[實用新型]一種數控機床旋轉臺誤差標定系統

有效

• 申請號: 201720618320.2
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN206936963U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 李杏華;張震楠;房豐洲;黃銀國;黃武
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23Q17/24
• 分類號: B23Q17/24;G01B11/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本實用新型涉及一種數控機床旋轉臺誤差系統，特別是一種基于曲面基準件的數控機床旋轉臺誤差標定系統。

背景技術

目前使用較為廣泛的機床誤差檢測儀器有激光干涉儀和球桿儀，由于自身檢測原理上的因素，這些儀器在應用于多軸數控機床的誤差檢測中存在各自的不足：如激光干涉儀調整復雜，一次測量只能獲得一個參數，操作要求高，難以實現自動化、快速化，并且價格昂貴，一般企業不具備；球桿儀無法隨意規劃測量路徑，為旋轉軸誤差辨識的測量步驟設計和理論解耦算法研究增加了難度，且球桿儀以磁力座配合精密球進行接觸式測量，需要在低速下運動以保證測量精度，很難適應快速化趨勢。

針對復雜異型零件的加工，多軸數控加工技術憑借其靈活、高效、高精的特點得到了廣泛應用和推廣，為滿足定期精度校準的需要，高效的機床誤差檢測與辨識方法就成為亟待解決的問題。

五軸聯動數控機床比傳統三軸數控機床多了兩個旋轉自由度，其回轉運動誤差測量常以具有高精度標準分度轉臺和多面體作為檢測工具，然而這種方法難以實現自動化，在國際上近年來大多采用高精度球桿儀。然而球桿儀無法隨意規劃測量路徑，為轉臺誤差辨識和標定研究增加了難度，且球桿儀以磁力座配合精密球進行接觸式測量，需要在低速下運動以保證測量精度，很難適應快速化趨勢。因此需要提出更多的旋轉臺誤差標定系統。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種數控機床旋轉臺誤差的標定系統，采用該系統可標定數控機床旋轉臺的旋轉角誤差。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種數控機床旋轉臺誤差標定系統，包括差分光學測頭和曲面基準件，所述差分光學測頭安裝在Z軸上，所述曲面基準件卡固在與Z軸平行或同軸的旋轉臺上，在所述曲面基準件上設有多組成對布置的曲面組，每組曲面設有一個曲面Ⅰ和曲面Ⅱ，每個曲面組內的曲面Ⅰ和曲面Ⅱ設置在同一直徑上，相鄰兩個曲面組的中心線夾角β，所述差分光學測頭設有兩個結構相同的光學測頭，兩個所述光學測頭分別是光學測頭Ⅰ和光學測頭Ⅱ，所述光學測頭的光軸與Z軸平行，所述差分光學測頭位于所述曲面基準件的上方，兩個所述光學測頭光軸間的距離與曲面Ⅰ和曲面Ⅱ中心間的距離相等；所述光學測頭包括激光器、孔徑光闌、反射鏡、分光棱鏡、成像透鏡和CCD相機，所述激光器發出的準直光束經所述孔徑光闌縮成細直光束，細直光束經所述反射鏡后入射到所述分光棱鏡中，1/2能量的反射光束投射到曲面內的任意一點，該點反射的光束經所述分光棱鏡透射后，通過所述成像透鏡成像在所述CCD相機上。

本實用新型具有的優點和積極效果是：利用光學自由曲面設計自由高、加工精度高的特點，本實用新型提出的數控機床轉臺誤差標定系統，采用曲面基準件配合差分光學測頭對旋轉臺誤差進行標定，具有快速，非接觸，精度高，成本低，安裝操作簡單，順應機床誤差檢測向快速化發展的趨勢。本實用新型具有基礎性和通用性，對數控機床旋轉臺誤差的快速檢測具有重要意義，為數控機床旋轉軸臺的旋轉角誤差檢測和標定提供了新的系統。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型采用的差分光學測頭的結構示意圖；

圖3為本實用新型采用的光學測頭的結構示意圖。

圖中：1、差分光學測頭；1-1、光學測頭Ⅰ；1-2、光學測頭Ⅱ；2、曲面基準件；2-1、曲面Ⅰ；2-2、曲面Ⅱ；3、激光器；4、孔徑光闌；5、反射鏡；6、分光棱鏡；7、成像透鏡；8、CCD相機。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1～圖3，一種數控機床旋轉臺誤差標定系統，包括差分光學測頭1和曲面基準件2，所述差分光學測頭1安裝在Z軸上，所述曲面基準件2卡固在與Z軸平行或同軸的旋轉臺上，在所述曲面基準件2上設有多組成對布置的曲面組，每組曲面設有一個曲面Ⅰ2-1和曲面Ⅱ2-2，每個曲面組內的曲面Ⅰ2-1和曲面Ⅱ2-2設置在同一直徑上，相鄰兩個曲面組的中心線夾角是β，所述差分光學測頭1設有兩個結構相同的光學測頭，兩個所述光學測頭分別是光學測頭Ⅰ1-1和光學測頭Ⅱ1-2，所述光學測頭的光軸與Z軸平行，所述差分光學測頭1位于所述曲面基準件2的上方，兩個所述光學測頭光軸間的距離與曲面Ⅰ2-1和曲面Ⅱ2-2中心間的距離相等。