[發明專利]一種擺動軸與主軸軸線共面度檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201510345632.6
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104897106B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 趙陽;彭陽建
• 申請（專利權）人: 紹興紹力機電科技有限公司
• 主分類號: G01B21/30
• 分類號: G01B21/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于具有擺動軸與回轉軸串聯的回轉運動機械的幾何精度檢測設備技術領域，具體涉及一種擺動軸與主軸軸線共面度檢測裝置，本發明還涉及一種擺動軸與主軸軸線共面度檢測方法。

背景技術

機器中具有一個擺動、一個回轉串聯的兩個軸線相交的運動軸情況很多，如數控機床中的擺動軸A軸(或B軸)和電主軸。相交的兩個軸線在一個平面內，即兩個軸線共面，擺動軸與回轉軸軸線共面度偏差對機器整機的幾何精度有重要影響，同時共面度檢測對機器的裝配、磨損修復等具有重要指導意義。國際檢測標準ISO 10791-2給出了一種機床主軸S與擺動軸A軸(checking that the spindl S and A-axis head rotation shall be the same plane CG5)共面度檢測方法，檢測中利用了機床的X軸運動，機床本身是工作機械而不是測量裝置，其精度和磨損都將影響檢測準確性，因此檢測精度受到機床其他運動軸精度的制約，且該方法不能用于擺動軸與回轉軸串聯部件裝配、磨損修復時的軸線共面度檢測(因為此時沒有機床其他軸運動可利用)。目前尚缺乏專門適用于整機、裝配、磨損修復中擺動軸與主軸軸線共面度檢測的高精度檢測裝置，無法直接使用檢測裝置實施該方面的精度檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種擺動軸與主軸軸線共面度檢測裝置，解決了現有擺動軸與主軸軸線共面度檢測精度受其他運動軸精度制約的問題。

本發明的另一個目的在于提供一種擺動軸與主軸軸線共面度檢測方法，可準確檢測擺動軸與主軸軸線共面度檢測和部件裝配、磨損修復時的共面度檢測。

本發明所采用的技術方案是，一種擺動軸與主軸軸線共面度檢測裝置，由標準檢棒、第一非接觸位移傳感器、第二非接觸位移傳感器、第一三維移動微調機構、第二三維移動微調機構及測量轉臺組成；測量轉臺包括轉臺回轉體和力矩電機，轉臺回轉體下端與力矩電機的轉子固定連接，力矩電機的殼體固定在待測裝置的工作臺上；標準檢棒與待測裝置的主軸組件回轉體同軸固定連接；第一三維移動微調機構和第二三維移動微調機構都固定在轉臺回轉體的臺面上；第一非接觸位移傳感器的支架安裝在第一三維移動微調機構的上面，第二非接觸位移傳感器的支架安裝在第二三維移動微調機構的上面，第一非接觸位移傳感器和第二非接觸位移傳感器的測頭都正對著標準檢棒。

第一三維移動微調機構和第二三維移動微調機構采用標準的可進行X、Y、Z位移調整的三維微調機構。

本發明采用的另一個技術方案是：使用上述檢測裝置檢測擺動軸與主軸軸線共面度的方法，包括如下步驟：

步驟1，將待測裝置除擺動軸與主軸以外的其他運動軸全部鎖緊；

步驟2，檢測出測量轉臺軸線相對主軸軸線的安裝傾斜偏差⊿θ_CY；

步驟3，進行擺動軸與主軸軸線共面度檢測，按照以下步驟實施：

步驟3-1，將擺動軸順時針轉動90度，使主軸前端指向X軸的一端，調整第一三維移動微調機構使第一非接觸位移傳感器的測頭在XZ平面內沿Z軸方向對準標準檢棒的最大直徑，記錄此時第一非接觸位移傳感器的讀數δ_6-1；

步驟3-2，將擺動軸旋轉180度，使主軸前端指向X軸的另一端；

步驟3-3，將測量轉臺旋轉180度，使第一非接觸位移傳感器的測頭隨測量轉臺轉動，并再次對準標準檢棒，再次記錄第一非接觸位移傳感器的讀數δ_6-2；

步驟3-4，按照公式(1)得到擺動軸軸線與主軸軸線的共面度偏差e；

e＝(δ_6-2-δ_6-1)/2±L_X×⊿θ_CY(1)

式中，Lx為第一非接觸位移傳感器和擺動軸軸線間沿X軸方向的距離，⊿θ_CY為步驟2計算出的安裝傾斜偏差。

其中，步驟2具體包括以下子步驟：

步驟2-1，轉動擺動軸，使主軸的軸線平行于Z軸方向；

步驟2-2，調整第一三維移動微調機構和第二三維移動微調機構的位置，使第一非接觸位移傳感器和第二非接觸位移傳感器的測頭均在XZ平面內沿X軸方向對準標準檢棒的最大直徑，兩個測頭在Z軸方向的間隔距離為L_Z；

步驟2-3，調整測量轉臺的位置及擺動軸的方向，使測量轉臺在360度的轉動中第一非接觸位移傳感器和第二非接觸位移傳感器的讀數變化最小，然后設置第一非接觸位移傳感器和第二非接觸位移傳感器的讀數均為零；