“ 測(cè)頭是輔助測(cè)量的配件，由于其安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，其主要的作用是在機(jī)床加工過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)，減少裝夾工序，在一定程度上提高了加工效率和質(zhì)量。”針對(duì)超精密機(jī)床兩軸聯(lián)動(dòng)接觸式測(cè)頭在測(cè)量過(guò)程中，測(cè)頭誤差影響測(cè)量精度的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)一種測(cè)頭半徑誤差及形狀誤差的校準(zhǔn)方法。通過(guò)在機(jī)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，比較與分析測(cè)頭誤差并校準(zhǔn)，測(cè)頭半徑誤差校準(zhǔn)及測(cè)頭形狀誤差校準(zhǔn)三種狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)果，并與離線測(cè)量結(jié)果比對(duì)，驗(yàn)證測(cè)頭形狀誤差校準(zhǔn)方法有效。進(jìn)行形狀誤差校準(zhǔn)以后，面型精度PV420nm變?yōu)?70nm，與離線結(jié)果PV380nm的差距為10nm，能夠有效優(yōu)化在機(jī)測(cè)量精度。光學(xué)非球面的加工精度容易受到磨砂輪的磨損，機(jī)床幾何定位誤差，環(huán)境溫度變化還有機(jī)床熱變形等因素影響，這些因素導(dǎo)致生產(chǎn)精度不高，所以需要依托在機(jī)測(cè)量，補(bǔ)償加工進(jìn)行優(yōu)化，其中測(cè)量是基礎(chǔ)，測(cè)量結(jié)果直接影響后續(xù)補(bǔ)償加工的效果。利用測(cè)頭的在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，可以避免工件二次夾裝帶來(lái)的誤差與影響，同時(shí)減少前期準(zhǔn)備工作的輔助時(shí)間，提升效率，是超精密加工不得不深入研究的話題。在機(jī)測(cè)量較為常用的有非接觸光學(xué)儀器還有機(jī)械測(cè)頭式測(cè)量，其中機(jī)械測(cè)頭原理直接明了，結(jié)果傳輸有很好的穩(wěn)定性，獲得了廣泛的應(yīng)用，不過(guò)由于測(cè)頭與被測(cè)零件直接接觸有可能產(chǎn)生表面劃傷，所以需要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)減少接觸力，適應(yīng)精密加工中微小元器件的對(duì)應(yīng)加工。雖然國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研人員，針對(duì)超精密在機(jī)測(cè)量領(lǐng)域已有深入的研究，但是其加工精度測(cè)量精度仍沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的高要求，所以考慮測(cè)頭形狀誤差對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響，就顯得更加重要了。往往許多生產(chǎn)廠家都會(huì)只校準(zhǔn)了測(cè)頭傾斜誤差或者半徑誤差而忽視形狀誤差，特別是納米級(jí)的超精密生產(chǎn)測(cè)量過(guò)程。所以針對(duì)的在接觸式在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)中，建立測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，形成工件形狀誤差分析，與測(cè)頭形狀結(jié)合，繪制三者的數(shù)學(xué)映射模型，利用XZ兩周聯(lián)動(dòng)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)頭形狀誤差的辨別，通過(guò)數(shù)學(xué)模型，修改NC代碼，完成測(cè)頭形狀誤差的分析研究，進(jìn)行校準(zhǔn)后，可以有效提高在機(jī)測(cè)量的測(cè)量精度，從而對(duì)后續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)生一系列積極有效的作用。同時(shí)，要讓測(cè)量數(shù)據(jù)更直觀準(zhǔn)確的反饋工件實(shí)際面形輪廓，要討論測(cè)量數(shù)據(jù)，形狀誤差，測(cè)頭誤差三者的關(guān)系，結(jié)合起來(lái)，單獨(dú)抽離形狀誤差的影響，如此針對(duì)性的提取形狀誤差校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，就能看到測(cè)頭突起位置的行蹤誤差被校正后的真實(shí)數(shù)據(jù)。在超精密機(jī)床在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)中，根據(jù)上述理論分析，可通過(guò)以標(biāo)準(zhǔn)球?yàn)榛鶞?zhǔn)的測(cè)頭形狀誤差校準(zhǔn)及內(nèi)徑誤差校正測(cè)量路徑方法，減少兩軸聯(lián)動(dòng)在測(cè)量過(guò)程中半徑誤差的影響。
