一種臥軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及幾何量精密測量技術領域，具體設及一種邸軸矩臺平面磨床平面度在 位測量系統。
【背景技術】
[0002] 在現代機械加工過程中，對工件進行在線檢測是保證產品質量和提高生產率的重 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測量的復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：數學模型的建立、評定方法的選擇），還 是從測量手段上（如：數據的采樣、數據分析和處理、信息傳輸），都需要根據實際情況的需 要加W深入細致的研究。
【發明內容】
[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，運用誤差分離技術 消除分離測量基準誤差，即導軌運動副誤差和傳感器測頭初始位置偏差，W解決現有技術 中在位測量精度不高等技術問題。
[0005] 為解決上述技術問題，本申請采用W下技術方案予W實現：
[0006] 一種邸軸矩臺平面磨床平面度在位測量系統，包括傳感器陣列、前置放大模塊、A/ D轉換模塊、數字信號處理器、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轉換 模塊、數字信號處理器、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轉換模塊將放大后的模擬信號轉換為數字信號，所述數字信號處 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，其關鍵在于，
[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零對準的基準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置在夾具體的=個 矩形軌道上，所述=個矩形軌道設置在其他=個傳感器與基準傳感器連線方向上，通過調 整其他=個傳感器在矩形軌道的位置來調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，通過調整上螺母和/或下螺母實現傳感器上下方向的微調，W保證四個傳感 器的測頭共同調整或調零。
[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轉換模塊 采用四通道模數轉換器ADS7825,所述數字信號處理器采用DSP-TMS320VC5416,所述無 線傳輸模塊采用射頻收發忍片CC1100,在四通道模數轉換器ADS7825與數字信號處理器 DSP-TMS320VC5416之間還設置有兩個4位總線開關器件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轉換器ADS7825的2、3、4、5引 腳，四通道模數轉換器ADS7825的18、19、22、24引腳分別連接第一總線開關器件FSTD3125 的4、7、10、13引腳，第一總線開關器件FSTD3125的3、6、11、14引腳分別連接數字信號處理 器DSP-TMS320VC5416的41、43、38、36引腳，四通道模數轉換器ADS7825的15、7、16引腳分 別連接第二總線開關器件FSTD3125的4、7、10引腳，第二總線開關器件FSTD3125的3、6引 腳共同連接數字信號處理器DSP-TMS320VC5416的44引腳，第二總線開關器件FSTD3125的 11引腳連接第二總線開關器件FSTD3125的47引腳，數字信號處理器DSP-TMS320VC5416的 49、54、60引腳分別連接射頻收發忍片CCllOO的4、7、3引腳，第一總線開關器件FSTD3125 的11引腳連接射頻收發忍片CCllOO的8引腳，數字信號處理器DSP-TMS320VC5416的47 引腳連接射頻收發忍片CCllOO的5引腳。
[0009] 作為優選的技術方案，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] 與現有技術相比，本申請提供的技術方案，具有的技術效果或優點是：，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，本發明減少了測量 檢測的中間輔助環節，提高了測量精度。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明的系統結構框圖；
[0012] 圖2為本發明的四個傳感器分布與測試路線圖；
[0013] 圖3為本發明的傳感器卡具主視圖；
[0014] 圖4為本發明的傳感器卡具俯視圖；
[0015] 圖5為本發明的電測電路原理圖。
【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，運用誤差分 離技術消除分離測量基準誤差，即導軌運動副誤差和傳感器測頭初始位置偏差，W解決現 有技術中在位測量精度不高等技術問題。
[0017] 為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖W及具體的實施方式，對 上述技術方案進行詳細的說明。
[001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的結構框圖如圖1所示，包括傳感器陣 列、前置放大模塊、A/D轉換模塊、數字信號處理器、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轉換模塊、數字信號處理器、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轉換模塊將放大后的模擬信號轉換為數字信 號，所述數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零對準的基準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設置在夾具體4的=個矩形軌道7上，所述=個矩形軌道7設置在其他=個 傳感器與基準傳感器連線方向上，通過調整其他=個傳感器在矩形軌道的位置來調整四個 傳感器之間的間距，并保證四個傳感器呈正方形分布，通過調整上螺母2和/或下螺母5實 現傳感器上下方向的微調，W保證四個傳感器的測頭共同調整或調零。
[0022] 1、測量系統誤差分析
[002引 MG7132平面磨床加工精度為2-5ym，為了測量系統的測量結果盡可能的準確，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，總測量系統誤差通常取其 加工精度的
。本實施例中測量系統總誤差取加工精度的
I:則測量系統總誤差為： 0. 25X2 = 0. 5Jim。
[0024] 如果測量系統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 系統誤差值是合理的，待確定隨機誤差值時，再進行綜合平衡。
[00巧]由W上理論，可知：
[0026] 測量系統誤差AS< 1/3X0. 5 = 0. 167,為了測量誤差對結果的影響更加小，系 統誤差AX取為0. 16。
[0027] 在本實施例平面度測量中，系統帶來的誤差來自=個方面：傳感器夾具設計誤差、 傳感器漂移誤差、測量電路誤差。在對系統誤差的分配過程中，通常依據等作用原則與加權 作用原則兩種原則來分配系統誤差。本實施例中，儀器各環節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：
式中，AX為系統誤差，Pi為誤差的影 響系數，n為存在的系統誤差數目，m為未定的誤差數目。
[0028] 本實施例中，系統誤差的數目n= 3 ;隨機誤差通常有：原理允許誤差、刻度累計誤 差、調整量塊誤差、配合間隙誤差等，而在本實施例中，