[发明专利]机床动态误差检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及精密机床领域，尤其涉及一种机床动态误差检测方法及装置。

背景技术

机床的传动误差用来衡量传动链的传动精度与其传递运动的准确程度，是机床性能的重要衡量指标。

由于机床的传动链存在误差，这会导致工件表面成形运动轨迹存在误差，最终反映到被加工工件上引起成形表面的形状误差。

目前无论是对精密机床进行出厂验收(机床性能指标是否达到出厂标准)，还是对精密机床加工工件进行误差检测，都需要对机床传动控制系统的误差进行检测，传统的精密机床传动控制系统的误差检测方法主要有两种：

(1)加工典型零件法

该方法是在磨削完成之后，将加工工件拿到试验室用周节仪、万能测齿仪、齿轮测量中心器材等设备进行检测，耗时长，要等待一个工件磨削完成之后，才能进行测量。

检测完成后，观察纸带上的曲线是否有明显异常现象，测量磨削精度，从而确定是否需要对机床的传动链进行重新装配或调整。该方法光凭检测描述的曲线并不能充分揭示各传动链的误差原因，磨削人员的加工、安装经验对是否能正确调整传动链，降低磨削损耗起着至关重要的作用，需要专业有经验的机械人员对工件进行分析，并逐个排除问题。

(2)静态误差检测法

该方法采用于机床检测和验收测试测量系统(如德国海德汉的KGM181和VM182测量系统)直接对机床或工件进行检测，耗时长，要将整个传动链的拆下逐个测量；另外，这种直接检测的方法虽能排除机床本身的影响和能区分不同影响因素，但却只适用于铣床和车床，具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机床动态误差检测方法及装置，以解决上述技术问题。

为实现上述目的本发明提供了一种机床动态误差检测方法，包括：

通过机床电机同轴端及随动端的传动链，带动设置在机床电机同轴端传动链及随动端传动链的测量传感器，产生两组差分测量信号；

接收两组差分测量信号，并对两组差分测量信号进行分析处理，获得两组差分测量信号的频率差及相位差；

接收两组差分测量信号的频率差及相位差数据，并对频率差及相位差数据进行分析处理，获得机床动态误差检测数据及离线机床性能指标数据。

本发明还提供了一种机床动态误差检测装置，包括：

用于通过机床电机同轴端及随动端的传动链带动设置在机床电机同轴端传动链及随动端传动链的测量传感器产生两组差分测量信号的传感器单元；

用于接收两组差分测量信号并对两组差分测量信号进行分析处理获得两组差分测量信号的频率差及相位差的测量信号分析处理单元；及

用于接收两组差分测量信号的频率差及相位差数据并对频率差及相位差数据进行分析处理获得机床动态误差检测数据及离线机床性能指标数据的数据分析处理单元。

与加工典型零件法及静态误差检测法的现有技术相比，本发明采用动态误差检测方法及装置，具有以下有益效果：

(1)直接在机床上测量传动链，无需安装工件或卸载传动链，耗时短，节省了人力，方便操作人员及时调整传动链，降低了磨削损耗，提高了磨削效率；

(2)可用于各种机床，适用性广；

(3)通过获得的机床动态误差检测数据，一般机械人员即可对数据进行分析，对人员的专业性及经验要求较低。

附图说明

图1为本发明机床动态误差检测方法的流程图；

图2为本发明机床动态误差检测装置的结构框图；

图3为本发明机床动态误差检测方法中频率差的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1至图3所示，图1为本发明机床动态误差检测方法的流程图；图2为本发明机床动态误差检测装置的结构框图；图3为本发明机床动态误差检测方法中频率差的示意图。

传动链是机床的重要组成部分，它的误差是周期性的。测量加工件两端传动链的同步性，可以实现对传动系统动态精度的评价、传动部件的故障诊断和系统的动态特性的识别，对于传动系统的设计优化、质量评估、工艺改进和设备维修等方面起着重要作用。

本发明的基本原理是在电动机同轴端和其带动的传动链终端的同轴上各安装一个高精度旋转编码器或直线光栅尺传感器，作为感测基准部件。