激光跟踪仪在重型车床几何精度检测中的应用

Laser Tracker in Geometric Precision Detection for LargeHorizontal LatheDENG Yufen ～，GUO Junjie ，WANG Jindong ，LI Haitao(1.State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering，Xian Jiaotong University，Xian 710049，China；2.School of Information Engineering and Automation，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China)Abstract： To rapidly and accurately detect the geometric precision of large horizontal lathe，amulti-pointed and time-sharing measurement with laser tracker is proposed.A virtual axis is setbetween principal axis and tailstock，then precision of the guide rail and other parts is adjusted upto the virtual axis standard.Two axis lines are obtained by cylindrical fitting，then adj usted tocoaxia1 to establish the new standard.In the simulation and experiments，only one laser tracker iSnecessary tO detect the geometric precision of large horizontal lathe in four hours，and an auxiliarymeasuring service of axis line is designed tO solve light barrier。

Keywords：laser tracker；virtual axis；cylindrical fitting；auxiliary measuring重型车床总装配中的测量、调整是个复杂耗时的工作，现有的测量工艺、检具、仪器等已经不能满足重车装配中测量、调整的需要。在传统的测量中，- 般是先调节导轨的精度，再以床身导轨为基准测量其他几何精度，但由于重型车床车身较长，使用传统的方法已经无法满足测量的要求，因此本文提出了-种新的测量方法，即在主轴与尾座两顶尖之间建立-条虚拟轴心线，并以此虚轴为基准来测量车床的几何误差。

虚轴的建立需要在主轴锥孔及尾座套筒内分别插入标准芯棒，用激光跟踪仪采集芯棒表面离散目标点，再用圆柱拟合算法得到主轴及尾座套筒轴心基金项006.html师生 啪男雠㈤郭 项 . 0 助技 ～介 Ⅲ阿硼资心 ～期 家 版第 1期 邓玉芬，等 ：激光跟踪仪在重型车床几何精度检测中的应用线，将两轴心线同轴度调至公差范围内，以此为基准来测量其他相关的几何精度。本文主要介绍了采集离散目标点的多基点分时测量算法，以及采用圆柱拟合算法获得同轴度的方法，并针对激光跟踪仪无法测量挡光部位的问题，专门设计了主轴轴心线测量机构。

1 多基点分时测量方法原理多基点分时测量方法是在基于多边法的坐标测量系统的基础上，采用 4路或 4路以上的距离测量系统来获得冗余的测量数据，并利用它们实现系统的自标定，从而精确得到各基点的坐标以及其他系统参数的方法]。该方法的测量原理如图 1所示。

猫 眼晨激光跟踪仪基点1基 点2图 1 多基点分时测量方法原理示意图激光跟踪仪多基点分时测量算法不仅避免了测角信息，而且提高了测量精度，同时也降低了测量成本。具体测量方法为：将-台激光跟踪仪分别放在车床周围4个不同的基点位置，为了多获得冗余数据，减少随机误差对测量结果的影响程度，提高测量精度，基点位置布局时，在保证不挡光的情况下应尽量分散，而