201219746 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種量測裝置，特別是指一種帽 雙進給軸量測裝置。 【先前技術】 如圖1所示’習知—種雙進給轴系統的動柱式龍門加 工機1包含二機台101、-位於該等機台ι〇ι之間的工作台 102、二分別沿向可移動地設置於該等機台⑻上的： 柱103、一沿Y軸向設置於該等立柱1〇3並可沿z軸向昇 降的橫向滑軌104、一沿γ轴向可移動地設置於該橫向滑軌 104的主軸頭1G5，及二分別驅動該等立柱⑻的導螺桿 106。-般而言，該等導螺桿刚纟製造時即會產生製造上 的誤差（例如節距上的誤差），加上該等導螺桿106的長度 又很長，因此，該等導螺桿1G6㈣累積產生的誤差，即 會造成該等導螺桿106在帶動該等立柱103·沿X軸向進給 時’產生線性位移誤差。 為了量測該等導螺# 106的線性位移誤差，目前需使 用兩套雷射干涉儀量測裝置2才能進行量測，該等雷射干 涉儀量測褒置2分別具有一設置於固定位置的雷射發射/接 收頭201、-设置於其中_機台⑻的分光鏡搬、一設置 於其中-立柱1()3底部的第一反射鏡203，及一設置於該分 光鏡202的第二反射鏡2G4e如此，利用該等雷射干涉儀量 署 Λ 、 ^ 里測到的雷射干射量測數據，即可判讀出該等導 '、干6的線性位移誤差，以供使用者作為補償調整的參 201219746 考。 然而，使用兩套雷射干涉儀量測裝置旦 不僅會大幅增加儀器設備成本（約為 仃里測， 需兩個操作人員才能同時進行操作，〇〇萬元)，更 儀量測1置2㈣射發射/接收•，該等雷射干涉 長相斜每兰也 接收碩201彼此之間也會產生波 長相對誤差與溫度相對誤差，如 ^ . t 除τ會影響量測精庶 的準確性與可靠度之外，也導 夂 正操作。 使用者必須進行額外的校 【發明内容】 因此’本發明之目的，即在裎 _ Λ 17在扣供一種可降低設備成本 、操作方便且量測精度佳的同軸向雙進給軸量測裝置。 於是，本發明同軸向雙進給軸量測裝置，包含一光發 ^接收模組、一第一分光鏡、-第二分光鏡，及-反射鏡 早，。該第一分光鏡沿一第一方向與該光發射/接收模組間 隔設置。該第二分光鏡沿一垂直於該第—方向的第二方向 與該第一分光鏡間隔設置。該反射鏡單元具有一第一反射 鏡’及-第二反射鏡，肖第一、二反射鏡相對於該第一、 二分光鏡在一第一狀態、一第二狀態與一第三狀態之間變 換，當該第一、二反射鏡在該第一狀態時，該第一反射鏡 沿該第一方向與該光發射/接收模組間隔設置，該第一反射 鏡與該光發射/接收模組之間定義出一第一光路徑，該第一 分光鏡沿該第一光路徑介於該光發射/接收模組與該第一反 射鏡之間，該第二反射鏡沿該第一方向與該第二分光鏡間 隔设置，該第二分光鏡與該苐一分光鏡之間定義出一第二 201219746 光路徑，該第二反射鏡與該第二分光鏡之間定義出一第三 光路徑，當該第一'二反射鏡在該第二狀態時，該第一反 射鏡沿該第一方向與該光發射/接收模組間隔設置，該第一 反射鏡與該光發射/接收模組之間定義出一第四光路徑，該 第一分光鏡沿該第四光路徑介於該光發射/接收模組與該第 一反射鏡之間，該第二反射鏡與該第二分光鏡鄰接，該第 二反射鏡與該第一分光鏡之.間定義出一第五光路徑，該第 二分光鏡沿該第五光路徑介於該第一分光鏡與該第二反射 鏡之間，當該第一、二反射鏡在該第三狀態時，該第一反 射鏡與該第分光鏡鄰接，該第一反射鏡與該光發射/接收 模組之間定義出一第六光路徑，該第一分光鏡沿該第六光 路徑介於該光發射/接收模組與該第一反射鏡之間，該第二 反射鏡沿該第一方向與該第二分光鏡間隔設置，該第二分 光鏡與該第一分光鏡之間定義出一第七光路徑，該第二反 射鏡與该第二分光鏡之間定義出一第八光路徑。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清 楚的明白。 參閱圖2，為本發明同軸向雙進給軸量測裝置的較佳實 施例，所欲進行量測的-雙進給轴系、统的動柱式龍門加工 機100,該龍門加工機100包含二機台11〇、一位於該等機 台110之間的工作纟120、二分別沿一第一方向χ可移動地 設置於該等機台110上的立柱130、一沿一垂直於該第一方 201219746 ^的第二方向γ設置於該等立柱13G並可沿—垂直於該. …―、二方向χ、γ的第三方向z昇降的橫向滑軌140、一 。4第一方向γ可移動地設置於該橫向滑軌⑷的主轴頭 150’及二分別驅動該等立柱m沿該第—方向X進給的導 螺桿 160、170。 如圖3 4、5所tf ’該同軸向雙進給轴量測裝置包含 .一光發射/接收模組1G、—第—分光鏡2()、—第二分光鏡 ，及一反射鏡單元40。 該光發射/接收肋1G是—種雷射光發射/接收模組， 可發射出雷射光束並接收反射回來的雷射光束，在本實施 例中，該光發射/接收模組10是採用Hp所生產的型號Ηρ· 5529Α的#射頭。 該第-分光鏡20沿該第一方向χ與該光發射/接收模 組10間隔設置’在本實施例中，該第_分光鏡2〇是一種 分光菱鏡》 該第二分光鏡30沿該第二方向γ與該第一分光鏡2〇 間隔設置，.在丰實施例中，該第二分光鏡3〇是一種分光菱 鏡。 反射鏡41 ’及一第二反勒 該反射鏡單元40具有 鏡42,該第一、二反射鏡41、42相對於該第一、二分光顧 20、30在一第一狀態（見圖3)、—第二狀態（見圖4) j 一第三狀態（見圖5)之間變換。 、42在該第一狀 方向X上互相對 如圖3所示’當該第一、二反射鏡41 態時，該第一、二反射鏡41、42在該第一 201219746 應，該第一反射鏡41沿該第一方向χ與該光發射/接收模 組10間隔設置，該第一反射鏡41與該光發射/接收模組1〇 之間定義出-第-光路徑51，該第—分光鏡2〇沿該第一光 路徑51介於該光發射/接收模組1〇與該第一反射鏡41之間 ，該第二反射鏡42沿該第一方向又與該第二分光鏡3〇間 隔設置，該第二分光鏡30與該第—分光鏡2〇之間定義出
一第二光路徑52，該第二反射鏡42與該第二分光鏡3〇之 間定義出一第三光路徑53 。 態時 如圖4所示，當該第一、二反射鏡41、42在該第二狀 ，该第一反射鏡41沿該第—方向χ與該光發射/接收 模組1 〇間隔設置，該第一 反射鏡41與該光發射/接收模組 ⑺之間定義出一第四光路徑54,該第一分光鏡2〇沿該第 四光路徑54介於該光發射/接收模& 1〇與該第一反射鏡41 之間，该第二反射鏡42與該第二分光鏡3〇鄰接，該第二 反射鏡42與該第-分光鏡2G之間^義出—第五光路徑55 ’該第二分光鏡30沿該第五光路徑55介於該第—分光鏡 2〇與該第二反射鏡42之間。 如圖5所示’當該第-、二反射鏡41、42在該第三狀 態時，該第一反射鏡41與該第一分光鏡2〇鄰接，該第— 反射鏡與該光發射/接收模組1()之間定義出―第六光路 徑％，該第-分光鏡20沿該第六光路徑％介於該光發射/ 接收模組1G與該第-反射鏡41之間，該第：反射鏡42沿 該第-方向X與該第二分光鏡3G間隔設置，該第二分光鏡 與該第-分光鏡20之間定義出_第七光路徑57，該第 201219746 二反射鏡42與該第二分光鏡30之間定義出一第八光路徑 58。 藉此，如圖6所示，當要量測該等導螺桿16〇、丨7〇的 動態線性位移誤差或靜態線性位移誤差時，使用者可將該 光發射/接收模組10擺設於預定位置，並利用治具（圖未示 )將該第一、二分光鏡41、42分別固定於該等機台11〇上 ，同時利用治具（圖未示）將該第一、二反射鏡’41、42分 別固定於該等立柱130底部鄰近該等導螺桿16〇、17〇的位 置，使該第一、二反射鏡41、42相對於該第一、二分光鏡 20、30變換至該第一狀態。 在該第一狀態下’該光發射/接收模組1 〇可沿該第一光 路徑51對該第一分光鏡20發射出一雷射光束61，並經該 第一分光鏡20分成二分別沿該第一、二光路徑51、52投 射至該第一反射鏡41與該第二分光鏡30的雷射光束62、 63’其中’該雷射光束62被該第一反射鏡41反射後，由 原光路徑返回該光發射/接收模組丨〇，該雷射光束63經該 第二分光鏡30產生一沿該第三光路徑53投射至該第二反 射鏡42的雷射光束64，該雷射光束64被該第二反射鏡42 反射後’亦由原光路徑返回該光發射/接收模組1〇。 如此，當要量測該等導螺桿160、170的動態線性位移 誤差時，可使該等導螺桿16〇、17〇驅使該等立柱13〇帶動 該第一、二反射鏡41、42連續移動，並進行量測，則該光 發射/接收模組10相互比較該等雷射光束62、64兩者的變 化量’即可計算出該等導螺桿10〇、n〇 #動態線性位移誤 8 201219746 差；當要量測該等導螺桿16G、17G的靜態線性位移誤差時 ’可使該等導螺桿160、170驅使該等立柱13〇帶動該第— 、二反射鏡41、42移動至定位停止後，再進行量測，則該 光發射/接收模組1〇相互比較該等雷射光束62、64兩者的 變化量’即可計算出該料螺桿⑽、m的靜態線性位移 誤差。
Λ接著，如圖7所示’當要量測該導螺桿160的個別靜 態線性位移誤差時，使用者可改由利用治纟（圖未示）將 該第二反射鏡42固定於該第二分光鏡30，使該第一、二反 射鏡4卜42相對於該第_、二分光鏡2〇、3〇由該第一狀 態（見圖6)變換至該第二狀態。 在該第二狀態下，該光發射/接收模組10可沿該第四光 路徑54對該第一分光鏡2〇發射出一雷射光束71，並經該 第一分光鏡20分成二分別沿該第四、五光路徑Μ、55投 射至該第-反射鏡4!與該第二分光鏡3G的雷射光束 73，其中，該雷射光束72被該第一反射鏡μ反射後，由 原光路徑返回該光發射/接收模組 10 ’該雷射光束73經該 第二分光鏡30產生一沿該第五光路徑55投射至該第二反 射鏡42糊光束74 ’該雷射光束74被該第二反二2 反射後’亦由原光路徑返回該光發射/接收模組1〇。 如此，當要量測該導螺桿160的個別靜態線性位移誤 差時，可使該等導螺桿16〇、17()驅使該等立柱13〇帶動該 第-反射鏡41移動至定位停止後，再崎量測，則該光發 射/接收模組H)以該雷射光束74作為基準，量測該雷射光 201219746 束72的變化長度’即可計算出該螺桿⑽的個別靜態線性 位移誤差。 接著，如圖8所示，當要量測該導螺桿170的個別靜 態線性位移誤差時，使用者可改由利用治圖未示）將 該第一反射鏡41固定於該第一分光鏡2〇，使該第一、二反 射鏡4卜42相躲該第—、二分光鏡2()、3()由該第二狀 態（見圖6 )變換至該第三狀態。 在該第三狀態下，該光發射/接收模組10可沿該第六光 路徑56對該第一分光鏡2〇發射出一雷射光束81，並經該 第一分光鏡20分成二分別沿該第六、七光路徑％、57投 射至該第-反射鏡4!與該第二分光鏡3Q的雷射光束 83 ’其中’該雷射光束82被該第一反射鏡41反射後，由 原光路徑返回該光發射/接收模組1G，該雷射光束Μ經該 第二分光鏡30產生-沿該第八光路徑58投射至該第二反 射鏡42的雷射光束84，該雷射光束84被該第二反射鏡“ 反射後，亦由原光路徑返回該光發射/接收模組1〇。 如此，當要量測該導螺桿170的個別靜態線性位移誤 差時’可使該等導螺捍160、170驅使該等立13〇帶動該 第二反射鏡42移動至定位停止後，再進行量測，則該光發 射/接收模組H)以該雷射Μ 82作為基準，量測該雷射光 束84的變化長度，即可計算出該螺桿17〇的個別靜態線性 位移誤差。 如此，本發明即可量測出該等導螺桿16〇、17〇的動態 線性位移誤差、靜態線性位移誤差與個別靜態線性位移誤 10 201219746 差，以供使用者作為補償調整的參考。 .、、呈由以上的說明，可再將本發明的優點歸納如下： 一、本發明利用該光發射/接收模組1〇搭配該第一 分光鏡20、30與該第一、二反射鏡41、42，使：第 反射鏡4卜42可相對於該第—、二分光鏡Μ、％在該第
-、二、三狀態之間變換’即可量測出該等導螺桿16〇、 170的動態線性位移誤差、靜態線性位移誤差與個別靜態線 性位移'誤差，相較於習知技術需利心個雷射發射/接收頭 201分別搭配兩個分光鏡與四個反射鏡，才能進行相關的量 測作業，本發明可大幅降低儀器設備成本（約為新台幣120 一、本發明僅需利用—個操作人員操㈣光發射/接收 模組H)’即可進行相關的量測作業，相較於習知技術，本 發明可有效節省人力’且操作方便。 三、本發明僅利㈣光發射/接收模組10發射出量測用 的雷射光束’相較於習知技術需利用兩個不同的雷射發射/ 接收頭2〇1分別發射出量測用的雷射光束，本發明完全不 會發生習知技術的波長相對誤差或溫度相對誤差，而可有 效提昇量測精度的準確性與可靠度。 綜上所述，本發明之同轴向雙進給轴量測裝置，不僅 可降低設Μ本，且便於單人操作，並可改善量測精度的 準確性與可靠度’故確實料縣發明之目的。 准以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，冬 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明中請^ 201219746 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 12 201219746 【圖式簡單說明】 圖1是習知雷射千涉儀量測裝置安 及又技於—雙進給軸系 統的動柱式龍門加工機的俯視示意圖； ^ 圖2是本發明的同轴向雙進給轴量測裝置—較佳實施 例所搭配使用的-雙進給軸系統的動柱式龍門加卫機的立 體意圖； 圖3是該較佳實施例的配置示意圖，說明該較佳實施
例的-第-反射鏡與-第二反射鏡相對於—第—分光鏡與 —第二分光鏡變換至一第一狀態； 圖4是一類似圖3的視圖’說明該第一、二反射鏡相 對於該第一、二分光鏡變換至一第二狀態； 圖5是一類似圖3的視圖，說明該第一、二反射鏡相 對於該第一、二分光鏡變換至一第三狀態； 圖ό是該較佳實施例安裝於該龍門加工機的俯視示意 ，說明該第一、二反射鏡相對於該第一、二分光鏡變換 至該第一狀態； 圖7是一類似圖6的視圖，說明該第一、二反射鏡相 對於該第一、二分光鏡變換至該第二狀態；及 圖8是一類似圖6的視圖，說明該第一、二反射鏡相 詞'於δ玄第一、二分光鏡變換至該第三狀態。 13 201219746 【主要元件符號說明】 1 ....... •…龍門加工機 56·..··_ …第六光路徑 101 .… …·機台 57…… …第七光路徑 102 .... …工作台 58…… …第八光路徑 103 .… …·立柱 61…… …雷射光束 104 .... •…橫向滑軌 62…… …雷射光束 105 ···. •…主軸頭 63…… …雷射光束 106 ···. •…導螺桿 64…… …雷射光束 2 ....... •…雷射干涉儀量測裝置 71…… …雷射光束 201 ···. …雷射發射/接收頭 72…… …·雷射光束 202 ··.. —分光鏡 73…… …·雷射光束 203 ···. •…第一反射鏡 74…… •…雷射光束 204 ·.·. …·第二反射鏡 81…… …·雷射光束 10…… …光發射/接收模組 82…… …·雷射光束 20…… •…第一分光鏡 83······ …雷射光束 30····· …·第二分光鏡 84…… •…雷射光束 40…… …·反射鏡單元 X....... —第 方向 41…… …·第一反射鏡 Y....... …第二方向 42…… …·第二反射鏡 Z....... —第—方向 51…… …·第一光路徑 100… ··.·龍門加工機 52····· •…第二光路徑 110… …·機台 53…… •…第三光路徑 120… •…工作台 54…… •…第四光路徑 130… …·立柱 55 •…第五光路徑 140… •…橫向滑軌 14 201219746 150.......主軸頭 160.......導螺桿 170.......導螺桿