用于球形测头的校准方法技术

一种球形测头，固定在机床的能围绕主轴中心线旋转的刀具主轴中。校准球体固定在机床的元件上。主轴能在三个彼此独立平移方向上相对于元件定位。在测量中主轴在主轴中心线的方向上看固定保持在相同纵向位置。测头对于每个基础测量在相应横向方向上移动接近校准球体并检测刀具主轴相对于机床元件的相应基础位置，测头接触校准球体。四个横向方向在通过其延伸而限定出的平面内相交于共同的点并围绕其均匀分布。测头围绕主轴中心线旋转相同角度，横向方向共同形成角度。校准球体在全部基础测量中固定保持在相同方位上。根据基础位置求出主轴相对于元件的参考位置，其位于校准球体上方，主轴中心线穿过校准球体中点。参考位置在测头校准范畴中考虑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，该测头布置在机床的能围绕主轴中心线旋转的刀具主轴中。本专利技术还涉及ー种计算机程序模块，其包括机器编码，该机器编码能直接由用于机床的控制装置执行。本专利技术还涉及ー种用于机床的控制装置，其中利用这种计算机程序模块对控制装置编程。本专利技术还涉及ー种机床， -其中机床具有刀具主轴，其借助于主轴驱动装置能围绕主轴中心线旋转，-其中机床具有元件,校准球体能固定在该元件上，-其中机床具有至少三个轴驱动装置，刀具主轴借助于轴驱动装置能在三个彼此独立的平移方向上相对于机床的元件定位，-其中轴驱动装置分配有位置传感器，借助于位置传感器能检测刀具主轴相对于机床的元件的位置，-其中机床具有上述类型的控制装置。
技术介绍
在各种设计方案中已知了校准方法。因此例如由WO 2007/068 912 Al已知了一种校准方法，其中应用了球形的测头，该测头布置在机床的能围绕主轴中心线旋转的刀具主轴中。在该校准方法中，校准球体固定在机床的元件上。刀具主轴借助于机床的三个轴驱动装置能在三个彼此独立的平移方向上相对于机床的元件定位。进行四个基础測量。在全部四个基础測量中，刀具主轴在主轴中心线的方向上看固定地保持在相同的纵向位置上。对于每个基础测量而言，测头借助于轴驱动装置在相应的横向方向上移动接近校准球体，并且检测刀具主轴的相对于机床的元件的相应的基础位置，在该基础位置中测头接触校准球体。四个横向方向在通过横向方向延伸而限定出(aufgespannten)的平面内相交于共同的点。四个横向方向围绕该点均勻地分布。测头借助于主轴驱动装置从ー个基础测量到一个基础测量围绕主轴中心线分别旋转相同的角度，相应的横向方向共同形成该角度。在WO 2007/068 912 Al中，校准球体保持在机床的エ件主轴中。在基础测量的范畴中，エ件主轴也分别旋转相同的角度，两个相应的横向方向共同形成该角度。根据基础位置求出刀具主轴的主轴中心线相对于エ件主轴的主轴中心线的偏移量。由WO 2007/125 306已知了一种校准方法，其中应用了球形的测头，该测头固定在机床的能围绕主轴中心线旋转的刀具主轴中。在该校准方法中，校准球体固定在机床的元件上。刀具主轴借助于机床的三个轴驱动装置能在三个彼此独立的平移方向上相对于机床的元件定位。进行四个基础測量。根据在基础测量的范畴中检测的基础位置求出校准球体的中心。对于确定的细节在WO 2007/125 306 Al中參考WO 00/25 087 Al。由WO 00/25 087已知，使得测头从不同的方向移动接近校准球体，分别检测测头的偏转，并且根据检测的偏转确定球体中点的位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供ー种可能性，借助于该可能性可以以简单的方式对测头进行精确校准。该目的通过ー种具有权利要求I所述特征的校准方法来实现。根据本专利技术的校准方法的有利的设计方案是从属权利要求2至8的内容。根据本专利技术，球形测头固定在机床的能围绕主轴中心线旋转的刀具主轴中，在用于这种测头的校准方法中提出，-校准球体固定在机床的元件上， -刀具主轴借助于机床的至少三个轴驱动装置能在三个彼此独立的平移方向上相对于机床的元件定位，-进行四个基础測量，-在全部四个基础測量中，刀具主轴在主轴中心线的方向上看固定地保持在相同的纵向位置上，-对于每个基础测量而言，测头借助于轴驱动装置在相应的横向方向上移动接近校准球体，并且检测刀具主轴的相对于机床的元件的相应的基础位置，在该基础位置中测头接触校准球体，-四个横向方向在通过横向方向延伸而限定出的平面内相交于共同的点，并且围绕该点均勻地分布，-测头借助于主轴驱动装置从ー个基础测量到一个基础测量围绕主轴中心线分别旋转相同的角度，相应的横向方向共同形成该角度，-校准球体在全部四个基础測量中固定地保持在相同的方位上，-根据基础位置求出刀具主轴相对于机床的元件的參考位置，在该參考位置中刀具主轴位于校准球体上方,并且主轴中心线穿过校准球体的中点,和-求出的參考位置在测头的进ー步校准的范畴中被考虑。尽管测头借助于主轴驱动装置从ー个基础测量到一个基础测量围绕主轴中心线分别旋转相同的角度，相应的横向方向共同形成该角度，然而校准球体在全部四个基础测量中固定地保持在相同的方位上，基于以上所述的情况，可以高精度地求出參考位置。特别地，怎样将校准球体參照机床的元件的參考点布置完全不重要。因此完全无需考虑的是，例如在元件是机床的エ件主轴的情况下，校准球体是否相对于エ件主轴的主轴中心线对中心地布置。在已知了校准球体的半径的情况下，在求出校准球体的中点和进而是參考位置时可以由此改进精度，-在四个基础測量之前测头借助于轴驱动装置在主轴中心线的纵向方向上移动接近校准球体，并且检测刀具主轴相对于机床的元件的早先的接触位置，在该接触位置中测头接触校准球体，和-为了实施四个基础測量，测头从早先的接触位置出发，横向于主轴中心线的纵向方向移动ー个校准球体的半径加上足够的偏移量的距离，并且在主轴中心线的纵向方向上朝向校准球体移动ー个校准球体的半径加上测头的预计的半径的距离。在测头的校准时的精度仍可以进ー步提高。特别可能的是，-在求出參考位置后使刀具主轴借助于轴驱动装置朝向參考位置移动，然后测头借助于轴驱动装置在主轴中心线的纵向方向上移动接近校准球体，并且检测刀具主轴相对于机床的元件的后来的接触位置，在该接触位置中测头接触校准球体，和-后来的接触位置在测头的进ー步校准的范畴中被考虑。此外可能的是，-在求出參考位置后进行四个附加測量，-在全部四个附加測量中，校准球体和在基础测量中一祥固定地保持在相同的方位上，-对于每个附加测量而言，测头借助于轴驱动装置在四个横向方向上的各ー个上移动接近校准球体，检测刀具主轴相对于机床的元件的相应的附加位置，在该附加位置中测头接触校准球体，-测头借助于主轴驱动装置在全部四个附加測量中固定地保持在相同的方位上，和-四个附加位置在测头的进ー步校准的范畴中被考虑。特别可能的是，求出后来的接触位置和四个附加位置。在此情况下，根据本专利技术的校准方法的ー个有利的设计方案由此得出，-在求出后来的接触位置之后进行四个附加測量，并且-为了实施四个附加測量，测头从后来的接触位置出发，借助于轴驱动装置横向于主轴中心线的纵向方向移动ー个校准球体的半径加上足够的偏移量的距离，并且在主轴中心线的纵向方向上朝向校准球体移动ー个校准球体的半径加上测头的预计的半径的距离。为了在测头的进ー步校准的范畴中考虑附加位置，例如可能的是，根据四个附加位置求出测头的实际半径和测头相对于主轴中心线的偏移量。测头的半径和其相对于主轴中心线的偏移量仍可以被进ー步充分利用。例如可能的是，-在求出测头的实际半径和测头相对于主轴中心线的偏移量之后，刀具主轴借助于轴驱动装置朝向ー个位置移动，在该位置中测头居中地位于校准球体上方，然后测头借助于轴驱动装置在主轴中心线的纵向方向上移动接近校准球体，并且检测刀具主轴相对于机床的元件的最終接触位置，在该接触位置中测头接触校准球体，和-根据最终接触位置求出测头在主轴中心线的方向上看的长度。可替换的或附加的可能性是，-在求出测头的实际半径和测头相对于主轴中心线的偏移量之后，测头借助于轴驱动装置这样在主轴中心线的纵向方向上移动，即连接测头的和校本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.22 EP 11155393.91.一种用于球形测头(14)的校准方法，所述球形测头固定在机床的能围绕主轴中心线(4)旋转的刀具主轴(I)中， -其中校准球体(7)固定在所述机床的元件(6)上， -其中所述刀具主轴(I)借助于所述机床的至少三个轴驱动装置(8x，8y，8z)能在三个彼此独立的平移方向(x，y，z)上相对于所述机床的所述元件(6)定位， -其中进行四个基础測量， -其中在全部四个基础測量中，所述刀具主轴(I)在所述主轴中心线(4)的方向上看固定地保持在相同的纵向位置上， -其中对于每个基础测量而言，所述测头(14)借助于所述轴驱动装置(8x，8y，8z)在相应的横向方向上移动接近所述校准球体(7)，并且检测所述刀具主轴(I)的相对于所述机床的所述元件(6)的相应的基础位置，在所述基础位置中所述测头(14)接触所述校准球体 (7), -其中四个横向方向在通过横向方向延伸而限定出的平面(16)内相交于共同的点(18)，并且围绕所述点(18)均匀地分布， -其中所述测头(14)借助于主轴驱动装置(3)从ー个基础测量到一个基础測量围绕所述主轴中心线(4)分别旋转相同的角度，相应的横向方向共同形成所述角度， -其中所述校准球体(7)在全部四个基础測量中固定地保持在相同的方位上， -其中根据所述基础位置求出所述刀具主轴(I)相对于所述机床的所述元件出)的參考位置(P*)，在所述參考位置中所述刀具主轴(I)位于所述校准球体(7)上方，并且所述主轴中心线(4)穿过所述校准球体(7)的中点(17)，和 -其中所述求出的參考位置(P*)在所述测头(14)的进ー步校准的范畴中被考虑。2.根据权利要求I所述的校准方法，其特征在干， -所述校准球体(7)的半径(R)已知， -在四个基础測量之前所述测头(14)借助于所述轴驱动装置(8x，8y，8z)在所述主轴中心线(4)的纵向方向上移动接近所述校准球体(7)，并且检测所述刀具主轴(I)相对于所述机床的所述元件(6)的早先的接触位置，在所述早先的接触位置中所述测头(14)接触所述校准球体(7)，和 -为了实施四个基础測量，所述测头(14)从所述早先的接触位置出发，横向于所述主轴中心线(4)的纵向方向移动ー个所述校准球体(7)的所述半径(R)加上足够的偏移量的距离，并且在所述主轴中心线(4)的纵向方向上朝向所述校准球体(7)移动ー个所述校准球体(7)的所述半径(R)加上所述测头(14)的预计的半径(r)的距离。3.根据权利要求I或2所述的校准方法，其特征在干， -在求出所述參考位置(P*)后使所述刀具主轴(I)借助于所述轴驱动装置(8x，8y，8z)朝向所述參考位置(P*)移动，然后所述测头(14)借助于所述轴驱动装置(8x，8y，8z)在所述主轴中心线(4)的纵向方向上移动接近所述校准球体(7)，并且检测所述刀具主轴(I)相对于所述机床的所述元件出)的后来的接触位置，在所述后来的接触位置中所述测头(14)接触所述校准球体(7)，和 -所述后来的接触位置在所述测头(14)的进ー步校准的范畴中被考虑。4.根据权利要求I或2所述的校准方法，其特征在干，-在求出所述參考位置(P*)后进行四个附加測量， -在全部四个附加測量中，所述校准球体(7)和在所述基础測量中一祥固定地保持在相同的方位上， -对于每个附加测量而言，所述测头(14)借助于所述轴驱动装置(8x，8y，8z)在四个横向方向上的各ー个上移动接近所述校准球体(7)，检测所述刀具主轴(I)相对于所述机床的所述元件(6)的相应的附加位置，在所述附加位置中所述测头(14)接触所述校准球体(7), -所述测头(14)借助于所述主轴驱动装置(3)在全部四个附...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·哈瑟，霍尔格·克雷奇马尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：