[發明專利]一種機床綜合變形的檢測裝置

在審

• 申請號: 201811122630.0
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109211086A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 劉志峰;許鑫鵬;田楊;張濤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01B5/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種機床綜合變形的檢測裝置，裝置本身為一體設計，主要分為兩大部分，第一部分為裝置與機床床身的緊固部分，第二部分為傳感器安置部分。包括U型緊固槽、底座、傳感器套、面板、滑軌、面板、螺旋伸縮桿、桿套、緊固臺。面板上分別有刻度尺以保證在同一面板上的傳感器能在同一母線上。且兩個面板之間相互垂直，從而能保證各個面板上不同方向的傳感器也相互垂直。本發明的目的在于，顯著提升位移傳感器測量精度，并節約大量的實驗傳感器安裝調試時間。對傳統上利用磁力支座安裝傳感器的方式重新設計，克服其不同方面上不相互垂直、自身剛度不足等一系列缺點，從而保證測得熱誤差的準確性。

技術領域

本發明涉及提高機床加工精度領域，尤其針對于機床的微小誤差，比如熱誤差。也涉及傳感器的安裝與調試。

背景技術

在影響重型機床加工精度的因素當中，熱誤差有著很大的作用(占機床總誤差40％-70％)。并且，隨著加工工件的精度要求等級越高，則熱誤差的影響就愈發明顯。因此，國內外學者在對機床熱誤差的研究當中投入大量精力。通常，在該研究領域，實驗者需要利用溫度傳感器測得機床的整體溫度，并利用位移傳感器測得機床刀尖點的各方位的形變。測量機床系統綜合變形的常用的方法是五點法。將五個位移傳感器安裝在自主設計的立體支架上，并將支架固定在工作臺上，同時將標準芯棒安裝于主軸上，用于測量主軸終端熱變形。在X方向有2個位移傳感器，用來測量X向的綜合變形和主軸X向繞Z軸的綜合變形(傾斜)；Y方向也設有兩個位移傳感器，用來測量Y向綜合變形和主軸Y向繞Z軸的綜合變形(傾斜)；Z方向設有一個位移傳感器，用來測量主軸軸向的綜合變形。

然而采用上述方法存在如下問題：(1)無法保證X方向有兩個位移傳感器處于同一母線上；(2)無法保證Y方向有兩個位移傳感器處于同一母線上；(3)無法實現X方向和Y方向的位移傳感器夾角為90度。由于目前缺少可以避免上述問題出現的綜合變形檢測裝置，因此發明本裝置可以很有效的解決上述問題，從而實現機床綜合變形的高精度測量，同時可以保證安裝調試時間的大量減少，提高檢測速度。

發明內容

本發明的目的在于，顯著提升位移傳感器測量精度，并節約大量的實驗安裝時間。對傳統上利用磁力支座安裝傳感器的方式重新設計，克服其不垂直、剛性不足等一系列缺點，從而保證測得熱誤差的準確性。

本發明是采用以下技術手段實現的：

一種機床綜合變形的檢測裝置，包括：U型緊固槽1、底座2、傳感器套3、面板4、滑軌5、面板6、螺旋伸縮桿7、桿套8和緊固臺9；U型緊固槽1設置在底座2的一側，U型緊固槽1通過螺栓與機床床身連接；底座2為方向結構，底座2的中間位置設有傳感器套3，面板6與底座2相互垂直布置，面板6的橫截面為L形；各個滑軌5沿水平方向分層布設在面板6上。螺旋伸縮桿7、桿套8和緊固臺9設置在滑軌5中，螺旋伸縮桿7通過桿套8安裝在緊固臺9中。在螺旋伸縮桿7、傳感器套3的末端處安裝有位移傳感器。滑軌5的外側設有刻度尺，以保證X軸，Y軸在同一母線上，即面板6上橫向放置即X軸方向的位移傳感器，以及面板6上豎向放置即Y軸方向的位移傳感器，X軸方向的位移傳感器和Y軸方向的位移傳感器在同一個點。

用螺栓通過U型緊固槽1固定于機床床身上，把芯軸10放在方形框的中心，芯軸10位于底座2的方形框中心，芯軸10的直徑為D，d為芯軸10的外圓點與面板6的內表面之間的距離，通過測量D和d值確定螺旋伸縮桿7的所在位置，通過面板6上的刻度值確定螺旋伸縮桿7的位置，從而使螺旋伸縮桿7通過芯軸10的中心。確定螺旋伸縮桿7的位置后，通過旋緊緊固臺9將桿套8固定于面板6上，通過旋轉螺旋伸縮桿7來調整位移傳感器相對于芯軸10的距離，比如，電渦流傳感器需要調整有效范圍。

調整垂直于面板6的另一側面板上的位移傳感器，使得X軸方向和Y軸方向上的位移傳感器相互垂直，且均通過芯軸10圓截面的圓心。

由于芯軸本身屬于標準件，底部光滑平整，故在傳感器套3安裝的位移傳感器不做位置上的特別要求，只需對準芯軸底部即可。