[發明專利]交點內置正交回轉軸軸線共面度檢測裝置及精度檢測方法

有效

• 申請號: 201110335590.X
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102384732A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 黃玉美;楊新剛;呂維剛;張龍飛;劉同慶
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于具有回轉運動設備的幾何精度檢測技術領域，涉及一種交點內置正交回轉軸軸線共面度檢測裝置，本發明還涉及一種交點內置正交回轉軸軸線共面度精度檢測方法。

背景技術

機器中具有正交、交點內置的回轉運動軸的情況很多，如五軸數控機床及坐標測量機中的正交、交點內置的A軸(或B軸)和C軸、A軸(或B軸)和電主軸，機器人中的串聯正交的回轉關節等都屬于正交、交點內置的回轉運動軸。正交、交點內置的回轉軸的軸線共面度精度對機器整機的幾何精度有重要影響。當兩個回轉運動軸的軸線垂直相交且交點在結構內部時，稱為正交、交點內置回轉軸。由于交點內置，故無法直接在交點處進行檢測，目前尚缺乏適用的正交、交點內置回轉軸軸線共面度的高精度檢測裝置，無法直接實施該種方面的精度檢測。

發明內容

本發明的目的是提供一種交點內置正交回轉軸軸線共面度檢測裝置，解決了現有正交、交點內置回轉軸軸線共面度的檢測精度無法高精度檢測的問題。

本發明的另一目的是提供一種交點內置正交回轉軸軸線共面度精度檢測方法。

本發明所采用的技術方案是，一種交點內置正交回轉軸軸線共面度檢測裝置，在前組件殼體上同軸連接有前組件回轉體，前組件回轉體與后組件殼體固定連接，后組件殼體內安裝有后組件回轉體，后組件回轉體的端頭安裝有三維移動微調機構C，

三維移動微調機構C通過水平設置的連接桿與標準球連接，標準球的水平方向對應設置有三維移動微調機構B，三維移動微調機構B端頭設置有非接觸位移傳感器b，標準球的下方豎直設置有對應的三維移動微調機構A，三維移動微調機構A的端頭設置有非接觸位移傳感器a，

三維移動微調機構A和三維移動微調機構B固定安裝在相對前組件殼體不動的固定支架上。

本發明所采用的另一技術方案是，一種利用權利要求1所述的裝置進行交點內置正交回轉軸軸線共面度精度檢測方法，按照以下步驟實施：

步驟1、調整三維移動微調機構C，使標準球球心在包含后組件回轉體回轉軸線且垂直于前組件回轉體回轉軸線的平面內，并使標準球球心至前組件回轉體回轉軸線的垂直距離為標準球球心至后組件回轉體回轉軸線垂直距離的倍；

步驟2、分別調整三維移動微調機構A、三維移動微調機構B，使非接觸位移傳感器a和非接觸位移傳感器b的測頭布置在包含后組件回轉體回轉軸線且垂直與前組件回轉體回轉軸線的平面內，非接觸位移傳感器a的測頭與后組件回轉體回轉軸線平行，非接觸位移傳感器b的測頭與后組件回轉體回轉軸線垂直；

步驟3、將檢測裝置調整到檢測狀態1：

①分別微調三維移動微調機構A、三維移動微調機構B，使非接觸位移傳感器a和非接觸位移傳感器b的測頭對準標準球球體的最大半徑，且仍使非接觸位移傳感器a和非接觸位移傳感器b的測頭布置在包含后組件回轉體回轉軸線且垂直與前組件回轉體回轉軸線的平面內，非接觸位移傳感器a的測頭與后組件回轉體回轉軸線平行，非接觸位移傳感器b的測頭與后組件回轉體回轉軸線垂直；

②讀取檢測狀態1下的非接觸位移傳感器a和非接觸位移傳感器b的測量值δ_a1和δ_b1；

步驟4、將檢測裝置調整到檢測狀態2：

①將后組件回轉體回轉180°，將前組件回轉體回轉90°，轉動后轉變為檢測狀態2；

②讀取檢測狀態2下的非接觸位移傳感器a和非接觸位移傳感器b的測量值δ_a2和δ_b2；

步驟5、將檢測狀態1和檢測狀態2檢測值進行比較：

①計算檢測狀態1和檢測狀態2下非接觸位移傳感器a和非接觸位移傳感器b的讀數差，Δ_a＝δ_a2-δ_a1；Δ_b＝δ_b2-δ_b1；

②比較Δ_a和Δ_b，當Δ_a和Δ_b的差值大于預設值時，微調三維移動微調機構C，微小改變標準球的球心位置，且仍使標準球球心在包含后組件回轉體回轉軸線且垂直于前組件回轉體回轉軸線的平面內；

③將后組件回轉體回轉180°，將前組件回轉體回轉-90°，返回狀態1；

步驟6、重復步驟3-步驟5，直至達到Δ_a≈Δ_b為止；

步驟7、按照下式得到正交、交點內置的回轉軸軸線共面度偏差e：