机床原位检测系统的综合误差标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机床原位检测系统的误差标定装置和方法。该装置包括：底板；测量板样本集合，所述测量板样本集合安装于所述底板；测量筒样本集合，所述测量筒样本集合安装于所述底板；其中，所述测量板样本集合中的多个测量板呈互不相同的倾斜角度，所述测量筒样本集合中的多个测量筒的轴线倾斜角度互不相同。本发明专利技术的机床原位检测系统误差标定装置具有预先设置的多个倾斜测量面和倾斜测量内孔，为原位检测系统的标定提供不同倾斜角度的参考面，并且该装置结构紧凑，占用体积小。

Comprehensive Error Calibration Device and Method for Machine Tool in-situ Detection System

The invention provides an error calibration device and a method for an in-situ testing system of a machine tool. The device includes: a bottom plate; a sample set of a measuring plate, which is mounted on the bottom plate; a sample set of a measuring cylinder, which is mounted on the bottom plate; a plurality of measuring plates in the sample set of the measuring plate have different inclination angles, and the axis inclination angles of the plurality of measuring cylinders in the sample set of the measuring cylinder are different from each other. \u3002 The error calibration device of the machine tool in-situ detection system has a plurality of pre-set inclination measuring planes and inclination measuring inner holes, which provide reference planes with different inclination angles for the calibration of the in-situ detection system, and the device has compact structure and small occupancy volume.

【技术实现步骤摘要】
机床原位检测系统的综合误差标定装置及方法
本专利技术涉及机床数控加工领域，特别涉及一种机床原位检测系统的综合误差标定装置及方法。
技术介绍
机床原位检测系统是在五轴加工中心上加装测头，在不移动工件的前提下对工件的加工精度进行测量。这种测量方法可以消除二次装夹误差，对于难移动的大型工件或者刚性差的结构件，可以减小拆卸后工件产生的形变。机床原位检测系统的误差主要来源为测头误差、机床直线轴定位误差、机床旋转轴定位误差、机床运动误差、热误差等。为了保证原位检测系统的精度，在应用原位检测系统测量工件之前，必须对原位检测系统进行标定和补偿，标定之后的原位检测系统的精度仍需要进行评价。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种机床原位检测系统的综合误差标定装置，该装置包括：底板；测量板样本集合，所述测量板样本集合安装于所述底板；测量筒样本集合，所述测量筒样本集合安装于所述底板；其中，所述测量板样本集合中的多个测量板呈互不相同的倾斜角度，所述测量筒样本集合中的多个测量筒的轴线倾斜角度互不相同。可选地，测量板样本集合包括用于与底板共同限定三维坐标系的第一样本子集、以及用于在三维坐标系中提供倾斜角度不同的多个测量面的第二样本子集。可选地，第一样本子集包括垂直设置的第一测量板和第二测量板，并且第一测量板和第二测量板的布置方向相互垂直。可选地，第二样本子集中的一部分与所述第二测量板的测量面垂直并与所述第一测量板的测量面倾斜设置，所述第二样本子集中的另一部分与所述第一测量板的测量面垂直并与所述第二测量板的测量面倾斜设置。可选地，第二子集包括：与所述第二测量板的测量面垂直并与所述第一测量板的测量面分别呈30°、45°、60°、75°、105°、120°、135°和150°倾斜设置的第三测量板、第四测量板、第五测量板、第六测量板、第七测量板、第八测量板、第九测量板和第十测量板；与所述第一测量板的测量面垂直并与所述第二测量板的测量面分别呈30°、45°、60°、75°、105°、120°、135°和150°倾斜设置的第十一测量板、第十二测量板、第十三测量板、第十四测量板、第十五测量板、第十六测量板。可选地，测量筒样本集合包括：提供轴线与底板垂直的筒状内壁面的第三样本子集和提供轴线倾斜角度不同的多个筒状内壁面的第四样本子集。可选地，第四样本子集的一部分的轴线与所述第二测量板的测量面平行并与所述第一测量板的测量面倾斜；所述第四样本子集的另一部分的轴线与所述第一测量板的测量面平行并与所述第二测量板的测量面倾斜。可选地，第三样本子集包括：轴线与所述底板垂直的第一测量筒；轴线与所述第二测量板的测量面平行并与所述第一测量板的测量面呈45°、60°、75°、105°、120°和135°倾斜设置的第二测量筒、第三测量筒、第四测量筒、第五测量筒、第六测量筒和第七测量筒；轴线与所述第一测量板的测量面平行并与所述第二测量板的测量面呈45°、60°、75°、105°、120°和135°倾斜设置的第八测量筒、第九测量筒、第十测量筒、第十一测量筒、第十二测量筒和第十三测量筒。本专利技术的实施例还提供了一种机床原位检测系统的综合误差标定方法，包括：驱动机床原位检测系统在上述的综合误差标定装置进行多测量点的坐标测量，其中，所述多测量点包括在所述测量板样本集合提供的测量面测量得到的多个测量点、以及在所述测量筒样本集合提供的筒状内壁面测量得到的多个测量点；基于多测量点的测量坐标进行平面拟合以及圆柱面拟合、并计算平面度和圆柱度；驱动三坐标测量机测量在上述的综合误差标定装置获取所述多测量点的标准坐标；基于所述多测量点的标准坐标进行平面拟合以及圆柱面拟合、并计算平面度和圆柱度；将测量坐标与标准坐标进行比对，并将基于测量坐标计算得到的平面度和圆柱度与基于标准坐标计算得到的平面度和圆柱度进行比对，以确定误差；将确定的误差作为评价参数评价机床原位检测系统综合误差。可选地，测量板样本集合的测量面的坐标点包括：所述主轴在所述测量面的多个均布测量点所测得的坐标点。可选地，所述测量筒样本集合的筒状内壁面的多个测量点包括沿轴向两个不同位置点的截面与内壁面交线处所测的测量点，每个交线处测量点包括：所述主轴在所述交线处的多个均布测量点所测得的坐标点。由以上技术方案可知，本专利技术的机床原位检测系统的综合误差标定装置具有预先设置的多个倾斜测量面和倾斜测量内孔，为原位检测系统的标定提供不同倾斜角度的参考面，并且该装置结构紧凑，占用体积小。附图说明以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。图1为本专利技术实施例的机床原位检测系统的综合误差标定装置示意图。图2为本专利技术实施例的机床原位检测系统的综合误差标定装置俯视图。图3为图2中A向示意图。图4为图2中B向示意图。图5为图2中C向示意图。图6为图2中D向示意图。图7为图2中E向示意图。图8为图2中F向示意图。图9为图2中G向示意图。图10为图2中H向示意图。其中，1-底板；2-测量板；3-测量筒；201-第一测量板、202-第二测量板、203-第三测量板、204-第四测量板、205-第五测量板、206-第六测量板、207-第七测量板、208-第八测量板、209-第九测量板、210-第十测量板、211-第十一测量板、212-第十二测量板、213-第十三测量板、214-第十四测量板、215-第十五测量板、216-第十六测量板、217-第十七测量板、218-第十八测量板；301-第一测量筒、302-第二测量筒、303-第三测量筒、304-第四测量筒、305-第五测量筒、306-第六测量筒、307-第七测量筒、308-第八测量筒、309-第九测量筒、310-第十测量筒、311-第十一测量筒、312-第十二测量筒、313-第十三测量筒；α1-第三测量板与底板的夹角、α2-第四测量板与底板的夹角、α3-第五测量板与底板的夹角、α4-第六测量板与底板的夹角、α5-第七测量板与底板的夹角、α6-第八测量板与底板的夹角、α7-第九测量板与底板的夹角、α8-第十测量板与底板的夹角、α9-第十一测量板与底板的夹角、α10-第十二测量板与底板的夹角、α11-第十三测量板与底板的夹角、α12-第十四测量板与底板的夹角、α13-第十五测量板与底板的夹角、α14-第十六测量板与底板的夹角、α15-第十七测量板与底板的夹角、α16-第十八测量板与底板的夹角；β1-第二测量筒的轴线与底板的夹角、β2-第三测量筒的轴线与底板的夹角、β3-第四测量筒的轴线与底板的夹角、β4-第五测量筒的轴线与底板的夹角、β5-第六测量筒的轴线与底板的夹角、β6-第七测量筒的轴线与底板的夹角、β7-第八测量筒的轴线与底板的夹角、β8-第九测量筒的轴线与底板的夹角、β9-第十测量筒的轴线与底板的夹角、β10-第十一测量筒的轴线与底板的夹角、β11-第十二测量筒的轴线与底板的夹角、β12-第十三测量筒的轴线与底板的夹角。具体实施方式为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机床原位检测系统的综合误差标定装置，其特征在于，包括：底板(1)；测量板样本集合(2)，所述测量板样本集合(2)安装于所述底板(1)；测量筒样本集合(3)，所述测量筒样本集合(3)安装于所述底板(1)；其中，所述测量板样本集合(2)中的多个测量板呈互不相同的倾斜角度，所述测量筒样本集合(3)中的多个测量筒的轴线倾斜角度互不相同。

【技术特征摘要】
1.一种机床原位检测系统的综合误差标定装置，其特征在于，包括：底板(1)；测量板样本集合(2)，所述测量板样本集合(2)安装于所述底板(1)；测量筒样本集合(3)，所述测量筒样本集合(3)安装于所述底板(1)；其中，所述测量板样本集合(2)中的多个测量板呈互不相同的倾斜角度，所述测量筒样本集合(3)中的多个测量筒的轴线倾斜角度互不相同。2.根据权利要求1所述的综合误差标定装置，其特征在于，所述测量板样本集合(2)包括用于与底板(1)共同限定三维坐标系的第一样本子集、以及用于在所述三维坐标系中提供倾斜角度不同的多个测量面的第二样本子集。3.根据权利要求2所述的综合误差标定装置，其特征在于，所述第一样本子集包括垂直设置的第一测量板(201)和第二测量板(202)，并且所述第一测量板(201)和所述第二测量板(202)的布置方向相互垂直。4.根据权利要求3所述的综合误差标定装置，其特征在于，所述第二样本子集中的一部分与所述第二测量板(202)的测量面垂直并与所述第一测量板(201)的测量面倾斜设置，所述第二样本子集中的另一部分与所述第一测量板(201)的测量面垂直并与所述第二测量板(202)的测量面倾斜设置。5.根据权利要求4所述的综合误差标定装置，其特征在于，所述第二样本子集包括：与所述第二测量板(202)的测量面垂直并与所述第一测量板(201)的测量面分别呈30°、45°、60°、75°、105°、120°、135°和150°倾斜设置的第三测量板(203)、第四测量板(204)、第五测量板(205)、第六测量板(206)、第七测量板(207)、第八测量板(208)、第九测量板(209)和第十测量板(210)；与所述第一测量板(201)的测量面垂直并与所述第二测量板(202)的测量面分别呈30°、45°、60°、75°、105°、120°、135°和150°倾斜设置的第十一测量板(211)、第十二测量板(212)、第十三测量板(213)、第十四测量板(214)、第十五测量板(215)、第十六测量板(216)。6.根据权利要求3所述的综合误差标定装置，其特征在于，所述测量筒样本集合(3)包括：提供轴线与底板(1)垂直的筒状内壁面的第三样本子集和提供轴线倾斜角度不同的多个筒状内壁面的第四样本子集。7.根据权利要求6所述的综合误差标定装置，其特征在于，所述第四样本子集的一部分的轴线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建富，冯平法，李思觅，郁鼎文，吴志军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11