一种全自动大型测量设备现场校准装置的制作方法
本发明是一种全自动大尺寸测量设备现场标定装置，属于几何量领域。
背景技术：
目前大型工业测量系统的问题是如何解决测量系统的现场校准。定长尺在长度和精度上都不能满足现场的需要。因此，国外一些机构开始尝试使用激光干涉技术来解决这个问题。目前，美国在解决激光跟踪仪等坐标测量仪器的现场标定方面做了大量工作。
美国Tetra Precision研发的激光球杆LBB（Laser Ball Bar）结合激光干涉仪和球杆，可在1m内快速校准数控机床和坐标测量机。
为了解决激光跟踪仪的校准问题，美国国家标准与技术研究院开发了LRCS-Laser Rail Calibration System（LRCS-Laser Rail Calibration System），它包括一个激光干涉仪、两个导轨、滑台和支撑架，在激光跟踪仪工作现场提供标准长度，导轨总长3m，有效工作范围2.5m，1m测量精度约6μm。其中一根导轨由两个重型三脚架支撑。一个三脚架用于升高导轨的一个支点，另一个三脚架用于降低导轨的第二个支点。通过调整三脚架的高度，可以将导轨的姿态从水平状态调整到对角状态。另一根导轨垂直放置在其中一个可调节高度的三脚架上，干涉仪根据测量需要依次放置在两个独立的导轨上。由于使用了重型三脚架，系统稳定性更好，不会因为手动工作台而引入较大的随机误差，但测量比较麻烦和费时。
美国 API 公司（Automated Precision Inc.）于 2004 年开发了 LaserRail-TM-System。导轨总长 2m，可在水平、垂直和倾斜工作模式下使用激光跟踪仪测量长度。比较。系统导轨由便携式三脚架支撑。导轨的水平度和倾斜度也是通过调整三脚架的高度来调整的。通过将其中一个脚架更换为地面支撑座，导轨可以处于垂直状态。该系统采用紧凑型激光干涉仪，将干涉仪集成在导轨中，使其不占用导轨长度，结构更加紧凑。由于结构太轻，移动工作台时容易引入振动干扰，降低系统的稳定性。
中国北京长城计量测试技术研究院于2009年推出激光跟踪仪现场评估装置，该装置采用框架式底座，手动旋转锁定机构可在0°～ 90°，可控制。移动平台带动滑台移动，干涉仪测长，分体控制箱。但是，该系统中使用的姿态调节机构需要手动拔销定位和螺母锁紧。由于梁的重量，需要多人调整和锁定姿势。调整费时费力；由于手动调节锁紧，锁紧力的调节不一致，影响每次测量的直线度的重复性，从而影响精度。另外，单独的控制系统的使用使得操作和搬运不方便。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有大型测量设备现场校准装置测量操作不便、测量效率低的问题。本发明提供了一种全自动大尺寸测量设备现场校准装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种用于大型测量设备的全自动现场校准装置，由三部分组成：与控制系统集成的可移动调整底座；模块化自动姿态调整机构；线性长度测量组件；
与控制系统集成的可移动和可调底座，包括集成控制系统、底座、支脚和万向脚轮；底座是装置的基础，底座的一端向内开有凹槽，用于放置直线导轨组件端部；安装在底座四角的四个可调节支脚，可轻松实现设备的水平调节功能；通过万向脚轮可以方便地实现校准装置的快速移动；底座上安装集成控制系统，控制系统与串口连接 电脑通讯，通过计算软件自动驱动滑台和丝杠推杆；
模块化自动调姿机构，包括一体式支撑架、调姿架、梯形丝杠推杆、调姿电机、转轴、预紧螺钉、内嵌黄铜套、外置黄铜套；
两个梯形丝杠推杆的一端固定安装在一体化支撑架上，另一端固定安装在姿态调节架上；两根梯形丝杠推杆与姿态调节架可绕轴旋转，一体式支撑架与底座固定连接，梯形丝杠推杆可升至不同高度，实现0°～90°调整。姿态调整架角度；电机固定在两个梯形丝杠推杆的底部；
上端敞开的一体式支撑架，其内侧两侧装有两个镶嵌黄铜套，姿态调节架旋转孔的两端装有两个外黄铜套，转轴通过镶嵌黄铜套与外黄铜套用预紧螺钉锁紧，确保姿态调节架绕轴转动时无间隙；轴的右端设计有锁紧防转螺纹孔，螺钉通过孔旋入一体式支撑架上，锁紧后整个姿态调节架围绕转轴旋转。内嵌黄铜套与外黄铜套接触面外径为转轴直径的三倍以上，内黄铜套和外黄铜套均采用石墨自润滑设计；
直线测长组件包括：导轨安装架、电机、导轨、导轨安装块、滑台、反射镜安装座、干涉镜、干涉仪、干涉仪、调节座、临时调节块、调节螺钉；
导轨安装架与调姿架通过螺钉固定连接；导轨通过导轨安装块安装在导轨安装架上；导轨安装架侧面对称安装“Z”形临时调节块，临时调节块通过调节螺钉调节导轨的直线度；调整完成后，将导轨安装块锁紧后，即可取下临时调整块和调整螺钉；可有效调整导轨的直线度，提高测长精度；滑台安装在导轨上；滑台由电机带动螺杆或皮带连接至所需位置；滑台配有镜子安装座；镜安装座上端设计有球座，侧面用于安装干涉镜；干涉仪通过调节座安装在导轨上安装架的一端，干涉仪前端安装干涉仪产生干涉光。
镜座由导磁钢制成。
底座采用钢板焊接框架结构，一次性加工。
工作过程为：先将标定装置水平放置，将激光跟踪仪、激光雷达等大尺寸测量设备按图中所示位置放置在标定装置干涉仪的对面；然后将激光跟踪仪1.5寸镜（25)安装在反射镜安装座的球座上，开启激光跟踪仪和校准装置，滑台运行至零位，测量分别记录激光跟踪仪和标定装置的数据，采集数据后，滑台按照预设的距离行进一个位置，重复上述测量，最后计算到预设位置的距离将跟踪器和标定装置调零，比较得到被标定设备的现场测量误差。
集成控制系统的移动可调底座由底座、可旋转可调支脚、万向脚轮和控制系统组成；安装在底座上的四个万向脚轮处于可调脚抬高的状态自动测量设备，方便在现场校准设备的车间内实现整个大型测量设备的移动；安装在底座上的四个可调脚可实现底座的初步调平。整平后，万向脚轮与地面分离，增加了设备的测量时间。稳定性；
全自动整体调整结构采用模块化设计。当客户选择不同量程的定制现场校准装置时，该模块无需修改即可使用；
有益效果
1、 本装置采用模块化自动调姿机构和电机驱动导轨，通过计算机编程，自动实现测长元件在0°～90°之间的位置调整和工件工作位置的调整。导轨滑动。提高校准装置的现场校准效率；
2、采用模块化方案，方便客户针对不同行程定制现场校准设备；
3、通过将控制组件集成到底座中，方便现场移动和使用设备；
4、通过表面接触预紧力和石墨润滑，保证转动平稳，转动时无间隙。双梯形螺杆可有效增加系统稳定性；
5、临时调节块（23)调节导轨直线度（9)通过调节螺丝（24)）自动测量设备，可有效调节导轨直线度，提高精度）长度测量。
图纸说明
图1为本发明的主要结构示意图；
图2为本发明精密转轴及导轨的调整结构示意图；
图3是本发明的操作示意图。
其中，1—集成控制系统，2—底座，3—销脚，4—万向脚轮，5—集成支撑架，6—姿态调节架，7—导轨安装架，8-电机，9—导轨，10—导轨安装块，11—滑台，12—镜安装座，13—干涉镜，14—干涉仪，15—干涉仪，16—调节座，17—梯形丝杆推杆，18—姿态调节电机， 19—转轴，20—预紧螺钉，21—预紧黄铜套，22—预埋黄铜套，23—临时调节块，24—调节螺钉。
具体实现方法
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
示例 1
一种用于大型测量设备的全自动现场校准装置，它由三部分组成：与控制系统集成的可移动调整座；模块化自动姿态调整机构；线性长度测量组件。
集成控制系统的移动可调底座，包括集成控制系统1、基地2、钿脚3和万向脚轮4；底座2是装置的基础，底座2的一端向内开有凹槽，用于放置直线导轨组件的端部。安装在底座2的四角的四个可调脚3可以方便设备的水平调节功能。全方位脚轮4可以方便校准装置的快速移动。集成控制系统1安装在底座2上，控制系统1通过串口与计算机通讯，通过计算软件自动驱动滑台11和丝杠推杆17；
模块化自动调姿机构，含一体式支撑架5、调姿架6、梯形螺轴推杆17、调姿马达18、转轴19、预压螺20、Inner-Embedded Brass Set 21、Outside-Inlayed Brass Set 22;
两个梯形丝杠推杆17的一端固定安装在一体式支撑架5上，一端固定安装在姿态调节架6上；两个梯形丝杠推杆17和姿态调节架6可绕轴19转动，一体式支撑架5与底座2固定连接，梯形丝杠推杆17升高到不同高度实现0° ～90°调姿架角度调整 6.电机18固定在两个梯形丝杠推杆17的底端。
上端敞开的一体式支撑架5在其内侧两侧设有两个内嵌黄铜套21，一体式调姿架6在其两端安装有两个外置黄铜套22。转孔，转轴19穿过内嵌黄铜套21和外嵌黄铜套22并用预紧螺钉20锁紧，确保姿态调节架6绕转轴19旋转时无间隙转轴19的右端设计有锁紧不转螺纹，通过孔将螺钉旋入一体式支撑架5。锁紧后，整个调姿架6围绕转轴19转动，内嵌黄铜套21与外黄铜套22接触面的外径为转轴直径的3倍。次，内嵌黄铜套21和外置黄铜套22均采用石墨自润滑设计；
线长测量组件包括：导轨安装架7、motor8、guide9、guideinstallation block10、滑台11、反镜装座12、扰仪镜13、interferometer1 4、interferometer15、调座16、临时调整块23、调整螺丝24;
导轨安装架7与姿态调节架6通过螺钉固定连接；导轨9通过导轨安装块10安装在导轨安装架7上。导轨安装架7的侧面对称安装有“Z”形临时调节块23，临时调节块23通过调节螺钉24调节导轨9的直线度。调整完成后，导轨安装块10被锁紧，临时调整块23和调整螺钉24可以拆下。可有效调整导轨的直线度，增加测量。长精度。滑台11安装在导轨9上；滑台11由电机8带动螺杆或皮带至所需位置；滑台11上安装有反射镜安装座12；反光镜安装座12由导磁钢制成；反射镜安装座12的上端设计有1.5英寸球座，侧面用于安装干涉仪反射镜13。干涉仪15通过调节安装在导轨安装架7的一端座16，干涉仪14安装在干涉仪15的前端，产生干涉光。
本发明的工作过程见图3。首先将标定装置水平放置，将激光跟踪仪和大尺寸激光雷达测量设备按图中所示位置放置在标定装置干涉仪的对面；反射镜25安装在反射镜座12球座上，开启激光跟踪仪和校准装置，滑台11运行至零位，分别记录激光跟踪仪和校准装置的测量数据。数据采集完成后，滑台按照预设的距离行进一个位置重复上述测量，最后计算出跟踪器和校准装置预设位置到零点的距离，并比较它们以获得被校准设备的现场测量误差。同理，水平姿态测量完成后，还可以进行45°、90°等姿态测量。具体职位请参考ASME B89.4.19 2004 安排。系统采用干涉仪背靠背检测，检测数据表明其测量不确定度达到(2.0+1.5L)μm，满足激光跟踪仪和激光雷达的现场标定要求。
