[发明专利]一种用于直线度误差测量的高精度测头装置

摘要

本发明属于精密加工与测试技术领域，公开一种用于直线度误差测量的高精度测头装置。包括：导轨座、微位移杠杆传递系统、滑块系统、滑块驱动系统、侧压板、上压板、盖板和侧挡板。本发明采用聚四氟乙烯导轨软带作为摩擦副材料，在润滑状态下可显著提高滑块和测头运动平稳性；测点位置位于导轨工作面的延长面上，因此该方向上没有测量阿贝误差，测量精度可达亚微米量级；采用高灵敏度的交叉簧片微位移传递杠杆，将球测头采集的微位移量等量传递给高精度的电感测头，适用于不能直接采用轴向测头的高精度直线度误差的测量。该装置具有结构简单、对称变形及驱动精度对测头运动精度影响不大、无测量阿贝误差、直线度误差测量精度高、使用范围广等优点。

主权项

1.一种高精度直线度误差测头装置，其特征在于，包括：导轨座(1)、微位移传递杠杆系统(2)、滑块系统(3)、滑块驱动系统(4)、侧压板(5)、上压板(6)、盖板(7)和侧挡板(8)；导轨座(1)为整体式结构，其竖直和水平面上分别设置具有宽跨度的两组共面的工作面(1‑1，1‑2)，水平面和竖直面之间的夹角与滑块(3‑2)对应面之间的夹角相匹配；导轨座(1)结构对称，其上设有导轨座安装孔(1‑3)、测头行程槽(1‑8)、电感测头活动槽(1‑5)、微位移传递杠杆活动槽(1‑6)及与盖板和侧挡板的连接螺纹孔(1‑4，1‑7)；导轨座的水平工作面(1‑2)与电感测头活动槽(1‑5)的水平中截面共面；滑块(3‑2)为整体式对称结构，由对称设置的两组具有跨度的滑块工作面(3‑2‑1)矩形结构组成，每组包含8个滑块工作面，每个平面上的四个滑块工作面共面，滑块工作面的位置与导轨座(1)上的工作面相匹配；滑块(3‑2)与导轨座(1)配合的底面和侧面为滑块的基准面，另外两面分别与两基准面的交线平行，并与基准面平行；滑块工作面中间开设油槽(3‑2‑3)，每组滑块工作面的油槽与对应侧的油嘴安装孔(3‑2‑4)联通；滑块(3‑2)与导轨座(1)竖直面接触的一侧中间设凹槽，底面的棱边倒45°角，倒角大小与微位移杠杆的倒角一致，为10～20mm；滑块(3‑2)上设有固定交叉簧片(1‑3)的的螺纹孔(3‑2‑2)、连接电感测头固定座的沉头孔(3‑2‑6)及用于拨杆驱动的驱动孔(3‑2‑5)；驱动孔(3‑2‑5)位于滑块(3‑2)靠近滚珠丝杠导轨(4‑4)的一侧平面的中间位置，深度大于滑块(3‑2)宽度的一半；滑块(3‑2)与微位移传递杠杆系统(2)的交叉簧片和电感测头的固定座连接，微位移传递杠杆的放大倍数在1:0.98～1之间；上压板(6)和侧压板(5)的长度与导轨座的长度相同，上压板和侧压板上分别设置的四个导轨面共面，且位置、结构与导轨座水平面和竖直面一致；侧压板(5)中间开槽，便于拨杆(4‑2)活动；上压板(6)和侧压板(5)各通过两排弹性波球螺钉压向滑块(3‑2)，以消除滑块(3‑2)与导轨座(1)和上、侧压板之间的间隙；拨杆(4‑1)由滚珠丝杠导轨(4‑4)驱动，并与滚珠丝杠导轨的滑台(4‑3)刚性连接；拨杆(4‑1)与滑块(3‑2)之间通过具有弹性的塑料软套(4‑2)连接；采用步进或伺服电机驱动滚珠丝杠导轨(4‑4)，其上设有光电行程限位开关。