[發明專利]數控機床直線運動重復定位精度快速檢測裝置及補償方法

有效

• 申請號: 202110486553.2
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113172476B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 蔣昊雨;馮平法;曾龍
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q23/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 馬雯

1.數控機床直線運動重復定位精度快速檢測裝置，包括機床隔離空間內壁面(2)、機床工作臺面(3)、數控機床主體(5)和PSD位移實時測量硬件系統，其特征在于，所述機床工作臺面(3)設置在數控機床主體(5)的上方與機床X-Y操作平面平行，所述機床隔離空間內壁面(2)設置在數控機床主體(5)的一側與機床Y-Z操作平面平行，所述數控機床主體(5)上設置有激光光源(4)，所述機床隔離空間內壁面(2)靠近數控機床主體(5)的一側和機床工作臺面(3)的底部均等距設置有多個PSD傳感器(1)，所述激光光源(4)上設置有五棱鏡，所述激光光源(4)和五棱鏡屬于PSD位移實時測量硬件系統，所述PSD位移實時測量硬件系統還包括X-Y平面內PSD傳感器(1)、Y-Z平面內PSD傳感器(1)、軟件系統、工業PC、數據傳輸系統和機床伺服系統，所述激光光源(4)與五棱鏡相連接，所述五棱鏡與X-Y平面內PSD傳感器(1)和Y-Z平面內PSD傳感器(1)相連接，所述X-Y平面內PSD傳感器(1)和Y-Z平面內PSD傳感器(1)均與軟件系統相連接，所述軟件系統與工業PC相連接，所述工業PC和數據傳輸系統相連接，所述數據傳輸系統和機床伺服系統相連接。

2.根據權利要求1所述的數控機床直線運動重復定位精度快速檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據加工路徑，每加工一個固定工時，暫停加工，抬起主軸，使用主軸隨動的激光光源(4)往復訪問與加工暫停點距離最近的PSD傳感器(1)以及與下一工步加工位置距離最近的PSD傳感器(1)；

S2、以第一個PSD傳感器(1)的位移數據為參考點，第二個PSD傳感器(1)的位移數據為增量，由于PSD傳感器(1)之間的相對位置關系確定，則數據增量與固定相對位置關系數據的差值即為當前機床直線運動軸的重復定位誤差；

S3、機床工作臺面(3)的PSD傳感器(1)數據差值可得出X，Y軸向的重復定位誤差，機床隔離空間內壁面(2)的PSD傳感器(1)數據差值為Y，Z軸向的重復定位誤差；

S4、將X-Y平面測量誤差數據和Y-Z平面測量誤差數據發送給軟件系統，軟件系統通過機床通訊系統傳輸給工業PC，工業PC通過最小二乘法處理后將誤差數據傳輸給數據傳輸系統，數據傳輸系統再將補償數據傳輸給機床伺服系統。

3.數控機床直線運動重復定位精度快速檢測裝置，包括機床隔離空間內壁面(2)、機床工作臺面(3)、數控機床主體(5)和PSD位移實時測量硬件系統，其特征在于，所述機床工作臺面(3)設置在數控機床主體(5)的上方與機床X-Y操作平面平行，所述機床隔離空間內壁面(2)設置在數控機床主體(5)的一側與機床Y-Z操作平面平行，所述數控機床主體(5)上設置有PSD傳感器(1)，所述機床隔離空間內壁面(2)靠近數控機床主體(5)的一側和機床工作臺面(3)的底部均等距設置有多個激光光源(4)，所述PSD傳感器(1)上設有防水套，所述PSD位移實時測量硬件系統包括X-Y平面內激光光源(4)、Y-Z平面內激光光源(4)、PSD傳感器(1)、軟件系統、工業PC、數據傳輸系統和機床伺服系統，所述X-Y平面內激光光源(4)和Y-Z平面內激光光源(4)均與PSD傳感器(1)相連接，所述PSD傳感器(1)與軟件系統相連接，所述軟件系統與工業PC相連接，所述工業PC和數據傳輸系統相連接，所述數據傳輸系統和機床伺服系統相連接。