机床旋转轴六自由度几何误差测量系统的设计Chien-ShengLiua,∗,Hung-ChuanHsub,Yu-XiangLin摘要：本文提出了一种新型的非接触式光学测量系统，该系统结合了多角镜和圆锥透镜，以达到同时测量机器旋转轴的六自由度（6DOF）以及机床的几何误差。在开始时，我们使用Zemax软件构建建议的光学结构，并观察探测器上光斑的变化。然后，我们利用偏光线**法在Matlab软件上建立了所提出的光学结构，该光学结构用于呈现光斑变化的实际情况并与仿真结果进行比较。然后，我们设计了合适的固定装置，以将系统结构放置在实验室环境中的旋转轴上。完成实验室建造的原型后，我们分析了机床旋转轴不同角度位置上不同几何误差对探测器的影响。拟议的测量系统同时测量了6个自由度的旋转轴几何误差，并使用ISO230-7的测量方法将实验结果与两个百分表的测量结果进行了比较。实验结果表明，X轴上的径向运动误差，Y轴上的径向运动误差，X周围的倾斜运动误差和Y周围的倾斜运动误差的**大偏差范围为±μm，±μm，±分别为arcsec和±arcsec。1.引言机床的加工技术已经发展了很多年。随着工件精度的要求，几何误差测量技术变得越来越重要。雅顿机电提供HOMMEL霍梅尔光学机，专业的技术，先进的设备。南通供应HOMMEL霍梅尔光学机供应商
百万美元）表23全球主要地区光学测量系统产值市场份额列表（2015-2020）表24全球主要地区光学测量系统产值列表（2021-2026年）&（百万美元）表25全球主要地区光学测量系统产值市场份额列表（2021-2026）表26全球主要地区光学测量系统消费量2015VS2020VS2026（台）表27全球主要地区光学测量系统消费量列表（2015-2020）&（台）表28全球主要地区光学测量系统消费量市场份额列表（2015-2020）表29全球主要地区光学测量系统消费量列表（2021-2026）&（台）表30全球主要地区光学测量系统消费量市场份额列表（2021-2026）表31Hexagon光学测量系统生产基地、销售区域、竞争对手及市场地位表32Hexagon光学测量系统产品规格、参数及市场应用表33Hexagon光学测量系统产能（台）、产量（台）、产值（百万美元）、价格及毛利率（2015-2020）表34Hexagon公司简介及主要业务表35Hexagon企业**新动态表36Zeiss光学测量系统生产基地、销售区域、竞争对手及市场地位表37Zeiss光学测量系统产品规格、参数及市场应用表38Zeiss光学测量系统产能（台）、产量（台）、产值（百万美元）、价格及毛利率。无锡HOMMEL霍梅尔光学机厂家价格HOMMEL霍梅尔光学机，就到苏州雅顿机电，高质价优，值得信赖.
该系统可以同时测量机床旋转轴的6个自由度几何误差，该系统使用圆锥透镜和多角镜作为其移动模块。建议的测量系统的数学模型是使用HTM和我们的研究小组开发的偏斜射线追踪方法建立的[31-35]。所提出的测量系统可以同时测量旋转轴的6个自由度几何误差。2.拟议测量系统的结构布局和测量原理结构布局如图1所示，所提出的测量系统的体系结构由两部分组成：一个固定部分和一个移动部分。固定部分由三个激光源，一个反射镜，一个分束器（BS），三个位置敏感检测器（PSD）和一些连接装置组成。活动部件包括一个锥形透镜，一个多角镜，一个精密的圆柱度仪和一些连接装置。精确的圆柱度计设计用于连接锥形透镜和多角镜。精密汽缸压力计的功能是验证所提出的测量系统的可行性。详细说明在第4节中介绍。使用多角镜的想法来自光学自动准直仪的测量方法，用于旋转轴的角度定位测量。由于其结构简单，所提出的测量系统具有成本低廉的优点。固定部分放置在旋转轴的外部，以避免旋转轴产生的振动误差，并接收从移动部分反射的光斑。另一方面，将运动部件放置在测量的机床旋转轴上。图1.建议的测量系统的结构。因此，这些激光源的激光束分别撞击运动部分并返回入射到PSD上。
2015-2026）4全球消费主要地区分析全球主要地区光学测量系统消费展望2015VS2020VS2026全球主要地区光学测量系统消费量及增长率（2015-2020）全球主要地区光学测量系统消费量预测（2021-2026）中国市场光学测量系统消费量、增长率及发展预测（2015-2026）北美市场光学测量系统消费量、增长率及发展预测（2015-2026）欧洲市场光学测量系统消费量、增长率及发展预测（2015-2026）日本市场光学测量系统消费量、增长率及发展预测（2015-2026）东南亚市场光学测量系统消费量、增长率及发展预测（2015-2026）印度市场光学测量系统消费量、增长率及发展预测（2015-2026）5全球光学测量系统主要生产商分析HexagonHexagon基本信息、光学测量系统生产基地、销售区域、竞争对手及市场地位Hexagon光学测量系统产品规格、参数及市场应用Hexagon光学测量系统产能、产量、产值、价格及毛利率（2015-2020）Hexagon公司简介及主要业务Hexagon企业**新动态ZeissZeiss基本信息、光学测量系统生产基地、销售区域、竞争对手及市场地位Zeiss光学测量系统产品规格、参数及市场应用Zeiss光学测量系统产能、产量、产值、价格及毛利率。HOMMEL霍梅尔光学机苏州雅顿机电现货.
（c）Z轴上的轴向运动误差，（d）X轴的倾斜运动误差，（e）绕Y轴的倾斜运动误差，（f）角度定位误差。4.原型模型的实验表征如图所示。参照图7和8，通过实验室建造的原型证明了所提出的测量系统的有效性。所提出的测量系统的原型用于在工厂中同时测量五轴机床（NXV560A，YCM，中国台湾台中）的旋转轴（C轴）的6个自由度几何误差。实验是在温度受控的实验室中进行的，以减少环境误差，并且每次测量均向机床的旋转轴输入30°间隔的角位置指令。为了验证所建议的测量系统的可行性，使用了两个千分表（Mitutoyo：513–471–10E，分辨率为1μm），它们使用的是ISO230–7的测量方法，并且使用了精密的圆柱度表来测量几何尺寸。简单的三角方法得出旋转轴的误差。图9显示了包括两个千分表的验证系统。如图所示，L0表示精密圆筒形量规的底部和下部千分表之间的距离；L1是两个百分表之间的距离。当旋转轴产生角度误差（ɛ）和平移误差（𝛿）时，这两个百分表的读数值将发生变化。图10显示了验证系统的设置。图7.（a）实验室建造的原型的移动部分和（b）固定部分。图8.提出原型并测量五轴机床。图9.验证系统示意图。图10.验证系统的照片。图11显示了一系列的测量结果。雅顿机电提供HOMMEL霍梅尔光学机专业。销售HOMMEL霍梅尔光学机销售厂
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与验证系统的测量结果相比，在每个位置进行了5次重复测量。但是，必须注意，验证系统只能测量4个自由度的几何误差（𝛿X，𝛿Y，ɛX和ɛY）。旋转轴。如图所示，所提出的测量系统和验证系统的测量曲线具有非常相似的形状。证明了所提出的测量系统的可行性。测量结果表明，X轴上的径向运动误差（𝛿X），Y轴上的径向运动误差（𝛿Y），倾斜角绕X轴（ɛX）的运动误差和绕Y轴（ɛY）的倾斜运动误差分别为±μm，±μm，±arcsec和±arcsec。以上结果表明，所提出的测量系统可以同时测量机床旋转轴的6DOF几何误差。注意，进行实验时，激光束的不稳定性和未对准可能会影响测量结果[32、33]。在实验中，将PSD的10s采样时间设置为平均，并减少了激光不稳定的影响。为了减少由于不对中导致系统误差，必须对每个组件进行调整，以确保所建议的测量系统的安装误差尽可能小。如图7（a）所示。使用三轴手动平台来对准精密的气缸规。但是，还有许多其他误差源（PSD灵敏度，组件位置误差，像差，量化误差和振动等）可能导致测量结果不完善。因此，将来必须考虑这些问题以提高所提出的测量系统的测量精度。图11.几何误差随位置变化的测量结果：（a）X轴上的径向运动误差，。南通供应HOMMEL霍梅尔光学机供应商
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