直线度误差是重要的几何误差之一,在超精密加工中,导轨的直线度误差影响加工件的面形精度。随着超精密加工技术的不断进步,对导轨直线度测量的要求也越来越高。一般测量导轨直线度的方法有激光干涉仪测量法、平面平晶扫描测量法等。本文基于单测头剪切扫描测量方法对工件轮廓进行测量,并分离出导轨直线度误差。论文的主要研究内容包括:1.分析了多测头扫描测量的局限性和单测头剪切扫描测量优势,设计了柔性铰链实现单测头剪切扫描功能。对柔性铰链进行有限元分析,设计并优化柔性铰链以满足使用要求。然后对柔性铰链的刚度进行测试,验证柔性铰链的可靠性及仿真结果的正确性。2.搭建了剪切平台控制系统,采用了UMAC控制器和TA330线性驱动器,实现了剪切平台高的定位精度和重复定位精度。开展了光谱共焦传感器的性能研究,获得了稳定数据输出的最佳采样频率。3.分析了单测头剪切扫描误差来源,分别研究了两测头法间距误差和单测头两点法剪切量误差对测量误差的影响。并研究了环境因素(温度、噪音、隔振)对光谱共焦传感器的影响。4.采用单测头剪切扫描测量方法,对工件轮廓进行测量,并分离出导轨直线度误差,通过与双频激光干涉仪测量法以及平面平晶扫描测量法的对比,验证了所研究方法的可行性和准确性。