CN107014311B - 一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，包括大理石平台和设置在大理石平台上的螺母夹持装置、X轴直线运动平台；所述螺母夹持装置上设置待测件，双频激光发生器发射出的激光经过光线分束器和光线直角反射镜后分别到达激光干涉仪，第一激光干涉仪用来测量工作台的横向位移；第二干涉仪和第三干涉仪作用相同，通过第二干涉仪和第三干涉仪的光线在待测件滚道上会产生漫反射，返回光线会被光电探测器所接收，随着固定于X轴直线工作台上的测量杆的移动，分别得到待测件内滚道左侧和右侧圆弧的轮廓。该测量装置具有精准度高、测量速度快、不破坏被测件、自动化程度高等优点，适合自动化检测需求。

Description

一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置及其方法。

背景技术

目前，滚珠丝杠副螺母内滚道型面一般采用间接法或接触式传感器测量，间接法是在螺母内滚道加工前检测加工工具砂轮的型面至选择到合适的砂轮，用该砂轮试磨样件，把得到的样件沿轴线切开，然后投影至大屏幕上观察滚道剖面的轮廓，若满足要求，则将该砂轮作为该型滚道的标准加工工具，该方法需要切开螺母导致破坏待测件，且人为因素很大，测量结果重复性差；接触式测量是用轮廓仪进行测量，探针深入螺母内部沿滚道爬行，轮廓仪可得到放大信号的滚道型面，该方法对安装基准要求很高，且没有考虑到螺旋升角的影响，误差较大，效率低。综上所述，现阶段并无专用设备检测螺母内滚道型面，现有的检测方法不能得到滚道左右圆弧的具体相关参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置及其方法，以提高测量效率。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，包括大理石平台和设置在大理石平台上的螺母夹持装置、X轴直线运动平台、双频激光发生器、第一激光干涉仪，与第一激光干涉仪配套的第一准直镜和第一光电探测器、第二激光干涉仪，与第二激光干涉仪配套的第二准直镜和第二光电探测器、第三激光干涉仪，与第三激光干涉仪配套的第三准直镜和第三光电探测器、第一光线分束器、第二光线分束器、第一光线直角反射镜、第二光线直角反射镜、第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜；

所述X轴直线运动平台位于双频激光发生器和螺母夹持装置之间，X轴直线运动平台和双频激光发生器之间设置第一激光干涉仪、第二激光干涉仪、第一光线分束器、第二光线分束器、第一光线直角反射镜、第二光线直角反射镜，其中第一光线直角反射镜和第二光线分束器靠近双频激光发生器，第一激光干涉仪和第二激光干涉仪靠近X轴直线运动平台，第一光线分束器和第二光线直角反射镜位于第二激光干涉仪和第二光线分束器之间；

其中第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线与第二光线直角反射镜和第一光线分束器所在直线平行，同时，第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线与第一激光干涉仪和第二激光干涉仪所在直线平行，螺母夹持装置的另一侧设置第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜，螺母夹持装置与第四光线直角反射镜之间设置第三激光干涉仪，第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜所在直线与第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线平行，螺母夹持装置上设置待测件；X轴直线运动平台上设置测量杆，测量杆所在直线与第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线垂直，所述测量杆内安装有位于同一轴线的第一探头和第二探头，所述第一探头内部装有第一光线缩束器和第一反射镜，第二探头内部装有第二光线缩束器和第二反射镜，所述两个探头结构完全相同；

其中第一准直镜位于第一激光干涉仪的入射镜面一侧且与之贴合，第一光电探测器位于第一激光干涉仪的正下方，用于接收返回的激光光线；第二准直镜位于第二激光干涉仪的入射镜面一侧且与之贴合，第二光电探测器位于第二激光干涉仪的正下方，用于接收返回的激光光线；第三准直镜位于第三激光干涉仪的入射镜面一侧且与之贴合，第三光电探测器位于第三激光干涉仪的正下方，用于接收返回的激光光线。

所述待测件为滚珠丝杠螺母。

所述X轴直线运动平台包括丝杠传动固定端支撑、丝杠传动自由端支撑、滚珠丝杠副、联轴器、伺服电机和直线导轨副、X轴直线工作台、测量杆和光线平面反射镜；

所述滚珠丝杠副主动轴端安装在丝杠传动固定端支撑上，所述滚珠丝杠副主动轴端通过联轴器与伺服电机的输出轴相连接，所述滚珠丝杠副的被动轴端安装在丝杠传动自由端支撑上，所述丝杠传动固定端支撑的孔中心、丝杠传动自由端支撑的孔中心、滚珠丝杠副的轴中心、联轴器的孔中心和伺服电机的轴中心位于同一直线，所述伺服电机的轴中心与X轴重合，所述直线导轨副对称安装在滚珠丝杠副两侧，所述X轴直线工作台位于滚珠丝杠副的传动螺母和直线导轨副的滑块所组成的平面上，所述测量杆固连在X轴直线工作台预留的工装孔上，所述光线平面反射镜固连在X轴直线工作台的一侧，光线平面反射镜与第一激光干涉仪的连线与X轴平行。

所述双频激光发生器发射出的激光经过第二光线分束器后，一部分光线被反射，一部分被透射，被反射的那部分激光由第一光线直角反射镜让光路的方向偏转90度变为与X轴线平行的光束，所述X轴线为滚珠丝杠副所在轴线，这部分光束通过第一激光干涉仪测量固定于X轴直线工作台上光线平面反射镜的移动距离；

被透射的那部分激光通过第一光线分束器，一部分光线被反射，一部分被透射，透射的光用于通过第二激光干涉仪后到达第一探头，到达第一探头的光束经过第一光线缩束器和第一反射镜到达待测件内滚道左侧的圆弧上，由于待测件内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，光线在滚道上会产生漫反射，返回光线被光电探测器所接收，得到待测件内滚道左侧圆弧与第一探头内第一反射镜的相对距离，随着固定于X轴直线工作台上的测量杆的移动，可得到待测件内滚道左侧圆弧的轮廓；反射部分的光线经过第二光线直角反射镜、第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜后到达第三激光干涉仪，然后到达第二探头，到达第二探头的光束经过第二光线缩束器和第二反射镜到达待测件内滚道右侧的圆弧上，由于待测件内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，则光线在滚道上产生漫反射，返回光线被光电探测器所接收，得到待测件内滚道右侧圆弧与第二探头内第二反射镜的相对距离，随着固定于X轴直线工作台上的测量杆的移动，测得待测件内滚道右侧的圆弧轮廓。

该检测装置用于测量螺母内滚道型面，检测范围为丝杠中径20-63mm,滚珠直径7.144以下所配合的螺母，温度变化控制在1℃以内的预期精度为2-3μm。

一种基于上述装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、螺母夹持装置装夹固定好待测螺母，打开螺母夹持装置磁力开关；

步骤2、双频激光发生器接通电源，调节光路，使每个干涉仪均可接受激光，并且使从干涉仪发出的激光可以照射到固定在工作台的反射镜和待测螺母滚道的圆弧上，每个光电探测器均可观察到明显的明暗相间条纹；

步骤3、工控机发出指令使X轴直线运动平台匀速运动；

步骤4、光电探测器的数据通过专用高速数据采集卡传输至工控机；

步骤5、通过得到的三个干涉仪的数据计算并拟合出待测螺母内滚道的型面参数。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的测量装置采用非接触式测量方法，测量的稳定性好，自动化程度高，相比于接触式测量方法，可以准确的得到滚道型面的具体参数；2)本发明的光路初次调整好后，若需更换待测件，只需简单的拆卸与装夹，光线不需二次调整，效率高，非常适合工厂自动化生产检测需求。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置的总体结构示意图。

图2为测量的光路图。

图3为探头的内部结构图。

具体实施方式

结合附图，本发明的一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，包括大理石平台1和设置在大理石平台1上的螺母夹持装置2、X轴直线运动平台17、双频激光发生器4、第一激光干涉仪5-1，与第一激光干涉仪5-1配套的第一准直镜6-1和第一光电探测器7-1、第二激光干涉仪5-2，与第二激光干涉仪5-2配套的第二准直镜6-2和第二光电探测器7-2、第三激光干涉仪5-3，与第三激光干涉仪5-3配套的第三准直镜6-3和第三光电探测器7-3、第一光线分束器8-1、第二光线分束器8-2、第一光线直角反射镜9-1、第二光线直角反射镜9-2、第三光线直角反射镜9-3和第四光线直角反射镜9-4；

所述X轴直线运动平台17位于双频激光发生器4和螺母夹持装置2之间，X轴直线运动平台17和双频激光发生器4之间设置第一激光干涉仪5-1、第二激光干涉仪5-2、第一光线分束器8-1、第二光线分束器8-2、第一光线直角反射镜9-1、第二光线直角反射镜9-2，其中第一光线直角反射镜9-1和第二光线分束器8-2靠近双频激光发生器4，第一激光干涉仪5-1和第二激光干涉仪5-2靠近X轴直线运动平台17，第一光线分束器8-1和第二光线直角反射镜9-2位于第二激光干涉仪5-2和第二光线分束器8-2之间；

其中第一光线直角反射镜9-1和第二光线分束器8-2所在直线与第二光线直角反射镜9-2和第一光线分束器8-1所在直线平行，同时，第一光线直角反射镜9-1和第二光线分束器8-2所在直线与第一激光干涉仪5-1和第二激光干涉仪5-2所在直线平行，螺母夹持装置2的另一侧设置第三光线直角反射镜9-3和第四光线直角反射镜9-4，螺母夹持装置2与第四光线直角反射镜9-4之间设置第三激光干涉仪5-3，第三光线直角反射镜9-3和第四光线直角反射镜9-4所在直线与第一光线直角反射镜9-1和第二光线分束器8-2所在直线平行，螺母夹持装置2上设置待测件19；X轴直线运动平台17上设置测量杆3，测量杆3所在直线与第一光线直角反射镜9-1和第二光线分束器8-2所在直线垂直，所述测量杆3内安装有位于同一轴线的第一探头20和第二探头21，所述第一探头20内部装有第一光线缩束器22和第一反射镜23，第二探头21内部装有第二光线缩束器25和第二反射镜24，所述两个探头结构完全相同；

其中第一准直镜6-1位于第一激光干涉仪5-1的入射镜面一侧且与之贴合，第一光电探测器7-1位于第一激光干涉仪5-1的正下方，用于接收返回的激光光线；第二准直镜6-2位于第二激光干涉仪5-2的入射镜面一侧且与之贴合，第二光电探测器7-2位于第二激光干涉仪5-2的正下方，用于接收返回的激光光线；第三准直镜6-3位于第三激光干涉仪5-3的入射镜面一侧且与之贴合，第三光电探测器7-3位于第三激光干涉仪5-3的正下方，用于接收返回的激光光线。

所述待测件19为滚珠丝杠螺母。

所述X轴直线运动平台17包括丝杠传动固定端支撑11、丝杠传动自由端支撑12、滚珠丝杠副13、联轴器14、伺服电机15和直线导轨副16、X轴直线工作台18、测量杆3和光线平面反射镜10；

所述滚珠丝杠副13主动轴端安装在丝杠传动固定端支撑11上，所述滚珠丝杠副13主动轴端通过联轴器14与伺服电机15的输出轴相连接，所述滚珠丝杠副13的被动轴端安装在丝杠传动自由端支撑12上，所述丝杠传动固定端支撑11的孔中心、丝杠传动自由端支撑12的孔中心、滚珠丝杠副13的轴中心、联轴器14的孔中心和伺服电机15的轴中心位于同一直线，所述伺服电机15的轴中心与X轴重合，所述直线导轨副16对称安装在滚珠丝杠副13两侧，所述X轴直线工作台18位于滚珠丝杠副13的传动螺母和直线导轨副16的滑块所组成的平面上，所述测量杆3固连在X轴直线工作台18预留的工装孔上，所述光线平面反射镜10固连在X轴直线工作台18的一侧，光线平面反射镜10与第一激光干涉仪5-1的连线与X轴平行。

双频激光发生器4发射出的激光经过第二光线分束器8-2后，一部分光线被反射，一部分被透射，被反射的那部分激光由第一光线直角反射镜9-1让光路的方向偏转90度变为与X轴线平行的光束，所述X轴线为滚珠丝杠副13所在轴线，这部分光束通过第一激光干涉仪5-1测量固定于X轴直线工作台18上光线平面反射镜10的移动距离；

被透射的那部分激光通过第一光线分束器8-1，一部分光线被反射，一部分被透射，透射的光用于通过第二激光干涉仪5-2后到达第一探头20，到达第一探头20的光束经过第一光线缩束器22和第一反射镜23到达待测件19内滚道左侧的圆弧上，由于待测件19内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，光线在滚道上会产生漫反射，返回光线被光电探测器7-2所接收，得到待测件19内滚道左侧圆弧与第一探头20内第一反射镜23的相对距离，随着固定于X轴直线工作台18上的测量杆3的移动，可得到待测件19内滚道左侧圆弧的轮廓；反射部分的光线经过第二光线直角反射镜9-2、第三光线直角反射镜9-3和第四光线直角反射镜9-4后到达第三激光干涉仪5-3，然后到达第二探头21，到达第二探头21的光束经过第二光线缩束器24和第二反射镜25到达待测件19内滚道右侧的圆弧上，由于待测件19内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，则光线在滚道上产生漫反射，返回光线被光电探测器7-3所接收，得到待测件19内滚道右侧圆弧与第二探头21内第二反射镜25的相对距离，随着固定于X轴直线工作台18上的测量杆3的移动，测得待测件19内滚道右侧的圆弧轮廓。

该检测装置用于测量螺母内滚道型面，检测范围为丝杠中径20-63mm,滚珠直径7.144以下所配合的螺母，温度变化控制在1℃以内的预期精度为2-3μm。

第一反射镜23与X轴的夹角为67.5度，第二反射镜24与X轴的夹角为112.5度。这样可以保证经过第一反射镜反射的光线可以沿X轴135度方向出射，经过第二反射镜反射的光线可以沿X轴45度方向出射。

所述检测装置可以直接测得滚道左右圆弧圆心坐标和半径、滚珠圆心坐标，由上述参数可计算出左右圆弧接触角和偏心距。所述检测装置包括两个专门设计的探头，探头结构包括光线缩束器和反射镜，激光在此分别先被缩束然后被反射至待测螺母内滚道左右圆弧接触点位置，可同时测量左右圆弧轮廓。

一种基于上述装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、螺母夹持装置装夹固定好待测螺母，打开螺母夹持装置磁力开关；

步骤2、双频激光发生器接通电源，调节光路，使每个干涉仪均可接受激光，并且使从干涉仪发出的激光可以照射到固定在工作台的反射镜和待测螺母滚道的圆弧上，每个光电探测器均可观察到明显的明暗相间条纹；

步骤3、工控机发出指令使X轴直线运动平台匀速运动；

步骤4、光电探测器的数据通过专用高速数据采集卡传输至工控机；

步骤5、通过得到的三个干涉仪的数据计算并拟合出待测螺母内滚道的型面参数。

本发明的光路初次调整好后，若需更换待测件，只需简单的拆卸与装夹，光线不需二次调整，效率高，非常适合工厂自动化生产检测需求。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。

实施例1

结合图1、图2、图3，本发明的一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，包括大理石平台和设置在大理石平台上的螺母夹持装置、X轴直线运动平台、双频激光发生器、第一激光干涉仪，与第一激光干涉仪配套的第一准直镜和第一光电探测器、第二激光干涉仪，与第二激光干涉仪配套的第二准直镜和第二光电探测器、第三激光干涉仪，与第三激光干涉仪配套的第三准直镜和第三光电探测器、第一光线分束器、第二光线分束器、第一光线直角反射镜、第二光线直角反射镜、第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜；

所述X轴直线运动平台位于双频激光发生器和螺母夹持装置之间，X轴直线运动平台和双频激光发生器之间设置第一激光干涉仪、第二激光干涉仪、第一光线分束器、第二光线分束器、第一光线直角反射镜、第二光线直角反射镜，其中第一光线直角反射镜和第二光线分束器靠近双频激光发生器，第一激光干涉仪和第二激光干涉仪靠近X轴直线运动平台，第一光线分束器和第二光线直角反射镜位于第二激光干涉仪和第二光线分束器之间；

其中第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线与第二光线直角反射镜和第一光线分束器所在直线平行，同时，第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线与第一激光干涉仪和第二激光干涉仪所在直线平行，螺母夹持装置的另一侧设置第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜，螺母夹持装置与第四光线直角反射镜之间设置第三激光干涉仪，第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜所在直线与第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线平行，螺母夹持装置上设置待测件；X轴直线运动平台上设置测量杆，测量杆所在直线与第一光线直角反射镜和第二光线分束器所在直线垂直，所述测量杆内安装有位于同一轴线的第一探头和第二探头，所述第一探头内部装有第一光线缩束器和第一反射镜，第二探头内部装有第二光线缩束器和第二反射镜，所述两个探头结构完全相同；

其中第一准直镜位于第一激光干涉仪的入射镜面一侧且与之贴合，第一光电探测器位于第一激光干涉仪的正下方，用于接收返回的激光光线；第二准直镜位于第二激光干涉仪的入射镜面一侧且与之贴合，第二光电探测器位于第二激光干涉仪的正下方，用于接收返回的激光光线；第三准直镜位于第三激光干涉仪的入射镜面一侧且与之贴合，第三光电探测器位于第三激光干涉仪的正下方，用于接收返回的激光光线。

所述待测件为滚珠丝杠螺母。所述X轴直线运动平台包括丝杠传动固定端支撑、丝杠传动自由端支撑、滚珠丝杠副、联轴器、伺服电机和直线导轨副、X轴直线工作台、测量杆和光线平面反射镜；

所述滚珠丝杠副主动轴端安装在丝杠传动固定端支撑上，所述滚珠丝杠副主动轴端通过联轴器与伺服电机的输出轴相连接，所述滚珠丝杠副的被动轴端安装在丝杠传动自由端支撑上，所述丝杠传动固定端支撑的孔中心、丝杠传动自由端支撑的孔中心、滚珠丝杠副的轴中心、联轴器的孔中心和伺服电机的轴中心位于同一直线，所述伺服电机的轴中心与X轴重合，所述直线导轨副对称安装在滚珠丝杠副两侧，所述X轴直线工作台位于滚珠丝杠副的传动螺母和直线导轨副的滑块所组成的平面上，所述测量杆固连在X轴直线工作台预留的工装孔上，所述光线平面反射镜固连在X轴直线工作台的一侧，光线平面反射镜与第一激光干涉仪的连线与X轴平行。

双频激光发生器发射出的激光经过第二光线分束器后，一部分光线被反射，一部分被透射，被反射的那部分激光由第一光线直角反射镜让光路的方向偏转90度变为与X轴线平行的光束，所述X轴线为滚珠丝杠副所在轴线，这部分光束通过第一激光干涉仪测量固定于X轴直线工作台上光线平面反射镜的移动距离；

被透射的那部分激光通过第一光线分束器，一部分光线被反射，一部分被透射，透射的光用于通过第二激光干涉仪后到达第一探头，到达第一探头的光束经过第一光线缩束器和第一反射镜到达待测件内滚道左侧的圆弧上，由于待测件内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，光线在滚道上会产生漫反射，返回光线被光电探测器所接收，得到待测件内滚道左侧圆弧与第一探头内第一反射镜的相对距离，随着固定于X轴直线工作台上的测量杆的移动，可得到待测件内滚道左侧圆弧的轮廓；反射部分的光线经过第二光线直角反射镜、第三光线直角反射镜和第四光线直角反射镜后到达第三激光干涉仪，然后到达第二探头，到达第二探头的光束经过第二光线缩束器和第二反射镜到达待测件内滚道右侧的圆弧上，由于待测件内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，则光线在滚道上产生漫反射，返回光线被光电探测器所接收，得到待测件内滚道右侧圆弧与第二探头内第二反射镜的相对距离，随着固定于X轴直线工作台上的测量杆的移动，测得待测件内滚道右侧的圆弧轮廓。

该检测装置用于测量螺母内滚道型面，检测范围为丝杠中径20-63mm,滚珠直径7.144以下所配合的螺母，温度变化控制在1℃以内的预期精度为2-3μm。

一种基于上述装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、螺母夹持装置装夹固定好待测螺母，打开螺母夹持装置磁力开关；

步骤2、双频激光发生器接通电源，调节光路，使每个干涉仪均可接受激光，并且使从干涉仪发出的激光可以照射到固定在工作台的反射镜和待测螺母滚道的圆弧上，每个光电探测器均可观察到明显的明暗相间条纹；

步骤3、工控机发出指令使X轴直线运动平台匀速运动；

步骤4、光电探测器的数据通过专用高速数据采集卡传输至工控机；

步骤5、通过得到的三个干涉仪的数据计算并拟合出待测螺母内滚道的型面参数。

由上述测量获得在被测螺母内滚道某一法线的测量值ai，bi、ci(i＝1,2,3,...n)，根据被测螺母内滚道测量点坐标求出被测导轨滚道半径，计算方法如下：

假设被测螺母内滚道圆弧面上测量点坐标为(Ai，Bi)和(Ai，Ci)，通过圆弧拟合算法求出左右滚道圆弧半径RLi和RRi，以及滚道圆弧圆心坐标(LXi，LYi)和(RXi，RYi)；

在测量杆全长范围内匀速移动，可得到每个测量位置的测量值:

RL1，RL2，RL3，...，RLn；

RR1，RR2，RR3，...，RRn；

(LX1，LY1)，(LX2，LY2)，...，(LXn，LYn)；

(RX1，RY1)，(RX2，RY2)，...，(RXn，RYn)；

取各个位置的被测导轨左圆弧半径的平均值为被测导轨左圆弧滚道半径值：AVERAGE(RL1+RL2+RL3+...+RLn)；

取各个位置的被测导轨右圆弧半径的平均值为被测导轨右圆弧滚道半径值：AVERAGE(RR1+RR2+RR3+...+RRn)；

由上可知，本发明的装置能够测试直线导轨精度动态测量，试验效率高，测量数据真实可靠。

Claims (7)

1.一种新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，其特征在于，包括大理石平台[1]和设置在大理石平台[1]上的螺母夹持装置[2]、X轴直线运动平台[17]、双频激光发生器[4]、第一激光干涉仪[5-1]，与第一激光干涉仪[5-1]配套的第一准直镜[6-1]和第一光电探测器[7-1]、第二激光干涉仪[5-2]，与第二激光干涉仪[5-2]配套的第二准直镜[6-2]和第二光电探测器[7-2]、第三激光干涉仪[5-3]，与第三激光干涉仪[5-3]配套的第三准直镜[6-3]和第三光电探测器[7-3]、第一光线分束器[8-1]、第二光线分束器[8-2]、第一光线直角反射镜[9-1]、第二光线直角反射镜[9-2]、第三光线直角反射镜[9-3]和第四光线直角反射镜[9-4]；

所述X轴直线运动平台[17]位于双频激光发生器[4]和螺母夹持装置[2]之间，X轴直线运动平台[17]和双频激光发生器[4]之间设置第一激光干涉仪[5-1]、第二激光干涉仪[5-2]、第一光线分束器[8-1]、第二光线分束器[8-2]、第一光线直角反射镜[9-1]、第二光线直角反射镜[9-2]，其中第一光线直角反射镜[9-1]和第二光线分束器[8-2]靠近双频激光发生器[4]，第一激光干涉仪[5-1]和第二激光干涉仪[5-2]靠近X轴直线运动平台[17]，第一光线分束器[8-1]和第二光线直角反射镜[9-2]位于第二激光干涉仪[5-2]和第二光线分束器[8-2]之间；

其中第一光线直角反射镜[9-1]和第二光线分束器[8-2]所在直线与第二光线直角反射镜[9-2]和第一光线分束器[8-1]所在直线平行，同时，第一光线直角反射镜[9-1]和第二光线分束器[8-2]所在直线与第一激光干涉仪[5-1]和第二激光干涉仪[5-2]所在直线平行，螺母夹持装置[2]的另一侧设置第三光线直角反射镜[9-3]和第四光线直角反射镜[9-4]，螺母夹持装置[2]与第四光线直角反射镜[9-4]之间设置第三激光干涉仪[5-3]，第三光线直角反射镜[9-3]和第四光线直角反射镜[9-4]所在直线与第一光线直角反射镜[9-1]和第二光线分束器[8-2]所在直线平行，螺母夹持装置[2]上设置待测件[19]；X轴直线运动平台[17]上设置测量杆[3]，测量杆[3]所在直线与第一光线直角反射镜[9-1]和第二光线分束器[8-2]所在直线垂直，所述测量杆[3]内安装有位于同一轴线的第一探头[20]和第二探头[21]，所述第一探头[20]内部装有第一光线缩束器[22]和第一反射镜[23]，第二探头[21]内部装有第二光线缩束器[25]和第二反射镜[24]，所述两个探头结构完全相同；

其中第一准直镜[6-1]位于第一激光干涉仪[5-1]的入射镜面一侧且与之贴合，第一光电探测器[7-1]位于第一激光干涉仪[5-1]的正下方，用于接收返回的激光光线；第二准直镜[6-2]位于第二激光干涉仪[5-2]的入射镜面一侧且与之贴合，第二光电探测器[7-2]位于第二激光干涉仪[5-2]的正下方，用于接收返回的激光光线；第三准直镜[6-3]位于第三激光干涉仪[5-3]的入射镜面一侧且与之贴合，第三光电探测器[7-3]位于第三激光干涉仪[5-3]的正下方，用于接收返回的激光光线。

2.根据权利要求1所述的新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，其特征在于，所述待测件[19]为滚珠丝杠螺母。

3.根据权利要求1所述的新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，其特征在于，所述X轴直线运动平台[17]包括丝杠传动固定端支撑[11]、丝杠传动自由端支撑[12]、滚珠丝杠副[13]、联轴器[14]、伺服电机[15]和直线导轨副[16]、X轴直线工作台[18]、测量杆[3]和光线平面反射镜[10]；

所述滚珠丝杠副[13]主动轴端安装在丝杠传动固定端支撑[11]上，所述滚珠丝杠副[13]主动轴端通过联轴器[14]与伺服电机[15]的输出轴相连接，所述滚珠丝杠副[13]的被动轴端安装在丝杠传动自由端支撑[12]上，所述丝杠传动固定端支撑[11]的孔中心、丝杠传动自由端支撑[12]的孔中心、滚珠丝杠副[13]的轴中心、联轴器[14]的孔中心和伺服电机[15]的轴中心位于同一直线，所述伺服电机[15]的轴中心与X轴重合，所述直线导轨副[16]对称安装在滚珠丝杠副[13]两侧，所述X轴直线工作台[18]位于滚珠丝杠副[13]的传动螺母和直线导轨副[16]的滑块所组成的平面上，所述测量杆[3]固连在X轴直线工作台[18]预留的工装孔上，所述光线平面反射镜[10]固连在X轴直线工作台[18]的一侧，光线平面反射镜[10]与第一激光干涉仪[5-1]的连线与X轴平行。

4.根据权利要求3所述的新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，其特征在于，双频激光发生器[4]发射出的激光经过第二光线分束器[8-2]后，一部分光线被反射，一部分被透射，被反射的那部分激光由第一光线直角反射镜[9-1]让光路的方向偏转90度变为与X轴线平行的光束，所述X轴线为滚珠丝杠副[13]所在轴线，这部分光束通过第一激光干涉仪[5-1]测量固定于X轴直线工作台[18]上光线平面反射镜[10]的移动距离；

被透射的那部分激光通过第一光线分束器[8-1]，一部分光线被反射，一部分被透射，透射的光用于通过第二激光干涉仪[5-2]后到达第一探头[20]，到达第一探头[20]的光束经过第一光线缩束器[22]和第一反射镜[23]到达待测件[19]内滚道左侧的圆弧上，由于待测件[19]内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，光线在滚道上产生漫反射，返回光线被光电探测器[7-2]所接收，得到待测件[19]内滚道左侧圆弧与第一探头[20]内第一反射镜[23]的相对距离，随着固定于X轴直线工作台[18]上的测量杆[3]的移动，可得到待测件[19]内滚道左侧圆弧的轮廓；反射部分的光线经过第二光线直角反射镜[9-2]、第三光线直角反射镜[9-3]和第四光线直角反射镜[9-4]后到达第三激光干涉仪[5-3]，然后到达第二探头[21]，到达第二探头[21]的光束经过第二光线缩束器[24]和第二反射镜[25]到达待测件[19]内滚道右侧的圆弧上，由于待测件[19]内滚道相当于一面粗糙的曲面镜，光线在滚道上产生漫反射，返回光线被光电探测器[7-3]所接收，得到待测件[19]内滚道右侧圆弧与第二探头[21]内第二反射镜[25]的相对距离，随着固定于X轴直线工作台[18]上的测量杆[3]的移动，测得待测件[19]内滚道右侧的圆弧轮廓。

5.根据权利要求1所述的新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，其特征在于，该检测装置用于测量螺母内滚道型面，检测范围为丝杠中径20-63mm,滚珠直径7.144以下所配合的螺母，温度变化控制在1℃以内的预期精度为2-3μm。

6.根据权利要求3所述的新型滚珠丝杠螺母内滚道型面检测装置，其特征在于，第一反射镜[23]与X轴的夹角为67.5度，第二反射镜[24]与X轴的夹角为112.5度。

7.一种基于权利要求1所述装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、螺母夹持装置装夹固定好待测螺母，打开螺母夹持装置磁力开关；

步骤2、双频激光发生器接通电源，调节光路，使每个干涉仪均可接受激光，并且使从干涉仪发出的激光可以照射到固定在工作台的反射镜和待测螺母滚道的圆弧上，每个光电探测器均可观察到明显的明暗相间条纹；

步骤3、工控机发出指令使X轴直线运动平台匀速运动；

步骤4、光电探测器的数据通过专用高速数据采集卡传输至工控机；

步骤5、通过得到的三个干涉仪的数据计算并拟合出待测螺母内滚道的型面参数。

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