[发明专利]数控机床刀轴方向动态误差检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种数控机床刀轴方向动态误差检测装置及方法，数控机床刀轴方向动态误差检测装置包括数控系统、机床主轴、测量杆、位移传感器、位移测量装置底座及连接装置；数控系统连接机床主轴，控制机床主轴运动；测量杆的长度能够调节；测量杆与机床主轴通过机床刀具夹具装夹连接；位移传感器与位移测量装置底座连接，位移传感器能够对不同长度的测量杆的位移数据进行采集；位移测量装置底座通过连接装置与机床连接。本发明通过采用长度能够调节的测量杆，实现了对刀轴方向误差的检测，解决了采用传统位移测量装置的方法仅能测量刀尖点位置误差，无法反映刀轴方向变化的问题。

技术领域

本发明涉及机床上的测量装置，具体地，涉及数控机床刀轴方向动态误差检测装置及方法。

背景技术

目前许多学者通过使用各种测试仪器(例如球杆仪(DBB)R-test，激光跟踪干涉仪)设计了各种测试轨迹及方法来测试五轴机床的动态性能。Masaomi等设计了一种使用DBB的圆形轨迹测量来评估旋转轴精度的方法。钟磊等提出使用R-test在行程内进行微小的S轨迹测试，进而分析机床动态误差的方法。在国际标准ISO10791-6：2014中，定义了四种运动学测试方法，用于评估具有三种典型结构的五轴机床的动态精度。上述运动学测试方法可以有效地检测机床刀具中心点的动态误差，但是均无法用于检测刀轴方向的动态误差。

申请号为201410811379.4的中国专利文献公开了一种五轴机床刀具姿态及刀尖点位置误差同步检测机构，该技术方案需要专门的检测机构，机构结构复杂，设计及制造成本高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种数控机床刀轴方向动态误差检测装置及方法。

根据本发明提供的一种数控机床刀轴方向动态误差检测装置，包括数控系统、机床主轴、测量杆、位移传感器、位移测量装置底座及连接装置；

所述数控系统连接所述机床主轴，控制所述机床主轴运动；

所述测量杆的长度能够调节；

所述测量杆与所述机床主轴通过机床刀具夹具装夹连接；

所述位移传感器与所述位移测量装置底座连接，所述位移传感器能够对所述不同长度的测量杆的位移数据进行采集；

所述位移测量装置底座通过所述连接装置与机床连接。

优选地，所述测量杆包括伸长杆。

优选地，所述位移测量装置底座的顶部设有安装孔，所述位移传感器通过所述安装孔与所述位移测量装置底座的顶部可拆卸连接。

优选地，所述位移测量装置底座的底部与所述机床工作台可拆卸连接。

根据本发明提供的一种数控机床刀轴方向动态误差检测方法，采用上述的数控机床刀轴方向动态误差检测装置，包括如下步骤：

步骤A：安装数控机床刀轴方向动态误差检测装置；

步骤B：准备数控系统；

步骤C：分别获取不同长度的测量杆在同一设定运动轨迹下的位移数据；

步骤D：分别获取不同长度的测量杆在同一设定运动轨迹下的误差数据；

步骤E：获取数控机床刀轴方向动态误差。

优选地，所述步骤A包括如下步骤：

步骤A1：连接所述数控系统和机床主轴；

步骤A2：在所述机床主轴上通过机床刀具夹具装夹所述测量杆；

步骤A3：将位移传感器与位移测量装置底座的顶部连接；

步骤A4：将所述位移测量装置底座的底部通过连接装置与机床工作台连接。