【技术实现步骤摘要】
本申请涉及主轴头姿态角测量的，尤其是涉及一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置及测量方法。
技术介绍
1、目前，五轴机床是指在一台机床上至少有五个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），而且可在计算机数控 (cnc) 系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴联动数控机床具备较大的刚性需求，尤其在航天军工等领域。由于五轴联动机床机械结构复杂，存在大量加工、装配误差，因此，对于五轴联动机床，需要通过精确测量主轴头的姿态角等信息，对机床结构误差加以标定和补偿，以达到高精度加工的要求。
2、公开号为cn106392773a的中国专利技术专利，公开了一种五轴联动机床主轴头姿态角的测量装置及测量方法，包括：安装在五轴联动机床的主轴头上的基准装置和安装在五轴联动机床的工作台上的检测装置；基准装置包括基准平面和垂直于基准平面设置的夹持部，夹持部插置在五轴联动机床的主轴头的刀柄中；检测装置包括紧固连接在五轴联动机床的工作台上的基板，在基板上紧固连接垂直于基板的固定部，固定部与垂直于基板设置的长度计紧固连接。
3、检测装置在检测过程中，工作人员需要对基板进行调整，使得基本边缘与机床的x轴、y轴平行，而后再通过长度计对基准平面进行测量，整个测量过程中步骤较为复杂，因此工作人员对主轴头姿态角测量时的效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，提升工作人员对主轴头姿态角测
2、本专利技术的第二个目的在于提出一种五轴联动机床主轴头姿态角测量方法。
3、为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，装置包括安装在机床本体的主轴头上的基准方形件，所述基准方形件上设置有夹持部，所述夹持部插置在所述五轴联动机床的所述主轴头的刀柄中；还包括安装在机床本体上的升降机构、设置在升降机构上的二级检测机构；所述二级检测机构包括安装在升降机构上的二级承接框，所述二级承接框的内部固接有球形万向节，所述球形万向节的内部转动安装有转动球体，所述转动球体的顶部固接有圆杆；所述圆杆的顶部安装有可相对圆杆水平转动的承接环，所述承接环的顶部安装有压力传感器，所述压力传感器的顶部安装有套接头，所述套接头的底部为方形体，其中套接头内底面的水平截面积与基准方形件底部表面积一致，所述套接头的顶部成型为正圆的环状体，所述套接头的截面积自下而上逐渐扩大；所述圆杆自下而上依次固接有第一滑动块、第二滑动块，固定环；所述二级承接框相对的两个侧壁上设置有与第一滑动块配合的第一向检测件，另外两个相对的侧壁上设置有与第二滑动块配合的第二向检测件；所述第一向检测件包括安装在二级承接框其中一个侧壁上的第一电机，所述第一电机的输出轴穿设在二级承接框的两个侧壁上，所述第一电机输出端的端部设置有位于二级承接框外侧的第一滚轮，所述第一电机的输出轴上成型有第一弧形件；所述第一弧形件上开设有沿其长度方向延伸的第一滑动口，所述第一滑动块可沿第一滑动口滑动；所述第二向检测件包括安装在二级承接框另一个侧壁上的第二电机，所述第二电机的转动轴线与第一电机的转动轴线垂直，所述第二电机的输出轴的端部设置位于二级承接框外侧的第二滚轮，所述第二电机的输出端安装有第二弧形件，所述第二弧形件位于第一弧形件的外部；所述第二弧形件上开设有沿其长度方向延伸的第二滑动口，所述第二滑动块可沿第二滑动口滑动；所述第一弧形件和第二弧形件均与转动球体同球心；所述二级承接框的外侧壁上设置有与第一滚轮配合的第一传感器；所述二级承接框的外侧壁上设置有与第二滚轮配合的第二传感器。
4、通过采用上述技术方案，当需要对刀柄相对机床本体工作台面的位置进行检测时，通过升降机构带动二级检测机构上移，便可使套接头顶部的环状体环绕在基准方形件的外侧，由于套接头的内底面与基准方形件相匹配，套接头在上移的过程中在纵向平面内可能会进行转动，此时第一向检测件和第二向检测件便可对套接头转动的角度进行检测，并将其与基准方形件初始的角度进行对比，得到此时基准方形件的具体角度。
5、在实施例中，所述固定环上安装有检测承接环转动路径的角度检测件；所述圆杆上套设有位于固定环和承接环之间的第一扭簧，所述第一扭簧的顶部安装在承接环的底部，所述第一扭簧的底部安装在固定环；所述固定环的外弧面上设置有水平设置的延伸框，所述延伸框内固定安装有导向杆，所述导向杆的轴线与圆杆的轴线垂直，所述导向杆上滑动套设有推动块，所述推动块背离圆杆的一侧设置有套设在导向杆上的第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与推动块和延伸框内壁抵接；所述推动块上顶面安装有顶部滚轮，所述顶部滚轮的轴线与承接环的轴线垂直，且所述顶部滚轮的测量部与承接环的外弧面接触，所述推动块的底部设置有与顶部滚轮连接的顶部传感器。
6、在实施例中，所述固定环上设置有调节件，所述固定环上开设有弧形开孔，所述弧形开孔与固定环同轴设置，所述调节件包括固定连接在承接环底部的连接竖杆，所述连接竖杆穿设在弧形开孔内，所述圆杆上转动套设有推动板，所述连接竖杆与推动板的侧壁抵接，所述推动板背离圆杆的一端通过螺栓安装在固定环上。
7、在实施例中，所述二级承接框的外侧设置有两个压紧件，所述压紧件分别与第一传感器和第二传感器配合；所述压紧件包括安装在二级承接框外侧的转动板，所述二级承接框上设置有安装钩，所述安装钩位于转动板背离对应的第二滚轮的一侧，所述转动板的底端与安装钩之间设置有第三弹簧。
8、在实施例中，所述机床本体内部设置有固定板，升降机构包括安装在固定底部的底部电机，所述底部电机的输出端安装第一锥齿轮，所述固定板的底部转动安装有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆穿设在固定板上；所述螺纹杆的顶部安装有可沿机床本体滑动的升降板。
9、在实施例中，所述升降机构上设置有一级检测机构，所述二级检测机构安装在一级检测机构上，所述一级检测机构包括安装在升降机构上的一级承接框，所述一级承接框的内部设置有滑动座，所述滑动座与一级承接框的侧壁均为间隔设置，所述滑动座与一级承接框固接；所述滑动座的侧壁上水平开设有第一贯通孔，所述滑动座上水平开设有第二贯通孔，所述第二贯通孔低于第一贯通孔，且所述第二贯通孔与第一贯通孔的延伸方向垂直；所述一级承接框内侧壁上设置有水平延伸的横杆，横杆设置四个，其中两个横杆穿设在第一贯通孔内，另两个横杆穿设在第二贯通孔内，所述横杆的两端均套设有位于滑动座外侧的滑动环，所述滑动环背离滑动座的一侧均设置有第二弹簧；所述一级承接框相邻的两个外侧壁上分别安装有两个水平设置的位移传感器，两个所述位移传感器的轴线垂直，所述位移传感器的输出端穿设在一级承接框上，且自由端处于滑动座的外侧壁抵接。
10、在实施例中，所述滑动座上对应滑动环处成型有阶梯槽，所述滑动环位于阶梯槽内。
11、为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种五轴联动机床主轴头姿态角测量方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，包括安装在机床本体(10)的主轴头(11)上的基准方形件(12)，所述基准方形件(12)上设置有夹持部(13)，所述夹持部(13)插置在所述五轴联动机床的所述主轴头(11)的刀柄中；
2.根据权利要求1所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述固定环(433)上安装有检测承接环(434)转动路径的角度检测件(47)；所述圆杆(43)上套设有位于固定环(433)和承接环(434)之间的第一扭簧(471)，所述第一扭簧(471)的顶部安装在承接环(434)的底部，所述第一扭簧(471)的底部安装在固定环(433)；所述固定环(433)的外弧面上设置有水平设置的延伸框(472)，所述延伸框(472)内固定安装有导向杆(473)，所述导向杆(473)的轴线与圆杆(43)的轴线垂直，所述导向杆(473)上滑动套设有推动块(474)，所述推动块(474)背离圆杆(43)的一侧设置有套设在导向杆(473)上的第一弹簧(475)，所述第一弹簧(475)的两端分别与推动块(474)和延伸框(472)内壁抵接；
3.
4.根据权利要求1所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述二级承接框(41)的外侧设置有两个压紧件(49)，所述压紧件(49)分别与第一传感器(455)和第二传感器(465)配合；
5.根据权利要求1所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述机床本体(10)内部设置有固定板(21)，升降机构(20)包括安装在固定底部的底部电机(22)，所述底部电机(22)的输出端安装第一锥齿轮(23)，所述固定板(21)的底部转动安装有与第一锥齿轮(23)啮合的第二锥齿轮(24)，所述第二锥齿轮(24)上螺纹连接有螺纹杆(25)，所述螺纹杆(25)穿设在固定板(21)上；所述螺纹杆(25)的顶部安装有可沿机床本体(10)滑动的升降板(26)。
6.根据权利要求1所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述升降机构(20)上设置有一级检测机构(30)，所述二级检测机构(40)安装在一级检测机构(30)上，所述一级检测机构(30)包括安装在升降机构(20)上的一级承接框(31)，所述一级承接框(31)的内部设置有滑动座(32)，所述滑动座(32)与一级承接框(31)的侧壁均为间隔设置，所述滑动座(32)与一级承接框(31)固接；
7.根据权利要求6所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述滑动座(32)上对应滑动环(34)处成型有阶梯槽(323)，所述滑动环(34)位于阶梯槽(323)内。
8.一种五轴联动机床主轴头姿态角测量方法，其特征在于：利用权利要求1-7中任一项所述的五轴联动机床主轴头姿态角测量装置进行测量；将基准方形件安装在五轴联动机床的主轴头上，并将夹持部插置在主轴头的刀柄中；
...【技术特征摘要】
1.一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，包括安装在机床本体(10)的主轴头(11)上的基准方形件(12)，所述基准方形件(12)上设置有夹持部(13)，所述夹持部(13)插置在所述五轴联动机床的所述主轴头(11)的刀柄中；
2.根据权利要求1所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述固定环(433)上安装有检测承接环(434)转动路径的角度检测件(47)；所述圆杆(43)上套设有位于固定环(433)和承接环(434)之间的第一扭簧(471)，所述第一扭簧(471)的顶部安装在承接环(434)的底部，所述第一扭簧(471)的底部安装在固定环(433)；所述固定环(433)的外弧面上设置有水平设置的延伸框(472)，所述延伸框(472)内固定安装有导向杆(473)，所述导向杆(473)的轴线与圆杆(43)的轴线垂直，所述导向杆(473)上滑动套设有推动块(474)，所述推动块(474)背离圆杆(43)的一侧设置有套设在导向杆(473)上的第一弹簧(475)，所述第一弹簧(475)的两端分别与推动块(474)和延伸框(472)内壁抵接；
3.根据权利要求2所述的一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于：所述固定环(433)上设置有调节件(48)，所述固定环(433)上开设有弧形开孔(482)，所述弧形开孔(482)与固定环(433)同轴设置，所述调节件(48)包括固定连接在承接环(434)底部的连接竖杆(481)，所述连接竖杆(481)穿设在弧形开孔(482)内，所述圆杆(43)上转动套设有推动板(483)，所述连接竖杆(481)与推动板(483)的侧壁抵接，所述推动板(483)背离圆杆(43)的一端通过螺栓(484)安装在固定环(433)上。
【专利技术属性】
技术研发人员：戴洋兵，潘晶，刘勇，
申请(专利权)人：昆山台功精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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