[發明專利]機床直線軸運行的六自由度誤差同時檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010548604.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111678434B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 米良;夏仰球;劉興寶;杜坤;滕強;唐強;陳衡;周怡帆;韓林
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B21/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

本發明公開了機床直線軸運行的六自由度誤差同時檢測裝置及方法，該檢測裝置通過第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器、第五位移傳感器和讀數頭讀取機床直線軸移動的位移并發送給數據采集系統，所述數據采集系統將接收到的數據發送給所述數據分析系統進行計算，獲取六自由度誤差，以提高數據采集的準確率，一次性完成對機床直線軸運動的六自由度誤差的計算，減少檢測用時，提高檢測效率。

技術領域

本發明涉及機床運動精度檢測技術領域，特別是涉及一種機床直線軸運動的六自由度誤差同時檢測裝置及方法。

背景技術

機床直線軸運動過程中會在六個自由度上產生誤差，其中，六個自由度指沿X、Y、Z三個直角坐標軸方向的移動自由度和繞這三個直角坐標軸的轉動自由度，即在XY平面內，直線軸X方向跳動值引起的直線度誤差；在YZ平面內，直線軸Z方向跳動值引起的直線度誤差；沿Y軸方向運動時，直線軸定位引起的位置誤差；直線軸在運動過程中繞X軸的旋轉誤差、繞Y軸的旋轉誤差、繞Z軸的旋轉誤差。目前，對機床直線軸運行的六自由度誤差進行檢測的方法只能單獨進行，用時長、效率低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是目前機床直線軸運動的六自由度誤差檢測不能同時檢測，導致檢測用時長、效率低。本發明提供了一種機床直線軸運動的六自由度誤差同時檢測裝置及方法，以減少檢測用時，提高檢測效率。

本發明通過下述技術方案實現：

一種機床直線軸運動的六自由度誤差同時檢測裝置，所述檢測裝置包括標準尺、光柵尺、測量單元、安裝單元、數據采集系統和數據分析系統；以X軸、Y軸所在平面作為水平面，Z軸作為豎直軸建立三維直角坐標系；

所述標準尺平行于所述機床直線軸放置，所述光柵尺安裝在所述標準尺上，且平行于所述機床直線軸放置；所述測量單元安裝在所述標準尺上，所述安裝單元安裝在所述測量單元上；

所述測量單元包括第一安裝板、第二安裝板、讀數頭、安裝接頭、第一位移傳感器、第二位移傳感器、第三位移傳感器、第四位移傳感器和第五位移傳感器；

所述第一安裝板與所述標準尺的第一測量平面和第二測量平面平行，所述第二安裝板與所述標準尺的第三測量平面平行，所述第一安裝板和所述第二安裝板相互垂直且固定連接；

所述第一安裝板的下方安裝有讀數頭，所述讀數頭朝向所述光柵尺；

所述第一安裝板上的預制孔內設置有所述第三位移傳感器、所述第四位移傳感器和所述第五位移傳感器，所述第三位移傳感器對應的預制孔和所述第四位移傳感器對應的預制孔沿Y軸方向設置，所述第四位移傳感器對應的預制孔和所述第五位移傳感器對應的預制孔沿X軸負方向設置；所述第三位移傳感器、所述第四位移傳感器和所述第五位移傳感器沿Z軸負方向設置；所述第二安裝板上的預制孔內設置有所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器，所述第一位移傳感器對應的預制孔和所述第二位移傳感器對應的預制孔沿Y軸方向設置，所述第一位移傳感器和所述第二位移傳感器沿X軸負方向設置；

所述安裝單元的連接桿與測量單元上的安裝接頭連接，所述安裝單元通過磁性表座與所述機床直線軸吸附連接；

所述測量單元將測量的數據發送給數據采集系統，所述數據采集系統將接收到的數據發送給所述數據分析系統進行計算，獲取六自由度誤差。

進一步地，所述讀數頭垂直于所述光柵尺的上方，用于讀取所述光柵尺光柵刻度。

進一步地，所述測量單元中的第一位移傳感器、所述第二位移傳感器、所述第三位移傳感器、所述第四位移傳感器、所述第五位移傳感器和所述讀數頭分別通過有線和/或無線方式與所述數據采集系統連接；

所述數據采集系統通過有線和/或無線方式與所述數據分析系統連接。