[发明专利]一种抛光机床回转轴几何误差测量装置与调整方法

说明书

本发明公开了一种抛光机床回转轴几何误差测量装置与调整方法。该装置包括数据采集系统，计算机，安装于磨具主轴上的标准圆球(2)，以及安装于抛光工件安装主轴(3)上的测量装置；基于测量装置，几何误差调整方法包括以下步骤：首先对测量装置进行标定，得到测量结果与标准球空间位置的变换矩阵；其次进行各回转轴运动，对标准球空间运动轨迹进行测量；接着利用误差分析模型，辨识回转轴误差大小及方向；最后依据误差辨识结果对几何误差进行调整，减少几何误差，满足机床安装精度要求。本发明克服了现有抛光机床回转轴几何误差难以进行空间误差测量导致的误差调整效率低，调整精度差的现状。

技术领域

本发明属于机床领域，具体涉及一种抛光机床回转轴几何误差测量装置与调整方法。

背景技术

抛光机床广泛应用于光学器件、人工关节等表面质量要求高的精密零件加工中，在抛光精密加工中回转轴的几何误差对产品的加工质量有直接影响。抛光机床的回转轴与通用机床相比具有典型的特点，理论上其回转轴应相交于一点(虚支点)以保证磨具在抛光过程中相对于工件位置保持不变，而由于零件加工误差、装配误差及安装变形等原因导致的回转轴轴线不相交导致的几何误差成为了加工中的主要误差要素。对多个回转轴轴线之间位置关系的调整往往是抛光机床装配与精度调整中最困难最耗时的部分。

到目前为止，抛光机床中回转轴几何误差的调整仍然主要采用单个千分表进行。这种打表法的测量方式只能获取到虚支点在空间中一个方向上的变动。但由于回转轴几何误差的各个误差项存在着相互影响的关系，对于技术人员来说难以判断机床回转轴的实际误差状态，同时通过反复试调难以使各项误差同时减小。因此，由于缺乏抛光机床回转轴多轴空间几何误差测量装置与调整方法，导致了实际装配及精度调整中的困难，使抛光精度难以进一步提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有抛光机床回转轴几何误差难以进行空间误差测量导致的误差调整效率低，调整精度差的现状，提供了一种抛光机床回转轴几何误差测量装置与调整方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种抛光机床回转轴几何误差测量装置，包括数据采集系统，计算机，安装于磨具主轴上的标准圆球，以及安装于抛光工件安装主轴上的测量装置；其中，

测量装置包括安装于抛光工件安装主轴上的圆锥形夹具以及安装于该圆锥形夹具的周向上且均匀设置的三个位移传感器，用于对安装于磨具主轴上的标准圆球进行空间位移实时测量，三个位移传感器的输出端均连接至数据处理系统的输入端，数据处理系统的输出端连接至计算机的输入端。

本发明进一步的改进在于，标准圆球的圆球球心与虚支点重合，且标准圆球的圆球度误差在1μm以下，采用钢制或陶瓷标准圆球。

本发明进一步的改进在于，三个位移传感器的测量轴线与抛光工件安装主轴的轴线成设定空间角度，以实现对标准圆球空间运动轨迹测量。

本发明进一步的改进在于，三个位移传感器的沿圆锥形夹具轴线圆周方向均匀分布，空间相交于一点，且位移传感器的测头顶端为平面，以测量标准圆球的空间位置变动，测量中抛光工件安装主轴锁定，使得三个位移传感器作为基准测量仪器保持固定。

一种抛光机床回转轴几何误差测量装置的误差调整方法，包括以下步骤：

1)对测量装置进行标定，得到测量结果与标准圆球空间位置的变换矩阵；

2)分别进行磨具主轴和抛光工件安装主轴运动，对标准圆球空间位置及运动轨迹进行测量；

3)利用误差分析模型，辨识以工件主轴为参照的抛光机床回转轴几何误差大小及方向；

4)依据误差辨识结果对几何误差进行调整，减少几何误差，满足机床安装精度要求。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，对测量装置进行标定，具体方法如下：