【摘 要】
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由于制造以及装配误差,数控机床各轴难免具有六自由度几何误差。而传统的光学仪器通常一次只能测量一个或两个误差,因此本文以低成本、易集成、多自由度误差同时测量、调整操作方便并满足精度要求作为出发点,设计了一种基于激光准直原理的精密运动平台五自由度运动误差测量系统。本文首先基于双平行光束法的五自由度运动误差同时测量原理,对测量系统的光学元件进行选型;其次开展整个系统的设计工作,包括整体系统结构设计,IV
【基金项目】
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国家重点研发计划（NO.2017YFF0204801）； 辽宁省中央引导地方科技发展专项（NO.2020010052-JH6/105）；
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由于制造以及装配误差,数控机床各轴难免具有六自由度几何误差。而传统的光学仪器通常一次只能测量一个或两个误差,因此本文以低成本、易集成、多自由度误差同时测量、调整操作方便并满足精度要求作为出发点,设计了一种基于激光准直原理的精密运动平台五自由度运动误差测量系统。本文首先基于双平行光束法的五自由度运动误差同时测量原理,对测量系统的光学元件进行选型;其次开展整个系统的设计工作,包括整体系统结构设计,IV转换放大模块的硬件设计以及光斑位置显示、光束调平、自动采样等附加功能的程序软件设计;最后针对双光束难以调平影响滚转角误差测量的问题,提出利用水平仪对滚转角误差进行补偿修正,并对测量系统各性能进行测试并与商业化精密仪器进行精度比对来验证其是否达到使用精度要求。一系列的测试和比对实验结果显示,测量系统所测直线度、偏摆俯仰角以及滚转角误差的测量分辨率分别为0.05μm、0.1″和0.1″,10分钟内稳定性变化范围分别在0.5μm、0.5″和±1″内,比对残差分别为0.8μm、0.8″和1.5″。
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