张忠宁,宋治崑,范宇超,范光照,娄志峰

(大连理工大学机械工程学院,辽宁 大连 116024)

0 引言

作为制造业的工业“母机”,数控机床扮演着现代制造业核心输出者的角色。随着现代工业的快速发展,对数控机床加工准确度提出了越来越高的要求。为通过误差补偿法提高机床加工准确度,研制一套机床误差高效测量仪器具有重要意义。

当机床线性工作台沿导轨运动时,会产生六个自由度的几何误差,Lee C[1-2]基于激光干涉原理设计了一种用于超精密导轨的六自由度误差测量系统,其角度分辨力可达0.02″。房丰洲等人[3]在全息透镜分光原理的基础上提出了一种基于激光衍射原理的六自由度误差测量系统,该系统结构简单,但滚转角分辨力有待提高。K.C.Fan[4]提出基于四准直光束的六自由度误差测量方法,采用四套多普勒测量仪及两个光电探测器组成测量系统,在进行误差测量的同时实现了误差分离。冯其波等人[5-6]提出了基于三准直光束的具有共光路补偿功能的六自由度测量方法。

在六自由度误差中,滚转角误差测量相对较难[7-8]。陶卫等人[9]提出了基于双光束干涉法的滚转角测量方法,利用特制的楔形反射光栅作为敏感器件,其角度分辨力可达0.1″。匡翠方等人[10]提出一种以1/4波片作为敏感单元的偏振差分测量方法,该方法结构简单,但对光源稳定性要求很高。K.C.Fan[11]提出了一种基于双平行光束的滚转角误差测量方法,通过测量直线度误差间接得到滚转角误差,但该系统成本较高且结构复杂。……