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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101947746A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101947746A(43)申请公布日2011.01.19(21)申请号201010255633.9(22)申请日2010.08.17(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁路28号(72)发明人郭俊杰周阿维王昭羡一民(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人汪人和(51)Int.Cl.B23Q17/24(2006.01)B23Q17/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种基于激光干涉的球杆测量装置及其测量方法(57)摘要本发明公开了一种基于激光干涉的球杆测量装置及其测量方法,这种基于激光干涉的球杆测量装置,包括一可水平旋转的旋转底盘,旋转底盘的上端通过殷钢杆固定有一光学精密球,光学精密球连接有球杆支撑架,球杆支撑架固定连接有光学盒子,光学盒子的外侧固定连接有一伸缩筒,伸缩筒的伸缩末端筒内设有一测量角锥棱镜,且伸缩筒的伸缩末端于测量角锥棱镜的后侧固定连接有精密标准球。本发明通过伸缩筒的配置增大了测量范围,为较大型具有运动坐标系统的机床的精度校验提供了有效的技术手段,另外本发明可以在短时间内求取多项误差的分量,节省时间,并且该装置结构简单、零件数目少、装配容易,操作简便。CN109476ACN101947746A权利要求书1/2页1.一种基于激光干涉的球杆测量装置,包括一可水平旋转的旋转底盘,其特征在于:所述旋转底盘的上端通过殷钢杆(4)固定有一光学精密球(6),所述光学精密球(6)连接有球杆支撑架(14),所述球杆支撑架(14)固定连接有光学盒子(11),所述光学盒子(11)的外侧固定连接有一伸缩筒,所述伸缩筒的伸缩末端筒内设有一测量角锥棱镜(18),且伸缩筒的伸缩末端于测量角锥棱镜(18)的后侧固定连接有精密标准球(10)。2.根据权利要求1所述的基于激光干涉的球杆测量装置,其特征在于:所述光学精密球(6)通过一水平的转轴(5)与球杆支撑架(14)连接,所述球杆支撑架(14)能够绕转轴(5)于垂直向转动。3.根据权利要求1所述的基于激光干涉的球杆测量装置,其特征在于:所述光学盒子(11)呈矩形盒体,在盒体内设置有扩束系统(16)、干涉分光镜(17)和参考角锥棱镜(19),所述盒体上还设有输入光纤(12)和输出光纤(13);所述输入光纤(12)引入一细光束作为输入光束(15),所述输入光束(15)射出盒体并被所述光学精密球(6)反射后重新进入盒体后通过所述扩束系统(16)到达所述干涉分光镜(17),通过干涉分光镜(17)的透过光束(20)向着所述测量角锥棱镜(18)前进,被干涉分光镜(17)反射出来的光束向着所述参考角锥棱镜(19)前进,经过测量角锥棱镜(18)和参考角锥棱镜(19)反射的两束光逆着各自入射方向返回至干涉分光镜(17)处发生干涉形成干涉光束(22),所述干涉光束(22)由输出光纤(13)输出。4.根据权利要求1所述的基于激光干涉的球杆测量装置,其特征在于:所述伸缩筒包括依次由大至小同轴嵌套的管状伸缩杆一(7)、伸缩杆二(8)和伸缩杆三(9),所述伸缩杆三(9)的末端固定有筒状的反射镜固定座(25),所述反射镜固定座(25)的外端固定有端盖(26),所述端盖(26)外侧面的中心位置固定所述精密标准球(10);所述测量角锥棱镜(18)同轴固定在所述反射镜固定座(25)内。5.根据权利要求4所述的基于激光干涉的球杆测量装置,其特征在于:所述伸缩杆一(7)内固定有第一减摩套(23),在伸缩杆二(8)内固定有第二减摩套(24)。6.根据权利要求1所述的基于激光干涉的球杆测量装置,其特征在于:所述精密标准球(10)是一能吸附在待检测的具有运动坐标系统的机床主轴端的球状物。7.根据权利要求1所述的基于激光干涉的球杆测量装置,其特征在于:所述旋转底盘包括同轴设置的旋转基座底板(1)、旋转筒(2)和旋转基座外筒(3),所述旋转基座外筒(3)设于旋转基座底板(1)上,旋转筒(2)嵌套在旋转基座外筒(3)内,所述旋转筒(2)的上端面与殷钢杆(4)固定连接。8.一种基于权利要求1所述装置的机床主轴刀具误差测量方法,其特征在于,具体包括以下步骤:1)首先利用校准规校准所述的基于激光干涉的球杆测量装置,得到球杆的初始长度L0;2)将球杆测量装置的底座(1)固定于工作台上,将其另一端的精密标准球(10)吸附于机床主轴刀具端;3)控制机床工作台运动从而使固定在工作台上面的球杆测量装置的底座(1)带动伸缩筒以机床主轴刀具端为中心,分别完成顺时针和逆时针两个方向的正周回转运动,同时实时采集杆长变化量dLi;2CN101947746A权利要求书2/2页4)将采集的变化量