【CN110186397A】一种导轨平行度测量装置及方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910293859.9

(22)申请日 2019.04.12

(71)申请人 华中科技大学

地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路

1037号

(72)发明人 张新宝　刘显喜　

(74)专利代理机构 华中科技大学专利中心

42201

代理人 张彩锦　曹葆青

(51)Int.Cl.

G01B 11/26(2006.01)

(54)发明名称

一种导轨平行度测量装置及方法

(57)摘要

本发明属于导轨制造精度控制领域，并具体

公开了一种导轨平行度测量装置及方法，其在两

导轨副之间或导轨副一侧添加辅助测量点，通过

辅助测量点与导轨上设定测量点，使测量点满足

米字型布点条件，利用位姿测头分别测量导轨和

辅助测量点构成的各个测量点，测量米字型布点

的某测量截面上各个测量点时空间直线基准发

生器位置保持不变，测得同一设定直线上的测量

点的数据；然后对米字型布点的每个直线上所有

设定测量点数据进行归一化处理，统一到同一基

准平面后提取出导轨数据，进而进行数据评估可

得出被测导轨的平行度。本发明具有简单快速、

测量精度高、

低成本等优点。权利要求书2页 说明书10页 附图3页CN 110186397 A 2019.08.30

C N 110186397

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110186397 A

1.一种导轨平行度测量装置，其特征在于，包括空间直线基准发生器(1)、位姿测头(2)和数据采集处理单元(10)，其中：

所述空间直线基准发生器(1)用于发射直线基准光束(5)，以作为整个测量过程中的空间直线基准；

所述位姿测头(2)包括机架(8)、安装在机架(8)上的底座(9)以及设于底座(9)底面的前支撑杆，该机架(8)内沿直线基准光束(5)入射方向的前后设有光敏面相互平行的前图像传感器(6)和后图像传感器(7)，该机架(8)靠近后图像传感器(7)的一侧安装有倾角传感器(11)，所述前图像传感器(6)和后图像传感器(7)用于采集测量点处直线基准光束截面的图像数据，并将采集的图像数据传输至数据采集处理单元(10)中，所述倾角传感器(11)用于测量位姿测头(2)的倾角；所述测量点包括待测导轨两导轨副上的基础测量点以及设于两导轨副之间或设于导轨副外侧的辅助测量点，且基础测量点与辅助测量点为米字型布点，若米字型布点不能覆盖整个导轨，则在两导轨副位于米字型之外的部分还布置有附加测量点；

所述数据采集处理单元(10)用于接收前图像传感器(6)和后图像传感器(7)采集的图像数据以及倾角传感器(11)测量的倾角，并基于图像数据与倾角进行数据处理以获得待测导轨的平行度。

2.如权利要求1所述的导轨平行度测量装置，其特征在于，所述前支撑杆位于底座(9)前端的中点处，该底座(9)的后端还设置有两根后支撑杆。

3.如权利要求1或2所述的导轨平行度测量装置，其特征在于，辅助测量点设于两导轨副之间时，其位于两导轨副的中间；辅助测量点设于导轨副外侧时，其与相邻导轨副间的距离等于两导轨副间的距离。

4.一种导轨平行度测量方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任一项所述的装置进行测量，包括如下步骤：

S1在被测导轨的两导轨副上设计基础测量点，并在两导轨副之间或导轨副的一侧添加辅助测量点，利用基础测量点和辅助测量点进行米字型布点，该米字型覆盖整个导轨或覆盖导轨的一部分，若所布米字型不能覆盖整个导轨，则在两导轨副位于米字型之外的部分布置附加测量点，使布点长度与导轨长度相当；

S2利用位姿测头(2)分别测量米字型布点各直线上的基础测量点、米字型之外导轨副上的附加测量点以及辅助测量点的数据，测量同一直线时空间直线基准发生器(1)位置保持不变；

S3利用数据采集处理单元(10)对数据进行归一化处理，以利用平面度的米字处理算法将导轨副上的基础测量点数据统一至同一基准平面上，并将两导轨副上的附加测量点数据也统一至同一基准平面上，提取出统一至同一基准平面上两导轨副的数据，基于两导轨副的数据进行平行度评估即可得出被测导轨的平行度。

5.如权利要求4所述的导轨平行度测量方法，其特征在于，步骤S2包括如下子步骤：

S21空间直线基准发生器(1)置于米字型布点的直线延长线的一端，位姿测头(2)置于米字型布点直线上的对应测量点处，并使前支撑杆直接接触被测测量点；

S22调整空间直线基准发生器(1)使空间直线基准发生器产生的直线基准光束近似平行导轨副的设定平面，其中设定平面指导轨副承载平面的理论平面；

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