一种二维导轨直线度和垂直度测试装置的制作方法

本发明涉及二维运动平台，尤其涉及一种二维导轨直线度和垂直度测试装置。

背景技术：

1、二维运动平台是众多仪器设备，加工装备的基础器件，诸如三坐标测量仪，显微镜，铣床，精雕机，涂胶机等等。因此二维运动平台的精度，包括直线度，垂直度等，是至关重要的，一般直接决定了整机的精度等级。二维运动平台一般包含两个导轨，一个导轨安装在另一个导轨的滑块上，提供相互垂直的运动。一方面，单个导轨的直线度是至关重要的的，另一方面，两个导轨运动轴的垂直度亦很重要。只有2个高直线度的单个导轨，以严格的垂直度组装在一起时，才能构成高精度的二维运动平台。在实际导轨的装配过程中，直线度一般通过自准直仪、激光干涉仪或千分表来调教。垂直度可以通过激光干涉仪，千分表和标准垂直度量块来校准。

2、但是采用激光干涉仪时，由于直线度和垂直度测量所需要的镜片、用具和布置方法都是不一样的，所以只能分开测量，先测量单轴的直线度，再改变实验装置，测量垂直度，用千分表等方法测量时也是这样的情况。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本发明的目的是为了解决现有技术中由于直线度和垂直度测量所需要的镜片、用具和布置方法都是不一样的，所以只能分开测量，先测量单轴的直线度，再改变实验装置，测量垂直度的问题，而提出的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置。

3、2.技术方案

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，包括：

6、x轴导轨，所述x轴导轨的一端固定连接有x轴电机，所述x轴电机的输出端固定连接有x轴螺杆，所述x轴螺杆上螺纹套接有x轴滑块；

7、y轴导轨，所述y轴导轨与x轴导轨垂直设置，所述y轴导轨的一端固定连接有y轴电机，所述y轴电机的输出端固定连接有y轴螺杆，所述y轴螺杆上螺纹套接有y轴滑块；

8、五棱镜，所述五棱镜与x轴滑块的顶部固定连接；

9、光电相敏传感器，所述光电相敏传感器与y轴滑块的顶部固定连接；

10、激光器，所述激光器设置于x轴导轨远离x轴电机的一端，所述激光器的输出端与五棱镜平行设置；

11、多维调节机构，所述多维调节机构的顶部与激光器的底部连接。

12、优选地，所述x轴导轨和y轴导轨内均固定连接有导杆，所述x 轴滑块和y轴滑块上均设有与导杆对应的导向口。

13、优选地，所述导向口内滑动连接有多个滚珠，所述滚珠的边缘与导杆相接触。

14、优选地，所述激光器采用632.8nm的红色单模氦氖气体激光器，光功率为1mw，光束直径为1mm，发散角为1.2毫弧度。

15、优选地，所述五棱镜的尺寸为22mm×50mm×50mm，材料为光学玻璃bk7。

16、优选地，所述光相敏传感器的型号为s5990，传感面大小为4mm ×4mm，测量精度为1微米。

17、优选地，所述多维调节机构包括安装座，所述安装座的顶部通过伸缩气缸连接有支撑板，所述支撑板的顶部转动连接有立杆，所述立杆的一侧通过转轴转动连接有弧形卡杆，所述支撑板上环绕设有与弧形卡杆对应的多个卡槽，所述立杆的顶部通过转杆与激光器转动连接，所述激光器的一侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端与转杆固定连接。

18、优选地，所述支撑板的底部固定连接有对称设置的多个滑杆，所述安装座的顶部设有滑杆对应的滑腔，所述滑杆位于滑腔内的一端固定连接有限位块。

19、3.有益效果

20、相比于现有技术，本发明的优点在于：

21、(1)本发明中，通过多维调整机构，可以小幅度调整其俯仰角，使得激光光束能够平行于x轴；五棱镜的设置可以将入射的激光，以固定90度转向，即严格垂直于x轴，该光束即可确定y轴导轨的调节目标。

22、(2)本发明中，通过将光电相敏传感器安装在y轴滑块上，可以沿着y导轨运动，并经过位置微调后，五棱镜转折后的激光光点，可以照射在相敏传感器的传感面上。

23、(3)本发明中，通过多维调整机构、五棱镜和光电相敏传感器等机构的设置，可以快速精确的对二维导轨直线度和垂直度进行测试，从而提升了二维导轨直线度和垂直度的测试效率。

技术特征：

1.一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述x轴导轨(1)和y轴导轨(2)内均固定连接有导杆(13)，所述x轴滑块(9)和y轴滑块(12)上均设有与导杆(13)对应的导向口。

3.根据权利要求2所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述导向口内滑动连接有多个滚珠(14)，所述滚珠(14)的边缘与导杆(13)相接触。

4.根据权利要求1所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述激光器(5)采用632.8nm的红色单模氦氖气体激光器，光功率为1mw，光束直径为1mm，发散角为1.2毫弧度。

5.根据权利要求1所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述五棱镜(3)的尺寸为22mm×50mm×50mm，材料为光学玻璃bk7。

6.根据权利要求1所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述光相敏传感器(4)的型号为s5990，传感面大小为4mm×4mm，测量精度为1微米。

7.根据权利要求1所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述多维调节机构(6)包括安装座(15)，所述安装座(15)的顶部通过伸缩气缸(16)连接有支撑板(17)，所述支撑板(17)的顶部转动连接有立杆(18)，所述立杆(18)的一侧通过转轴(19)转动连接有弧形卡杆(20)，所述支撑板(17)上环绕设有与弧形卡杆(20)对应的多个卡槽，所述立杆(18)的顶部通过转杆(21)与激光器(5)转动连接，所述激光器(5)的一侧固定连接有伺服电机(22)，所述伺服电机(22)的输出端与转杆(21)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，其特征在于，所述支撑板(17)的底部固定连接有对称设置的多个滑杆(23)，所述安装座(15)的顶部设有滑杆(23)对应的滑腔，所述滑杆(23)位于滑腔内的一端固定连接有限位块(24)。

技术总结
本发明公开了一种二维导轨直线度和垂直度测试装置，包括：X轴导轨，所述X轴导轨的一端固定连接有X轴电机，所述X轴电机的输出端固定连接有X轴螺杆，所述X轴螺杆上螺纹套接有X轴滑块；Y轴导轨，所述Y轴导轨与X轴导轨垂直设置，所述Y轴导轨的一端固定连接有Y轴电机，所述Y轴电机的输出端固定连接有Y轴螺杆，所述Y轴螺杆上螺纹套接有Y轴滑块；五棱镜，所述五棱镜与X轴滑块的顶部固定连接；光电相敏传感器、激光器和多维调节机构。本发明通过多维调整机构、五棱镜和光电相敏传感器等机构的设置，可以快速精确的对二维导轨直线度和垂直度进行测试，从而提升了二维导轨直线度和垂直度的测试效率。

技术研发人员：李振涵,马竞,彭兴涛
受保护的技术使用者：北京瑞荧仪器科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13