[发明专利]一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种五轴联动机床主轴头姿态角测量装置，其特征在于，该测量装置包括：

一端设置一球形测头、另一端为夹持部的球头检棒，

一端固定安装在所述五轴联动机床的主轴头上、另一端悬空的球头检棒夹具，

具有伸缩式测量端的接触式位移测量装置，和

固定安装在所述五轴联动机床的工作台上的基座；

所述球头检棒固定安装在所述球头检棒夹具的悬空端，且使安装后的所述球头检棒的轴线与所述主轴头的轴线平行且相隔一段距离；所述接触式位移测量装置固定安装在所述基座上，且使所述伸缩式测量端的轴线与所述工作台垂直。

2.如权利要求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，所述测量装置用于测量典型结构的五轴联动机床的主轴头姿态角，所述典型结构的五轴联动机床满足以下要求：所述主轴头为双摆头结构，具有两个摆动转轴和三个直线进给轴，所述三个直线进给轴分别为与工作台垂直的Z轴、与所述Z轴垂直的X轴以及同时与所述X轴和Z轴垂直的Y轴；所述主轴头的X轴、Y轴和Z轴均设置有高精度位移检测装置，所述机床利用位移检测信号实现所述主轴头位置的全闭环控制。

3.如权利要求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，所述球头检棒夹具为一杆状结构件，其一端设置一垂直于所述杆状结构件轴线方向的夹具柄，另一端设置一安装孔；所述球头检棒通过所述安装孔安装在所述球头检棒夹具上，所述球头检棒夹具通过所述夹具柄安装在所述主轴头的刀具夹具上；

所述基座包括底板和与所述底板固定连接的夹具，所述基座通过所述底板固定安装在所述工作台上，所述接触式位移测量装置通过所述夹具固定安装在所述基座上；

所述伸缩式测量端的端部设置一测头，且所述测头为球形，所述球头检棒的球形测头和所述伸缩式测量端的测头的球度公差均需达到2微米以内。

4.如权利要求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，所述球头检棒夹具为一杆状结构件，其一端设置一垂直于所述杆状结构件轴线方向的夹具柄，另一端设置一安装孔；所述球头检棒通过所述安装孔安装在所述球头检棒夹具上，所述球头检棒夹具通过所述夹具柄安装在所述主轴头的刀具夹具上；

所述基座包括底板和与所述底板固定连接的夹具，所述基座通过所述底板固定安装在所述工作台上，所述接触式位移测量装置通过所述夹具固定安装在所述基座上；

所述伸缩式测量端的端部设置一测头，且所述测头为球形，所述球头检棒的球形测头和所述伸缩式测量端的测头的球度公差均需达到2微米以内。

5.如权利要求3或4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，所述安装孔孔径与所述夹持部直径相匹配，所述安装孔侧壁开设有调整缝，垂直于所述调整缝设置有调整螺钉孔，通过旋紧调整螺钉来装夹所述球头检棒。

6.如权利要求3或4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，所述基座在所述工作台上的固定方式与工件在所述工作台上的固定方式相匹配，所述夹具的结构尺寸与所述接触式位移测量装置的尺寸及安装方式相匹配。

7.如权利要求2或4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，所述高精度位移检测装置为光栅尺，所述接触式位移测量装置为长度计。