[发明专利]数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置及其检测方法,检测装置包括光具座，所述光具座上设有机床模拟机构，机床模拟机构包括基准台，基准台上设有第一传感器和第二传感器，机床模拟机构上设有相互垂直的第一光栅尺和第二光栅尺，光具座上设有振动记录仪和上位机；检测方法包括以下步骤：水平调节、传感器固定、接线、数据设定、偏摆瞬心的坐标计算、重复操作。本发明检测装置通过对光具座、基准台和光栅尺的水平调节，以增加检测装置的精准度，避免在检测过程中，检测装置的不稳定性给检测的结果带来影响，有利于提高检测的精准度；本发明检测方法实现对数控机床工作台偏摆瞬心、俯仰瞬心和滚转瞬心的确定，有利于提高机床的加工精度。

技术领域

本发明涉及数控机床领域，具体是数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置及其检测方法。

背景技术

数控机床待加工点放置在工作台上，而数控机床工作台运动的位置是由安装在工作台床身侧面上的光栅测量系统来记录测量的，待加工点所在位置与数控机床测量系统轴线不在同一条直线上，不符合阿贝原则。而且，数控机床工作台在每个方向上都是依靠两根导轨共同支撑的,导轨系统之间制造，安装以及摩擦等影响，使得工作台沿导轨运动时不仅存在平移运动，而且存在由于小角度误差引起的附加旋转运动，因此工作台的瞬时旋转中心是时变的。在导轨系统偏摆、俯仰、滚转等角运动误差的作用下，存在由于阿贝误差引起的定位误差，直接影响机床的定位与加工精度。

由于导轨系统偏摆角误差引起的旋转中心称为偏摆瞬心，导轨系统俯仰角误差引起的旋转中心称为俯仰瞬心，导轨系统滚转角误差引起的旋转中心称为滚转瞬心。在现有的机床阿贝误差补偿方法中的阿贝偏移量是以一个固定值进行计算的，但由于工作台的瞬时旋转中心是时变的，因此在各旋转瞬心作用下的阿贝偏移量也是时变的，为了对由于阿贝误差引起的数控机床工作台定位误差进行精确的补偿，有必要设计一套确定数控机床各瞬时旋转中心的确定方法及检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置及其检测方法，通过对光具座、基准台和光栅尺的水平调节，以增加检测装置的精准度，避免在检测过程中，检测装置的不稳定性给检测的结果带来影响，有利于提高检测的精准度；通过检测装置实现对数控机床工作台在XOY平面内的偏摆瞬心位置的检测，对YOZ平面内的俯仰瞬心位置的检测，对XOZ平面内的滚转瞬心位置的检测，从而精准的计算阿贝偏移，有利于提高机床的加工精度。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

数控机床工作台瞬时旋转中心的检测装置,检测装置包括光具座，所述光具座上设有机床模拟机构，机床模拟机构包括基准台，基准台上设有第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器均设有三向速度传感器，机床模拟机构上设有相互垂直的第一光栅尺和第二光栅尺，光具座上设有振动记录仪和上位机。

进一步的，所述光具座包括工作台，工作台的下方设有阵列分布的支撑脚架，支撑脚架上设有调节螺杆，调节螺杆上转动连接有调节块，调节块与工作台接触。

进一步的，所述机床模拟机构位于工作台上，机床模拟机构包括第一支撑件，第一支撑件包括第一底板，第一底板上设有对称分布的第一支撑块，第一支撑块上分布有第一滑轨。

进一步的，所述第一底板的一端设有第一电机，第一底板上设有第一支撑板，第一支撑板上设有第一转动连接孔，第一电机的输出轴上转动连接有第一丝杆，第一丝杆的一端与第一电机的输出轴紧固连接，另一端通过轴承位于第一转动连接孔内转动。

所述第一支撑件上设有第二支撑件，第二支撑件包括第二底板，第二底板上设有对称分布的第二支撑块，第二支撑块上设有第二滑轨，第二底板的下方设有位于第一滑轨上滑动的第一滑块。

所述第二底板的下方设有第一驱动块，第一驱动块上设有与第一丝杆配合的第一螺纹孔。