阅读说明：本技术 模块化直线度在线测量装置 (Modularization straightness accuracy on-line measuring device ) 是由 李彬 吴媛媛 席建普 赵则祥 任东旭 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种模块化直线度在线测量装置,包括基座、罩体和直线度测量单元,所述基座的中部设有凸台,凸台的上部设有水平的凸台面；所述直线度测量单元的一侧活动设置在凸台面和罩体之间,且直线度测量单元与凸台面相配合,直线度测量单元的另一侧设置在罩体的外侧；所述罩体设置在基座的上部。本发明基座、外罩、前端端盖、后端端盖和侧面密封条构成了在线测量装置的基准单元和防护单元,凸台面用作直线度测量的基准,测微仪安装座和电容测微仪组成了在线测量装置的采样测量单元,基准单元与采样测量单元的相互配合有效完成了直线度的在线测量；防护单元避免了基准面的污染,因此更加适应于机床加工过程中的切削液和油雾的环境。(The invention discloses a modular linearity online measuring device which comprises a base, a cover body and a linearity measuring unit, wherein a boss is arranged in the middle of the base, and a horizontal boss surface is arranged at the upper part of the boss; one side of the straightness measuring unit is movably arranged between the boss surface and the cover body, the straightness measuring unit is matched with the boss surface, and the other side of the straightness measuring unit is arranged on the outer side of the cover body; the cover body is arranged on the upper part of the base. The base, the outer cover, the front end cover, the rear end cover and the side sealing strips form a reference unit and a protection unit of the online measuring device, the boss surface is used as a reference for linearity measurement, the micrometer mounting base and the capacitance micrometer form a sampling measuring unit of the online measuring device, and the reference unit and the sampling measuring unit are mutually matched to effectively finish online linearity measurement; the protection unit avoids the pollution of the reference surface, so the protection unit is more suitable for the environment of cutting fluid and oil mist in the machining process of the machine tool.)

模块化直线度在线测量装置

技术领域

本发明属于超精密测量技术领域，具体涉及一种用于直线进给轴直线度的模块化在线测量装置。

背景技术

随着现代精密加工技术的发展，为提高零件加工精度，需要对机床精度进行在线补偿，目前精度补偿主要针对直线进给轴的定位精度；由于重力、温升和大行程等因素的影响，直线度补偿问题已成为目前制约机床加工精度的重要因素。

为实现对直线度的在线补偿技术，需要解决直线度运动轴的直线度在线测量问题。

发明内容

针对现有直线度运动轴无法在线测量的问题，本发明提出了一种模块化直线度在线测量装置，解决了现代机床加工过程中的直线运动轴的直线度在线测量问题。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种模块化直线度在线测量装置，包括基座、罩体和活动设置在基座上部的直线度测量单元，所述基座的中部固定设有凸台，凸台的上部设有水平的凸台面，凸台面用来作为直线度测量的基准；所述直线度测量单元的一侧活动设置在凸台面和罩体之间，且直线度测量单元与凸台面相配合以对凸台面进行直线度的采样；直线度测量单元的另一侧设置在罩体的外侧；所述罩体固定设置在基座的上部。测量时，基座与机床直线运动轴的固定部件相连接，直线度测量单元与机床直线运动轴的移动部件相连接，当移动部件进行直线运动时，移动部件带动直线度测量单元在凸台面的上方水平直线滑动。

所述直线度测量单元包括电容测微仪和测微仪安装座，所述测微仪安装座的一侧设有开槽孔，测微仪安装座的另一侧设有走线孔；所述电容测微仪固定设置在开槽孔中，电容测微仪的数据传输线通过走线孔引出；所述电容测微仪设置在罩体内，且电容测微仪与凸台面相配合。电容测微仪和电容测微仪安装座构成了直线度在线测量装置的采样测量单元。

所述电容测微仪的底面与凸台面之间留有间隙，以减少电容测微仪与凸台面之间的摩擦利于电容测微仪的滑动。

所述罩体包括前端端盖、后端端盖和外罩，所述前端端盖和后端端盖对称固定设置在基座的上部；所述外罩设置在前端端盖和后端端盖的中间，且外罩与基座固定连接，外罩、前端端盖、后端端盖和基座形成了凸台的密封结构；所述测微仪安装座的一侧设置在外罩与凸台面之间，测微仪安装座的另一侧设置在外罩的外侧，且测微仪安装座与机床直线运动轴的移动部件相连接。

所述外罩的一侧设有凹槽，且测微仪安装座的中部设置在凹槽内；所述凹槽的上端面的高度低于凸台面的高度，在具有切削液的工作环境中可以保护凸台面不受切削液的影响。

所述测微仪安装座的下方设有侧面密封条，且侧面密封条与基座固定连接，侧面密封条一方面作为测微仪安装座的承载单元，另一方面起到隔离凸台与外部工作环境的作用。

所述测微仪安装座的远离开槽孔的一端设有沉孔I，且测微仪安装座通过沉孔I与机床直线运动轴的移动部件相连接。所述基座上设有沉孔II，且基座通过沉孔II与机床直线运动轴的移动部件相连接。

本发明的有益效果：

本发明中基座、外罩、前端端盖、后端端盖和侧面密封条构成了在线测量装置的基准单元和防护单元，凸台面用作直线度测量的基准，测微仪安装座和电容测微仪组成了在线测量装置的采样测量单元，基准单元与采样测量单元的相互配合可以有效地完成直线度的在线测量工作，同时实现了模块化的设计，测量数据准确，且防护单元起到了避免基准面污染的作用，可以适应于机床加工过程中的切削液和油雾的环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的俯视图。

图2为图1的A-A向图。

图3为图1中B的局部放大图。

图4为本发明的结构示意图。

图中，1为基座，1-1为凸台面，2为外罩，2-1为凹槽，3为电容测微仪，4为测微仪安装座，5为第一螺钉，6为第二螺钉，7为第三螺钉，8为第四螺钉，9为第五螺钉，10为前段端盖，11为第六螺钉，12为第七螺钉，13为第八螺钉，14为第九螺钉，15为第十螺钉，16为第十一螺钉，17为后段端盖，18为第十二螺钉，19为第十三螺钉，20为第十四螺钉，21为第十五螺钉，22为第十六螺钉，23为第十七螺钉，24为第十八螺钉，25为第十九螺钉，26为第二十螺钉，27为侧面密封条，28为第二十一螺钉，29为第二十二螺钉，30为第二十三螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种模块化直线度在线测量装置，如图2所示，包括用于与机床相固定的基座1、用于保护测量基准面的罩体和用于直线度采样测量的直线度测量单元，所述基座1的中部设有凸台，凸台与基座1为一体成型；凸台的上部设有水平的凸台面1-1，凸台面1-1采用抛光工艺处理，具有较高的平面度以用作直线度的在线测量基准；所述直线度测量单元的一侧活动设置在凸台面1-1和罩体之间，且直线度测量单元与凸台面1-1相配合以对凸台面1-1进行直线度的采样；直线度测量单元的另一侧设置在罩体的外侧；所述罩体固定设置在基座1的上部。测量时，基座1与机床直线运动轴的固定部件相连接，直线度测量单元与机床直线运动轴的移动部件相连接，当移动部件直线运动时，移动部件带动直线度测量单元在凸台面1-1的上方水平直线滑动。

所述直线度测量单元包括电容测微仪3和测微仪安装座4，所述测微仪安装座4的一侧设有开槽孔，开槽孔的两侧对称设有螺纹孔，测微仪安装座4的另一侧设有走线孔；所述测微仪安装座4的设有开槽孔的一侧设置在罩体内，测微仪安装座4的设有走线孔的一侧设置在罩体外，以便于和机床直线运动轴的移动部件相连接；如图3所示，所述电容测微仪3通过第一螺钉5和螺纹孔的配合将电容测微仪3固定设置在开槽孔中，以实现对电容测微仪3的固定；电容测微仪3的数据传输线通过走线孔引出，以方便通过数据传输线与外部设备相连接；电容测微仪3设置在罩体内，且电容测微仪3设置在凸台面1-1的正上方，电容测微仪3与凸台面1-1相配合以对凸台面1-1进行直线度采样；为了减少电容测微仪3与凸台面1-1之间的摩擦方便电容测微仪3的滑动，电容测微仪3的底面与凸台面1-1之间留有间隙；本实施例中，根据电容测微仪的测量要求，间隙的尺寸为1mm，上下偏差要求控制在±0.2mm以内。

电容测微仪3和电容测微仪安装座4为采样测量单元，电容测微仪3对凸面1-1采样后通过数据传输线可以将采样后的数据导出，测微仪安装座4用于承载电容测微仪3。

如图2所示，所述罩体包括前端端盖10、后端端盖17和外罩2，所述前端端盖10通过第三螺钉7、第四螺钉8、第六螺钉11和第十八螺钉24固定设置在基座1的上部，后端端盖17通过第十一螺钉16、第十二螺钉18、第十四螺钉20和第十六螺钉22固定设置在基座1的上部，且前端端盖10与后端端盖17对称设置；所述外罩2设置在前端端盖10和后端端盖17的中间，且外罩2的前部通过第七螺钉12与基座1固定连接，外罩2的中部通过第九螺钉14与基座1固定连接，外罩2的后部通过第十螺钉15与基座1固定连接；所述第七螺钉12、第九螺钉14和第十螺钉15均设置在外罩2的远离测微仪安装座4的一侧，以避免测微仪安装座4移动时第七螺钉12、第九螺钉14和第十螺钉15与测微仪安装座4产生干涉；所述测微仪安装座4的一侧设置在外罩2与凸台面1-1之间，测微仪安装座4的另一侧设置在外罩2的外侧。

所述外罩2的一侧设有凹槽2-1，且测微仪安装座4的中部设置在凹槽2-1内；所述凹槽2-1的上端面的高度低于凸台面1-1的高度，保证了在具有切削液的工作环境中，切削液不会污染凸台面1-1。

所述凹槽2-1的下方设有侧面密封条27，且侧面密封条27通过第二十一螺钉28、第二十二螺钉29和第二十三螺钉30与基座1固定连接。基座1、外罩2、前端端盖10、后端端盖17和侧面密封条27作为本装置的基准单元，且基准单元还可以作为放置电容测微仪3的防护单元，可以保护凸台面1-1不受切削液的影响。

如图4所示，所述测微仪安装座4的远离开槽孔的一端设有沉孔，通过将第十九螺钉25和第二十螺钉26旋入沉孔中可以将测微仪安装座4与机床被测直线运动轴的移动部件相连接；所述基座1上均匀设有沉孔，通过将第五螺钉9、第八螺钉13、第二螺钉6、第十三螺钉19、第十五螺钉21和第十七螺钉23旋入沉孔中可以将基座1与机床直线运动轴的固定部件相连接。直线运动轴的移动使基准单元和采样测量单元发生相对移动，实现对凸台面1-1的采样，完成对直线运动轴直线度的在线测量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。