[发明专利]机床直线轴运行的六自由度误差同时检测装置及方法

说明书

本发明公开了机床直线轴运行的六自由度误差同时检测装置及方法，该检测装置通过第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器、第五位移传感器和读数头读取机床直线轴移动的位移并发送给数据采集系统，所述数据采集系统将接收到的数据发送给所述数据分析系统进行计算，获取六自由度误差，以提高数据采集的准确率，一次性完成对机床直线轴运动的六自由度误差的计算，减少检测用时，提高检测效率。

技术领域

本发明涉及机床运动精度检测技术领域，特别是涉及一种机床直线轴运动的六自由度误差同时检测装置及方法。

背景技术

机床直线轴运动过程中会在六个自由度上产生误差，其中，六个自由度指沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个直角坐标轴的转动自由度，即在XY平面内，直线轴X方向跳动值引起的直线度误差；在YZ平面内，直线轴Z方向跳动值引起的直线度误差；沿Y轴方向运动时，直线轴定位引起的位置误差；直线轴在运动过程中绕X轴的旋转误差、绕Y轴的旋转误差、绕Z轴的旋转误差。目前，对机床直线轴运行的六自由度误差进行检测的方法只能单独进行，用时长、效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前机床直线轴运动的六自由度误差检测不能同时检测，导致检测用时长、效率低。本发明提供了一种机床直线轴运动的六自由度误差同时检测装置及方法，以减少检测用时，提高检测效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种机床直线轴运动的六自由度误差同时检测装置，所述检测装置包括标准尺、光栅尺、测量单元、安装单元、数据采集系统和数据分析系统；以X轴、Y轴所在平面作为水平面，Z轴作为竖直轴建立三维直角坐标系；

所述标准尺平行于所述机床直线轴放置，所述光栅尺安装在所述标准尺上，且平行于所述机床直线轴放置；所述测量单元安装在所述标准尺上，所述安装单元安装在所述测量单元上；

所述测量单元包括第一安装板、第二安装板、读数头、安装接头、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器、第四位移传感器和第五位移传感器；

所述第一安装板与所述标准尺的第一测量平面和第二测量平面平行，所述第二安装板与所述标准尺的第三测量平面平行，所述第一安装板和所述第二安装板相互垂直且固定连接；

所述第一安装板的下方安装有读数头，所述读数头朝向所述光栅尺；

所述第一安装板上的预制孔内设置有所述第三位移传感器、所述第四位移传感器和所述第五位移传感器，所述第三位移传感器对应的预制孔和所述第四位移传感器对应的预制孔沿Y轴方向设置，所述第四位移传感器对应的预制孔和所述第五位移传感器对应的预制孔沿X轴负方向设置；所述第三位移传感器、所述第四位移传感器和所述第五位移传感器沿Z轴负方向设置；所述第二安装板上的预制孔内设置有所述第一位移传感器和所述第二位移传感器，所述第一位移传感器对应的预制孔和所述第二位移传感器对应的预制孔沿Y轴方向设置，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器沿X轴负方向设置；

所述安装单元的连接杆与测量单元上的安装接头连接，所述安装单元通过磁性表座与所述机床直线轴吸附连接；

所述测量单元将测量的数据发送给数据采集系统，所述数据采集系统将接收到的数据发送给所述数据分析系统进行计算，获取六自由度误差。

进一步地，所述读数头垂直于所述光栅尺的上方，用于读取所述光栅尺光栅刻度。

进一步地，所述测量单元中的第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器、所述第四位移传感器、所述第五位移传感器和所述读数头分别通过有线和/或无线方式与所述数据采集系统连接；

所述数据采集系统通过有线和/或无线方式与所述数据分析系统连接。