[發(fā)明專利]一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410587924.6
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN104483891A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀大興;常文芬;劉炳業(yè);王曉林;王成舉;王春光;高紅;李云飛;宋慶瑞;馬春年
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工研精機(jī)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/18
• 分類號(hào): G05B19/18
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：提供一機(jī)床、一框架式測量規(guī)、以及一數(shù)控補(bǔ)償系統(tǒng)；所述機(jī)床具有一運(yùn)動(dòng)空間及垂直于所述運(yùn)動(dòng)空間的測臂，所述測臂上安裝有在線測頭，所述機(jī)床的坐標(biāo)為水平運(yùn)動(dòng)軸X、水平運(yùn)動(dòng)軸Y、垂直運(yùn)動(dòng)軸Z，所述在線測頭在所述垂直運(yùn)動(dòng)軸Z上；所述框架式測量規(guī)由若干標(biāo)準(zhǔn)球及固定所述標(biāo)準(zhǔn)球的結(jié)構(gòu)支架構(gòu)成；

步驟2：對所述框架式測量規(guī)上的所述標(biāo)準(zhǔn)球的相對位置進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)，將所述框架式測量規(guī)底部平面不在一條直線相對位置比較遠(yuǎn)的標(biāo)準(zhǔn)球O、標(biāo)準(zhǔn)球A和標(biāo)準(zhǔn)球B構(gòu)成的平面作為參考平面，其中所述標(biāo)準(zhǔn)球O的中心作為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，然后得出其余所有球相對于基準(zhǔn)平面和原點(diǎn)所在坐標(biāo)系中的位置關(guān)系；

步驟3：將所述框架式測量規(guī)放置在所述機(jī)床的所述運(yùn)動(dòng)空間，調(diào)整所述框架式測量規(guī)的位置，使其原點(diǎn)置于所述機(jī)床相對應(yīng)的坐標(biāo)位置附近；

步驟4：利用所述機(jī)床主軸測量臂上安裝的所述在線測頭，對所述標(biāo)準(zhǔn)球O所在的所述機(jī)床坐標(biāo)設(shè)置為所述機(jī)床運(yùn)動(dòng)的參考原點(diǎn)，并對其余每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球的中心點(diǎn)的位置進(jìn)行測量，得出各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)；

步驟5通過矢量坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)空間的各個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)球中心的坐標(biāo)位置；

步驟6：將測量所得到的各個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)球中心點(diǎn)的位置，與坐標(biāo)變換和計(jì)算后所述框架式測量規(guī)上所述標(biāo)準(zhǔn)球中心點(diǎn)的位置進(jìn)行對比，并對位置誤差進(jìn)行比較，所述數(shù)控系統(tǒng)對差值進(jìn)行補(bǔ)償。

2.如權(quán)利要求1所述的一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法，其特征在于：步驟1中：所述在線測頭是一個(gè)檢測元件，通過一定形狀的觸點(diǎn)，對所述框架式測量規(guī)上的所述標(biāo)準(zhǔn)球的位置進(jìn)行測量。

3.如權(quán)利要求1所述的一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法，其特征在于：步驟1中：所述結(jié)構(gòu)支架采用熱膨脹系數(shù)極低的材料制成，保證所述標(biāo)準(zhǔn)球在框架的位置相對固定，并不易受到外部的影響。

4.如權(quán)利要求1所述的一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法，其特征在于：步驟1中：所述數(shù)控補(bǔ)償系統(tǒng)用來將所述在線測頭對所述標(biāo)準(zhǔn)球測量采集的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并轉(zhuǎn)換成所述機(jī)床坐標(biāo)系中所述標(biāo)準(zhǔn)球中心點(diǎn)的位置。

5.如權(quán)利要求1所述的一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法，其特征在于：步驟2中：標(biāo)定的方法可以使用高精度的三坐標(biāo)測量機(jī)或其它更高精度的儀器設(shè)備。

6.如權(quán)利要求1所述的一種提高機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)精度的方法，其特征在于：步驟6中，經(jīng)過坐標(biāo)變換后，所述標(biāo)準(zhǔn)球在所述機(jī)床坐標(biāo)系中的實(shí)際位置是M點(diǎn)，而在所述機(jī)床坐標(biāo)系中測量到的該點(diǎn)的位置坐標(biāo)是M’，根據(jù)誤差矢量ΔE，得到機(jī)床坐標(biāo)空間內(nèi)對應(yīng)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的矢量差ΔX、ΔY、ΔZ。