[實用新型]數控銑床誤差自動測量裝置

無效

• 申請號: 200720088901.6
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN201166611Y
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 李斌;劉紅奇;唐小琦;陳吉紅;毛新勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;G01B7/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本實用新型涉及數控銑床的誤差測量、評價及補償領域。

技術背景

數控銑床作為新一代工作母機，在機械制造中已得到廣泛的應用，精密加工技術的迅速發展和零件加工精度的不斷提高，對數控機床的精度也提出了更高的要求。定位精度(也稱位置精度)是數控機床的一項重要指標，各數控機床生產廠家在機床出廠時，都需要對其位置精度進行標定；同時，用戶在選購數控機床時，往往也十分看重機床的定位精度，特別是各軸的定位精度和重復定位精度。大量統計資料表明：65.7％以上的新機床，安裝時都不符合其技術指標；90％使用中的數控機床處于失準工作狀態。因此，對機床工作狀態進行監控和對機床精度進行定期測試是非常必要的，以便及時發現和解決問題，提高零件加工精度。

現有商品化數控系統都具有螺距誤差補償功能，通常在數控機床出廠時，需要對其精度進行測量，并在數控系統中輸入螺距誤差補償數據。機床用戶在使用一段時間后，機床精度會裂化，有必要對機床進行重新校正。當前，誤差檢測、評價及補償是機電聯調工作中重要的一環，它是制約機床大批量生產的一個原因之一。因此，尋求一種簡單、快速和低成本的誤差檢測、評價及補償裝置和方法，尤為必要，特別是對于大量生產和消費的中、低檔數控機床來說，軟件補償方法廉價，不需要添加硬件，因此它具有重要的應用價值和現實意義。

而現有的數控機床誤差測量方法主要有激光干涉儀，步距規與千分表組合以及光柵尺，這些方法存在一定的局限性，其中激光干涉儀操作復雜、效率低、成本高及使用環境要求高；步距規與千分表組合方法，其中重要的問題，大部分工作需要人的參與，如數據需要人來讀取和處理，這樣大大提高出錯的可能性，同時效率低；光柵尺，安裝不便，現有的類似的測量系統沒有考慮補償，如海德漢(Heidenhain)直線光柵誤差測量系統。目前，銑床誤差測量主要采用激光干涉儀，它存在前面所述的缺點。從現有專利來看，如申請號200510035936，公開日2007.01.10，公開號CN1892175，實用新型創造名稱為“三坐標誤差補償系統及方法”的專利申請文件公布的技術方案為：利用激光鐳射干涉儀等高精度測量儀器測量三坐標機床的誤差，建立誤差模型，利用獨立的誤差模塊，根據輸入的坐標值，由誤差模型計算誤差，輸出補償后的實際坐標值。因為需要手動輸入坐標值，因此其補償不方便。申請號200410093428.1，公開日2005.06.29，公開號CN1631614，實用新型創造名稱為“基于機床外部坐標系偏置的數控機床誤差實時補償器”的專利申請文件公布的補償器在補償時需要與數控系統的底層硬件連接，同時在實時輸出補償誤差時，需與數控系統的運動控制同步，因此應用不方便。申請號為92204762.6，公開日1992.09.09，公開號CN2115516，實用新型創造名稱為“T型機床誤差檢具”的專利申請文件公布的誤差檢具在安裝測量過程中非常復雜。

實用新型內容

本實用新型的目的是提高數控銑床誤差測量的效率，降低誤差測量成本。

一種數控銑床誤差自動測量裝置包括杠桿式電感測步距規、杠桿式電感測位儀、夾持機構和數據采集與處理器；杠桿式電感測位儀的測頭與步距規的測量基準面接觸，杠桿式電感測位儀的夾持端與夾持機構的夾持端相連接；杠桿式電感測位儀與數據采集與處理器相連接，用于向數據采集與處理器傳輸位移信號。

所述步距規放置在夾具上，夾具包括兩兩垂直相交的底面、正面和側面，側面內部放置有磁體。

所述數據采集與處理器包括：

參數設置模塊用于設置參數數據；

G代碼生成模塊用于接收來自參數設置模塊的參數數據，生成數控機床運動指令；

測量裝置校正模塊用于接收來自參數設置模塊的參數數據、來自杠桿式電感測位儀的位移信號、手動輸入的杠桿式電感測位儀的實際位移和步距規點位置之間的實際間距，計算得到測量裝置誤差數據，將其傳送給誤差測量模塊；

位姿測量模塊用于接收來自杠桿式電感測位儀的位移信號和手動輸入的機床指令移動距離，根據位移信號獲取位移數據，利用位移數據和機床指令移動距離計算步距規相對被測量軸的位姿數據，將位姿數據傳送給誤差測量模塊；

誤差測量模塊用于接收來自參數設置模塊的參數數據、來自杠桿式電感測位儀的位移信號、來自測量裝置校正模塊的測量裝置誤差數據和來自位姿測量模塊的位姿數據，根據位移信號獲取位移數據，判斷機床的運、停狀態，利用測量裝置誤差數據和位姿數據修正位移數據，對修正后的位移數據進行處理形成誤差數據，將誤差數據傳送給數據拼接模塊；