[發明專利]一種測量鏜銑床空間熱變形誤差的快速測量規及其方法

有效

• 申請號: 201611026384.X
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106736863B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 常文芬;戴玉紅;索奇;任海濤;樊立新;姜振;王雪梅
• 申請（專利權）人: 北京機床研究所;北京工研精機股份有限公司
• 主分類號: B23Q17/22
• 分類號: B23Q17/22
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

本發明公開了一種測量鏜銑床空間熱變形誤差的快速測量規及其方法，包括有：一安裝板；一組高度互不相同的支柱，各支柱頂端固定有標準球；工作時選取五個支柱分別固定在安裝板平面上的四個角位及該四個角所圍矩形平面的中心區域，將五個支柱中處于中間高度的支柱固定在所述的中心位置；一個用于測量各標準球位置的測頭；將安裝板固定在機床的工作臺面上，測頭固定在機床的主軸上，兩者均可隨機床運動軸進行運動。運動前和停止后，測頭快速接近測量規，并迅速完成測量，獲得空間三個方向的誤差數據。通過測量這五支柱點前后位置每點的相對誤差，得到該鏜銑床空間熱變形誤差。

技術領域

本發明屬于測量技術領域，尤其涉及一種測量鏜銑床空間熱變形誤差的快速測量規及其方法。

背景技術

機床空間熱誤差的產生：機床切削工件的基本原理在于，主軸上安裝的刀具需要接觸工作臺上安裝的工件，并通過主軸上刀具的旋轉和直線軸的進給，完成工件的切削。因此理想情況下，我們希望主軸上刀具和工作臺上安裝的工件需要加工的位置兩者是一致的，沒有誤差，這樣加工的精度就可以達到很高。

然而，工件機床在運動過程中，無論采用絲杠傳動或者直線電機等方式，其傳動部件——包括導向承受載荷的導軌、絲杠或者直線電機，均會在運動中由于摩擦或者電機自身受載后的發熱導致在機床上集聚熱量，這些熱量都會成為發熱點，在機床上形成分布的熱源，并且隨著運動部件的位置不同，這些熱源的位置也會產生一定的變化，最終造成機床主軸上刀具和工作臺上工件的加工點之間的不一致，這就是機床空間的熱誤差。這種不一致最終會造成加工工件部位的精度和表面粗糙度的降低。因此在機床行業，必須考慮空間熱誤差的測量，了解機床的空間熱誤差情況，并在可能的情況下，采用不同的方式予以補償。從而提高機床加工零件的加工精度。

目前，常用的空間熱變形誤差測試方式有：

i)平尺、角尺和指示器，可用于測量主軸和工作臺之間在單一直線方向的誤差變化；

i i)方箱和指示器，可用于測量主軸和工作臺之間在垂直方向產生的誤差；

i i i)標準機床測頭，測頭安裝與機床主軸上，可用于接觸式測量工作臺上固定點的誤差情況，可根據需要測量感興趣的點的某一熱誤差。由于采用接觸方式來測量點的誤差情況，測頭需接觸所需測試的部位，從空間上對測試點有所局限，同時測頭在某個點只能測試一個直線方向的誤差。

對于前兩種采用的平尺、角尺以及方箱和指示器結合的方式來進行測量，運行過程中測試儀器無法固定在機床上隨機床運動，運動停止后調整測試儀器需要比較長的時間，效率低，影響測量結果。后一種采用標準測頭測試的方式，其測頭安裝在機床主軸上，采用接觸方式來測量點的誤差情況，測頭需接觸所需測試的部位，從空間上對測試點有所局限，同時測頭在某個點只能測試一個直線方向的誤差。故綜上所述的各方法均不實用。

發明內容

本發明的主要目的之一是提供一種測量鏜銑床空間熱變形誤差的快速測量規，利用其可實現對測量鏜銑床空間熱變形誤差的測量。

為實現上述目的，本發明采取以下設計方案：

一種測量鏜銑床空間熱變形誤差的快速測量規，其包括有：

一安裝板；

一組高度互不相同的支柱，各支柱頂端固定有標準球；工作時選取五個支柱分別固定在安裝板平面上的四個角位及該四個角所圍平面的中心區域，將五個支柱中處于中間高度的支柱固定在所述的中心位置；

一個用于測量各標準球位置的測頭；

將安裝板固定在機床的工作臺面上，并使安裝板的大面與機床的主軸垂直；測頭固定在機床的主軸上，兩者均可隨機床運動軸進行運動。

所述量鏜銑床空間熱變形誤差的快速測量規中，所述四個角位上的支柱高度排布的次序隨機布設。