[发明专利]一种自动换刀装置输出轴运动精度检测装置和方法

权利要求书

1.一种自动换刀装置输出轴运动精度检测装置，其特征在于，包括激光位移传感器、旋转编码器、伺服电机编码器、工控机；

所述激光位移传感器用于对自动换刀装置输出轴的直线运动精度进行测量；所述旋转编码器用于对自动换刀装置输出轴的旋转运动精度进行测量；所述伺服电机编码器用于对自动换刀装置主动轴的旋转精度进行测量；所述工控机设有数据采集模块和精度计算模块；

所述数据采集模块用于采集自动换刀装置主动轴的旋转角度、自动换刀装置输出轴的旋转角度和激光位移传感器到测量板的距离；

所述精度计算模块用于计算自动换刀装置输出轴的运动精度损失随换刀次数的变化规律；

所述精度计算模块包括自动换刀装置输出轴运动行程曲线计算单元、自动换刀装置输出轴运动精度计算单元；

所述自动换刀装置输出轴运动行程曲线计算单元用于对自动换刀装置输出轴运动行程曲线进行拟合，得到自动换刀装置输出轴旋转运动行程曲线和直线运动行程曲线；

所述自动换刀装置输出轴运动精度计算单元用于将拟合得到的输出轴运动行程曲线分别与首次测量得到的输出轴运动行程曲线进行比较，得到自动换刀装置输出轴运动精度损失随换刀次数的变化规律，实现自动换刀装置输出轴运动精度的测量；

所述自动换刀装置输出轴运动行程曲线计算单元，将自动换刀装置第i次换刀时自动换刀装置输出轴的旋转角度α_ij进行最小二乘法拟合，得到自动换刀装置第i次换刀时的旋转运动行程曲线；将自动换刀装置第i次换刀时自动换刀装置输出轴的直线运动位移L_ij进行最小二乘法拟合，得到自动换刀装置第i次换刀时的直线运动行程曲线；直线运动位移L_ij的计算公式为：

L_ij＝D_ij-D_i1 (i＝1,2,3…,m；j＝1,2,3,…,n)

其中，D_ij表示自动换刀装置第i(i＝1,2,3…,m)次换刀时，自动换刀装置主动轴的旋转角度为θ_ij(i＝1,2,3…,m；j＝1,2,3,…,n)时，激光位移传感器与测量板之间的距离。

2.根据权利要求1所述的自动换刀装置输出轴运动精度检测装置，其特征在于，所述自动换刀装置输出轴运动精度计算单元，计算结果为：

其中，ψ_iz表示自动换刀装置第i次换刀过程抓刀时输出轴的转角；ψ_ih表示自动换刀装置第i次换刀过程换刀时输出轴的转角；ψ_if表示自动换刀装置第i次换刀过程复位时输出轴的转角；L_ib表示自动换刀装置第i次换刀过程拔刀时输出轴的位移；L_ic表示自动换刀装置第i次换刀过程插刀时输出轴的位移；Δψ_iz表示自动换刀装置输出轴抓刀时的运动精度的损失；Δψ_ih表示自动换刀装置输出轴换刀时的运动精度的损失；Δψ_if表示自动换刀装置输出轴复位时的运动精度的损失；ΔL_ib表示自动换刀装置输出轴拔刀时的运动精度的损失；ΔL_ic表示自动换刀装置输出轴插刀时的运动精度的损失。