[實用新型]一種五軸機床聯動誤差檢測裝置

有效

• 申請號: 202022871235.1
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN214054600U
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 姜忠;張敏;戴曉靜;陽紅;劉有海;孫守利;尹承真;楊光偉;丁杰雄
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所;電子科技大學
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/22
• 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

本實用新型涉及機床誤差檢測設備技術領域，公開了一種五軸機床聯動誤差檢測裝置，包括與XYZ直線軸系一端的輸出主軸可拆卸連接的探測部件和與AC旋轉軸系一端的工作臺可拆卸連接的感應部件；探測部件的外罩殼中設有電性連接的電池組和測控模組，外罩殼遠離輸出主軸的一端設有精密芯球；感應部件的傳感器底座朝向探測部件的一端設有三個支撐臂并分別設有位移傳感器，三個位移傳感器的軸線相互正交，三個位移傳感器的向心一端為感應頭。無需設置電纜，結構簡單，規避干涉，安裝方便，具有極大的推廣價值和廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及機床誤差檢測設備技術領域，具體涉及一種五軸機床聯動誤差檢測裝置。

背景技術

五軸聯動數控機床憑借其加工復雜空間曲面的優良性能，被廣泛應用于航空航天、精密機械及高精醫療設備等行業領域。數控機床的加工精度將直接影響加工產品的質量，由于機床精度不足而導致加工精度下降的問題日益凸顯。所以如何快速高效的檢測數控機床誤差并改善精度已經成為一項非常重要且有意義的課題。因兩個轉動軸的引入使五軸數控機床刀具運動精度的檢測變得更加困難，如何判斷五軸數控機床的聯動性能是否滿足精度要求是當前五軸機床檢測領域研究的一大難點。而一些傳統的精度檢測儀器如激光干涉儀、雙球桿儀、激光跟蹤儀等在機床多軸聯動精度檢測方面的局限性逐步顯現。

針對旋轉軸聯動性能檢測，常用的檢測儀器包括球桿儀和R-Test測試儀等儀器，這類檢測儀器均基于五軸數控機床都具備的RTCP(繞刀具中心點旋轉)功能來實現，利用RTCP功能在機床刀尖點不動時進行多軸聯動運動可以準確的檢測機床五軸聯動過程中刀具的運動誤差，評估機床實際加工過程中的性能。然而球桿儀和R-test檢測儀只可以用于檢測五軸數控機床上刀具刀尖點的三個軸向的位移誤差，而不能反映五軸數控機床刀具的姿態，這使得檢測誤差結果不便于對應誤差位置，導致誤差補償不準確甚至起反作用，另外傳統的編碼器測試角度的檢測裝置，結構復雜，并且在與機床的聯動過程中信號傳輸電纜容易造成干涉。

因此，機床誤差檢測設備技術領域亟需一種結構簡單、規避干涉，并且既可以檢測機床刀具的空間位移誤差，還能同步實時測量刀具運動姿態和刀尖點位置誤差的五軸機床聯動誤差檢測裝置。

發明內容

本實用新型克服了現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、規避干涉，并且既可以檢測機床刀具的空間位移誤差，還能同步實時測量刀具運動姿態和刀尖點位置誤差的五軸機床聯動誤差檢測裝置。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種五軸機床聯動誤差檢測裝置，包括與輸出主軸可拆卸連接的探測部件和與工作臺可拆卸連接的感應部件；所述探測部件包括筒狀外罩殼，所述外罩殼中設有電性連接的電池組和測控模組，所述外罩殼遠離輸出主軸的一端設有與感應部件相作用的精密芯球，所述測控模組包括角度傳感器；所述感應部件包括傳感器底座，所述傳感器底座朝向探測部件的一端設有三個圓周均布的支撐臂，所述支撐臂頂端設有貫通孔，三個所述貫通孔中分別設有位移傳感器，三個所述位移傳感器的軸線相互正交，三個所述位移傳感器的向心一端為與精密芯球相互作用的感應頭。

進一步的，所述外罩殼的側壁設有用于取放電池組的電池倉，所述電池倉的開口位置設有電池蓋。

進一步的，所述外罩殼靠近感應部件的一端設有用于取放測控模組的容納腔，所述容納腔的開口位置設有罩殼蓋，所述罩殼蓋的底面通過連桿與精密芯球固接。

進一步的，所述外罩殼遠離感應部件的一端設有夾持柱，所述夾持柱通過刀柄與機床主軸可拆卸連接。

進一步的，所述測控模組還包括電源管理模塊、無線傳輸模塊，所述電源管理模塊與電池組電性連接，所述電源管理模塊與角度傳感器、無線傳輸模塊供電連接，所述角度傳感器與無線傳輸模塊通信連接。

進一步的，所述測控模組為堆疊設置的多層結構。

進一步的，所述角度傳感器的類型包括陀螺儀傳感器、傾角傳感器、角位移傳感器、旋轉矢量傳感器。