[发明专利]一种数控机床在机测量系统的精度校准方法

说明书

本发明涉及一种数控机床在机测量系统的精度校准方法，旨在提供一种操作简单，校准效率高，成本低，校准精度准确可信，可追溯性强的在机测量系统的精度校准方法。采用在机测量系统直接对经过检定的标准器进行检测，并对检测结果进行评定，具体包括：使用经过检定的标准器通过在机测量系统对数控机床空间长度方向的示值误差进行校准，对于示值误差超出数控机床最大允许示值误差的，通过对数控机床的空间精度进行误差补偿保证示值误差小于等于其最大允许示值误差；采用标准球对在机测量系统的探测误差进行校准，对于探测误差超出在机测量系统的最大允许探测误差的，通过对在机测量系统进行校准修正，保证探测误差小于等于其最大允许探测误差。

技术领域

本发明属于数控机床领域，特别涉及一种数控机床在机测量系统的精度校准方法。

背景技术

数控机床在机测量系统是在数控机床上利用高精度的触发式测头直接对工件进行加工质量的检测，实现了数控机床加工与检测功能的集成，能够有效提高加工精度、加工效率和产品质量，并且解决离线测量的问题或障碍，已经成为现代先进制造技术的重要发展方向之一。

在机测量系统测量精度的好坏直接影响着加工和测量结果的准确性，为保证测量和加工精度，通常需要采用激光干涉仪等检测工具对机床精度进行检测，使机床精度满足要求，然后采用“比对法”或“抽检法”对在机测量系统精度进行校准。其中，比对法是使用在机测量系统对三坐标测量机检测合格的工件进行测量，并将测量数据与三坐标测量机的检测数据进行比对，若两组数据一致或者偏差小于某个特定值，就认为该在机测量系统的测量精度满足精度要求，可以使用该在机测量系统对该类加工工件进行测量。抽检法是在批量测量中，从在机测量系统检测完毕的产品中抽取一件产品放到三坐标测量机上进行检测，并对比三坐标测量机检测的数据和在机测量数据的一致性，若两组数据一致或者偏差小于某个特定值，就认为该在机测量系统的测量精度满足精度要求，可以继续使用该在机测量系统对该类加工工件进行测量，为保证数据准确，需要每隔一定数量的产品就检测一次进行对比。

上述两种方法只适合于批量产品的检测，若要更换产品，需要重新对在机测量系统的测量精度进行验证，效率低，并且不适合单件产品的测量；而且均需要使用三坐标测量机进行校准，成本较高，测量数据也不具有溯源性。另外，在校准过程中，需要把工件在数控机床和三坐标测量机之间进行反复装卸，易产生工件变形，并且由于在机测量和三坐标测量机的环境测量温度也会存在偏差，容易导致测量精度的不一致性，从而影响校准结果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简单，校准效率高，成本低，校准精度准确可信，可追溯性强的数控机床在机测量系统的精度校准方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种数控机床在机测量系统的精度校准方法，采用数控机床在机测量系统直接对经过检定的标准器进行检测，并对检测结果进行评定，具体包括以下步骤：

A．使用经过检定的标准器通过在机测量系统对数控机床空间长度方向的示值误差进行校准，所述标准器包括但不限于量块、步距规、球板、孔板；

B．判断示值误差是否小于等于数控机床的最大允许示值误差，若是，则执行步骤D，若否，则执行步骤C；

C．对数控机床的空间精度进行误差补偿，并返回步骤A；

D．采用标准球对在机测量系统的探测误差进行校准；

E．判断探测误差是否小于等于在机测量系统的最大允许探测误差，若是，则执行步骤G；若否，则执行步骤F；

F．对在机测量系统进行校准修正，并返回步骤D；

G．对产品或工件执行在机检测程序。

优选的，所述步骤A的具体操作方法包括：

A1．将数控机床的X、Y、Z三个直线轴方向以及直线轴的四个空间对角线方向设定为长度测量方向；