[发明专利]平台台面的平面度测量装置及测量方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种平面度测量领域，尤其是涉及一种机床平台台面的平面度测量装置及测量方法。

【背景技术】

在PCB行业中，激光钻孔机是利用激光对线路板进行钻孔，基本机械结构是一个可作XY二维运动的平台和一个沿Z轴方向运动的加工头，PCB工件吸附在平台上，通过平台和加工头的运动来钻不同位置和大小的孔。

平台台面安装在XY二维运动组件上，采用百分表固定在基座上，平台台面沿XY方向移动，使得百分表表头测得整个台面上的各点的高度变化值，见图1。在此值变化较大的位置点，Z轴加工头发射出的激光束会处于离焦状态，导致这部分加工出来的孔形质量会有不合格，最终废板。目前该平台台面零件使用磨床加工，材质为铝，因其厚度太薄(12MM)，致使加工完毕后变形严重，少则0.06-0.07MM、多则0.2-0.3MM。台面安装后，其各点测出的高度变化值也因此较大，严重影响了加工孔的质量。这个问题，目前只有通过在平台台面面板下方垫铜皮的办法调整至台面各点高度一致。在其后机器使用周期内，平台台面的精度会进一步变差，严重影响机器的稳定性。

同样，很多行业的各种加工机床都存在类似的问题，各种加工机床在出厂前，平台台面经过修调，精度都是较好，但在使用过程中可能发生变化，其中台面的平面度变化，影响到工件的加工质量。对平台台面平面度的测量，常采用百分表测量的方法，见图1。该操作步骤人工固定表头、移动平台、逐点读数记录，相当繁琐，容易出错。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，而提出一种平台台面的平面度测量装置，该装置测量平台台面的平面度准确、成本低。

本发明另一个要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种平台台面的平面度测量方法，该方法快速、简单。

本发明解决上述技术问题所采用的技术手段包括，提出一种平台台面的平面度测量装置，包括XY二维运动系统、Z轴运动系统、Z轴加工头，其中：所述的Z轴加工头上设置有一套测量头，该测量头包括测量杆、固定座和感应器，感应器固定于固定座上，测量杆设置于固定座中并可自由上下移动。

本发明更进一步的优选方案是：所述的Z轴运动系统包括：伺服电机、导轨、滑块和Z轴丝杆，所述的滑块设置于导轨上并可沿导轨滑动，所述的Z轴丝杆通过螺母连接Z轴加工头，伺服电机设置于Z轴丝杆的一端。

本发明更进一步的优选方案是：所述测量头的固定座与Z轴加工头连接在一起。

本发明更进一步的优选方案是：所述的加工头设置于滑块上。

本发明更进一步的优选方案是：所述的测量装置还包括一控制系统，伺服电机包括一编码器，控制系统可以读取编码器的信号。

本发明还提供一种平台台面的平面度测量方法，其特征在于：包括下列步骤：

(1)、XY二维运动平台移动至第一测量点；

(2)、Z轴运动系统带动测量头向下移动，测量杆接触平台台面后与感应器发生相对运动，最终触发感应器；

(3)、控制系统接收到此信号，记录此时Z轴运动系统伺服电机中编码器位置信号；

(4)、反复移动XY二维运动平台系统至其它测量点，重量上述测量过程，记录下所有测量点处的Z轴伺服电机编码器位置信号；

(5)根据Z轴运动系统上的Z轴丝杆导程和上述所有测量点的位置信号，即可算出台面各点的最大高度差。

计算原理如下：已知Z轴伺服电机编码器总位数N、丝杠导程d，根据控制器读取的测量点2与测量点1的编码器位置信号差值Δn₂₁＝n2-n1，即可计算出两测量点Z向的高度差Δh₂₁：

Δh21=d×Δn21N]]>

同理，可以测量出其它点i相对测量点1的高度差h_i1

取前述高度差中最大值h_max＝Max{0，Δh₂₁，Δh₃₁，Δh₄₁，......}