基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法技术

本发明专利技术公开了基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法。现有球杆仪产品测量方向单一。本发明专利技术同时检测加长杆端精密球球头位移量与球杆仪端精密球球头伸缩量，通过加长杆端精密球的球心位移量能反映出被测机床做圆弧插补运动时垂直于球杆仪轴向方向的几何误差大小，通过球杆仪端精密球的球心位移量能反映出被测机床做圆弧插补运动时沿着球杆仪轴向方向的几何误差大小；且通过改变加长杆两端的长度比例，可以成倍地放大垂直于球杆仪轴向方向的机床几何误差，利于传感器对机床几何误差的高精度检测。本发明专利技术细分了球杆仪本身所测得的几何误差量，可以实时获得机床在任意位置的多个方向的几何误差量，利于更精准的分析机床产生几何误差的原因。

【技术实现步骤摘要】
基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法
本专利技术属于机床误差检测
，具体涉及一种测量机床多维(多个方向)几何误差的测量方法。
技术介绍
现代工业对数控机床加工精度的要求越来越高。但机床本身的制造精度和加工过程中存在的一些影响因素等问题，都会影响到机床的加工精度。因此，对机床的误差进行检测成为一项重要的工作，而如何快速、有效地检测出机床的误差是其中的关键。球杆仪作为一种已经商品化的检测机床误差的仪器，相对于其他检测设备具有价格低、安装便捷、检测效率高等优势。球杆仪可以检测出机床单轴直线度、两轴垂直度、反向越冲、反向间隙等的机床主要几何误差。在使用球杆仪对机床的几何误差进行检测时，通常情况是令机床主轴在某一平面内做圆弧插补运动。但是由于安装偏心、传动间隙、热变形等原因，导致机床主轴的运动不仅仅是在理想平面内。因此，需要检测的机床几何误差实则为多个方向的耦合误差。但是球杆仪产品本身只能检测出沿其轴向方向上的误差变化，对其他方向的机床几何误差无法进行检测。
技术实现思路
为了弥补现有球杆仪产品测量方向单一的缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法，其特征在于：该方法具体如下：/n步骤一、将圆光栅角度编码器的座体通过法兰轴承支承在装置基座上，圆光栅同步旋转盖与圆光栅角度编码器的转子固定；读数头通过读数头支架固定在装置基座上；读数头对准圆光栅角度编码器；然后，将旋转同步支架底部固定在圆光栅同步旋转盖上，套杆一端与旋转同步支架底部通过紧固螺栓一及螺母固定连接；伸缩杆与套杆构成滑动副，且在套杆开设的螺纹孔内连接旋紧螺栓对伸缩杆进行固定；传感器安装支架与伸缩杆通过紧固螺栓二及螺母固定连接；位移传感器固定在传感器安装支架上；最后，将连接平台与装置基座固定；底座工具杯通过磁力吸附固定在连接平台上，并与圆光栅...

【技术特征摘要】
1.基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法，其特征在于：该方法具体如下：
步骤一、将圆光栅角度编码器的座体通过法兰轴承支承在装置基座上，圆光栅同步旋转盖与圆光栅角度编码器的转子固定；读数头通过读数头支架固定在装置基座上；读数头对准圆光栅角度编码器；然后，将旋转同步支架底部固定在圆光栅同步旋转盖上，套杆一端与旋转同步支架底部通过紧固螺栓一及螺母固定连接；伸缩杆与套杆构成滑动副，且在套杆开设的螺纹孔内连接旋紧螺栓对伸缩杆进行固定；传感器安装支架与伸缩杆通过紧固螺栓二及螺母固定连接；位移传感器固定在传感器安装支架上；最后，将连接平台与装置基座固定；底座工具杯通过磁力吸附固定在连接平台上，并与圆光栅角度编码器同轴设置；
步骤二、将主轴端工具杯固定在待测机床的主轴上，装置基座固定在待测机床的工作台上；
步骤三、将特制加长杆一端的外螺纹与单精密球球杆仪本体的螺纹孔连接，特制加长杆另一端的螺纹孔与加长杆端精密球的外螺纹连接；然后，在特制加长杆开设的球窝装配口处固定三点支撑式磁性球窝；旋转球通过磁力吸附在三点支撑式磁性球窝上；旋转球的半径与加长杆端精密球和单精密球球杆仪本体未安装特制加长杆那端的伸缩球头的半径均相等；最后，将特制加长杆嵌入旋转同步支架顶部的夹槽内；
步骤四、将旋转球通过磁力吸附在底座工具杯上；然后将主轴移动到单精密球球杆仪本体的伸缩球头位置，并将伸缩球头吸附在机床的主轴工具杯上；接着，通过紧固螺栓一和旋紧螺栓调节套杆及伸缩杆，使得位移传感器位于加长杆端精密球正下方；最后，通过紧固螺栓二调节传感器安装支架，使得位移传感器竖直设置；
步骤五、让机床做圆弧插补运动，单精密球球杆仪本体测量机床沿单精密球球杆仪本体轴向上的伸缩量，位移传感器测量位移传感器与加长杆端精密球的距离，圆光栅角度编码器测量机床主轴产生误差时所处的方位；信号采集系统采集位移传感器和读数头的输出信号给处理器，球杆仪采集系统采集单精密球球杆仪本体的输出信号给处理器，处理器处理后得到机床沿垂直于单精密球球杆仪本体轴向运动时位移传感器理论上应测得的与加长杆端精密球的距离y3和机床在垂直于单精密球球杆仪本体轴向的几何误差x。


2.根据权利要求1所述基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法，其特征在于：所述特制加长杆的材料为殷钢。


3.根据权利要求1所述基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法，其特征在于：在三点支撑式磁性球窝内固定定位环，定位环设有一体成型且沿周向均布的三块支撑块。


4.根据权利要求1所述基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法，其特征在于：所述三点支撑式磁性球窝的球心到特制加长杆两端端面的距离经过标定获得。


5.根据权利要求1所述基于杠杆原理的机床多维几何误差测量方法，其特征在于：步骤二之后还有如下步骤：调节球放置到底座工具杯上，并将底座工具杯的紧固拉杆调至松开状态；然后，将主轴移动至底座工具杯上方，并调整主轴的位置，使调节球受磁力作用吸附到主轴工具杯上，拉紧底座工具杯的紧固拉杆，将主轴当前位置记为测量坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，孙涛，吴海梅，陈占锋，卢科青，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33