A(yù)X取為0. 16。
[0027] 在本實施例平面度測量中，系統(tǒng)帶來的誤差來自=個方面：傳感器夾具設(shè)計誤差、 傳感器漂移誤差、測量電路誤差。在對系統(tǒng)誤差的分配過程中，通常依據(jù)等作用原則與加權(quán) 作用原則兩種原則來分配系統(tǒng)誤差。本實施例中，儀器各環(huán)節(jié)和各不見的源誤差對儀器總 精度的影響是近似同等的，既每個源誤差所產(chǎn)生的局部誤差是相等的，所W，采用等作用原 則分配，則所分配的每個單項誤差：
[002引
式中，AX為系統(tǒng)誤差，Pi為誤差的影響系數(shù)，n為存在的系統(tǒng)誤 差數(shù)目，m為未定的誤差數(shù)目。
[0029] 本實施例中，系統(tǒng)誤差的數(shù)目n= 3 ;隨機誤差通常有：原理允許誤差、刻度累計誤 差、調(diào)整量塊誤差、配合間隙誤差等，而在本實施例中，并未設(shè)及到刻度、量塊等