[发明专利]基于双标准球的C轴回转中心标定的装置及方法

权利要求书

1.一种基于双标准球的C轴回转中心标定的装置，包括X轴导轨（2）、Z轴导轨（4）、在位检测机构（14）、标准球一（5）、C轴（6）、标准球二（7）、矩形支撑座（8）、3R夹具（9）、过渡件（10）以及真空吸盘（13）；所述的在位检测机构（14）包括Y轴升降台（3）、白光共焦位移传感器（11）及测量传感器固定件（12）；其特征在于：所述的X轴导轨（2）和Z轴导轨（4）均固定在机床主体（1）的上表面，C轴（6）通过C轴机座与X轴导轨（2）固定连接，Y轴升降台（3）通过Y轴机座与Z轴导轨（4）固定连接，所述的C轴（6）的上表面与矩形支撑座（8）的下表面固定连接，所述的矩形支撑座（8）与所述的Y轴升降台（3）相邻的一端安装有3R夹具（9），所述的3R夹具（9）与过渡件（10）的一端固定连接，所述的过渡件（10）的另一端安装有标准球二（7）；C轴（6）上与Y轴升降台（3）相邻的一端固定设置有真空吸盘（13），所述的标准球一（5）位于标准球二（7）同侧且吸附在真空吸盘（13）上，所述的标准球二（7）与标准球一（5）错位设置，测量传感器固定件（12）设置在Y轴升降台（3）前侧且与Y轴升降台（3）固定连接，所述的测量传感器固定件（12）前侧面固定安装有白光共焦位移传感器（11）。

2.一种利用权利要求1所述的装置实现基于双标准球的主轴回转中心标定方法，其特征在于：所述的方法步骤如下：

（一）、将3R夹具（9）及其附带的过渡件（10）和标准球二（7）依次固定连接，再将3R夹具（9）安装在支撑座（8）上，执行所述的标准球二（7）球冠顶点扫描操作，记录下此时X轴坐标和测量传感器固定件（12）在Y轴的位置P_R(x,y)，设定位置P_R(x,y)为标准球二（7）参考中心位置；

（二）、将标准球一（5）安装在C轴（6）的真空吸盘（13）上，采用电感测微仪测量及调节标准球一（5）的位置，使所述的标准球一（5）球心位于机床C轴（6）回转轴线上；

（三）、C轴（6）以转角30°为增量进行旋转，每旋转一次后，对标准球一（5）进行一次球冠顶点扫描操作，并记录此时球冠顶点的坐标位置，C轴（6）完成整周的旋转后，对全部已记录的球冠顶点进行数据处理，采用最小二乘圆方法进行回转中心拟合，得到C轴（6）回转中心位置P_S(x,y)；

（四）、对C轴（6）回转中心位置P_S(x,y)和标准球二（7）参考中心位置P_R(x,y)相应坐标做差得到相对位置偏差ΔP，用软件（机床自带软件）记录这个位置偏差ΔP并保存（保存到配置文件中，这样即完成了标定位置的确定）。