[發(fā)明專利]一種基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011187660.7
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112296754B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝澤兵
• 申請（專利權(quán)）人: 謝澤兵
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;G01B11/26;G01M11/02
• 代理公司: 汕頭興邦華騰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44547
• 代理人: 張樹峰;梁鳳德

本發(fā)明涉及一種基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置及方法，所述基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置包括基座及活動安裝在所述基座上的旋轉(zhuǎn)臺，且所述旋轉(zhuǎn)臺與安裝在所述基座上的螺桿微調(diào)機(jī)構(gòu)連接，所述旋轉(zhuǎn)臺上安裝有用于雙反射鏡固定的反射鏡座；所述基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置還包括轉(zhuǎn)角定位桿，所述轉(zhuǎn)角定位桿對固定在所述旋轉(zhuǎn)臺上的轉(zhuǎn)動撥桿進(jìn)行定位，本發(fā)明提供的方法，利用雙光束激光多普勒檢測系統(tǒng)的特性，使該系統(tǒng)獲得更大的功能擴(kuò)展，使該系統(tǒng)在具備機(jī)床直線軸定位精度測量的同時，又獲得了機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸定位精度測量功能，從而具備多軸機(jī)床的所有精度檢測需求，簡化以往需要多系統(tǒng)才能完成的工作，降低了測量成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測裝置及檢測方法，具體是一種基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展及對柔性加工、小批量復(fù)雜工件加工的需求越來多，多軸機(jī)床特別是五軸數(shù)控機(jī)床越來越普及。五軸機(jī)床由于相對三軸機(jī)床增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸，使其具有許多普通三軸機(jī)床無法比擬的優(yōu)點，例如其具有刀具姿態(tài)靈活性，使在加工中可以避免被工件多次裝夾，減少工件裝夾誤差，同時加工刀具可以從最優(yōu)角度進(jìn)行加工，減少切削力，提高刀具壽命，從而極大地提高了加工效率和刀具壽命，再有五軸聯(lián)動加工中心可以完成其它機(jī)床無法加工的產(chǎn)品，例如葉輪、葉片、大型轉(zhuǎn)子、渦輪等。為使五軸機(jī)床在具備以上加工優(yōu)點的同時，保證加工精度，那么保證其旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角精度尤為重要，因此對于多軸機(jī)床特別是五軸機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸定位精度的檢測、補(bǔ)償，是機(jī)床在制造、使用過程中精度保證的關(guān)鍵。此外，一些精密儀器設(shè)備常常配有分度功能旋轉(zhuǎn)臺或具有轉(zhuǎn)角功能的檢測部件，那么定期檢測或校對這些精密儀器設(shè)備的旋轉(zhuǎn)臺或檢測部件的旋轉(zhuǎn)角精度誤差，是管理和維護(hù)儀器設(shè)備以滿足工作需求的必要手段。

目前，國內(nèi)外針對機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸定位精度檢測，已發(fā)展了多種方法，其中激光干涉儀測量法是目前使用最廣泛的，激光干涉儀測量旋轉(zhuǎn)軸需要使用一種非常昂貴的主旋轉(zhuǎn)校驗器，其測量原理就是將待測旋轉(zhuǎn)軸的不準(zhǔn)確度(精度)與主旋轉(zhuǎn)校驗器已知的不準(zhǔn)確度(精度)作比較。此外還有激光跟蹤儀測量法、基于機(jī)器視覺檢測法等，各類方法均各有優(yōu)缺點，其中激光跟蹤儀設(shè)備測量誤差大，難以實現(xiàn)高精度檢測；機(jī)器視覺檢測法操作復(fù)雜，檢測過程繁瑣，辨識過程計算復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置，所述基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置包括基座及活動安裝在所述基座上的旋轉(zhuǎn)臺，且所述旋轉(zhuǎn)臺與安裝在所述基座上的螺桿微調(diào)機(jī)構(gòu)連接，所述旋轉(zhuǎn)臺上安裝有用于雙反射鏡固定的反射鏡座；

所述基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置還包括轉(zhuǎn)角定位桿，所述轉(zhuǎn)角定位桿對固定在所述旋轉(zhuǎn)臺上的轉(zhuǎn)動撥桿進(jìn)行定位。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述轉(zhuǎn)角定位桿及所述基座遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)臺的一端均固定有磁座。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述螺桿微調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個，且分別安裝在所述基座的兩個垂直面上。

一種基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測方法，采用所述的基于激光檢測系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角精度檢測裝置，包括以下步驟：

S1、將基座及與基座連接的整體通過磁座固定在待測旋轉(zhuǎn)軸的中心位置處，隨后將雙反射鏡固定在反射鏡座上且使雙反射鏡的中心與旋轉(zhuǎn)臺的圓心同心，通過螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臺的相對位置，使得旋轉(zhuǎn)臺與待測旋轉(zhuǎn)軸的中心位置同心；

S2、將轉(zhuǎn)角定位桿通過磁座固定在待測旋轉(zhuǎn)軸上且位于基座的側(cè)端，轉(zhuǎn)動撥桿轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)角定位桿處，以確定起始測量位置；

S3、固定雙光束激光器，使得雙光束激光器發(fā)出的兩束平行激光源與所述雙反射鏡接觸，雙光束激光多普勒檢測系統(tǒng)獲取兩個激光源的位移數(shù)據(jù)，以計算出激光源與雙反射鏡之間的夾角角度θ；