[发明专利]一种机床转台综合热误差检测装置及安装方法

说明书

本发明提出一种机床转台综合热误差检测装置及安装方法，该检测装置主要分为传感器模块和基准圆台模块，传感器模块包括磁力表座、电涡流传感器和数据采集系统，基准圆台模块包括底座、定位销、周向定位销、底板、支撑筒和顶板；基准圆台模块通过定位销和螺纹连接与转台固定，传感器模块通过测量基准圆台模块的精密表面热机前后位移变化得到转台的径向跳动、轴向跳动热误差和回转轴线倾斜度热误差；实现对机床转台由于热效应引起的径向跳动热误差、轴向跳动热误差和回转轴线倾斜度热误差的测量，为进一步的误差补偿提供原始误差数据，促进转台精度的提高；本发明可应用于机床转台综合热误差检测场合。

技术领域

本发明涉及一种误差检测装置及方法，特别是一种机床转台综合热误差检测装置与安装方法。

背景技术

机床是广泛应用于机械制造领域的工作母机，机床转台用于在零件加工时与直线轴配合运动以提高加工效率和精度。由于电机生热和轴承摩擦生热等原因，转台不可避免的产生径向跳动热误差和轴向跳动热误差以及回转轴线倾斜度热误差。

目前使用较为广泛的转台热误差检测装置主要是球杆仪、R-test仪器和激光干涉仪。其中球杆仪测量需要很好的安装精度，装置成本较高且安装复杂；由于直线轴与旋转轴联动时直线轴误差的存在，R-test方法需要事先对机床直线轴误差进行补偿；激光干涉仪测量精度高，但是成本昂贵且设备安装和测量过程复杂。同时，传统测量方法在测量误差时，通常一次测量只能测得一种误差，且传统测量方法难以同时测量转台的空间误差，在分次测量空间热误差时也存在由于安装和测量过程复杂而产生的测量效率低和安装调试步骤繁琐的问题。综上所述，因此需要开发一种新的机床转台综合热误差检测装置与方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，解决现有技术中装置不易操作、成本高、测量效率低的问题，本发明旨在提出一种机床转台综合热误差检测装置与方法，采用该装置能够对转台径向跳动热误差、轴向跳动热误差以及回转轴线倾斜度热误差进行测量，为进一步的误差补偿提供原始数据，促进了转台精度的提高。

为此，本发明采用的技术方案是，机床转台综合热误差检测装置，主要分为传感器模块和基准圆台模块，传感器模块包括磁力表座、电涡流传感器和数据采集系统，基准圆台模块包括底座、定位销、周向定位销、底板、支撑筒和顶板。

所述磁力表座与电涡流传感器吸附在主轴上；所述数据采集系统与计算机相连，可通过测试软件实时显示传感器测得的数据；所述底座和顶板的侧面和顶面边缘经过精密加工以保证其精度；所述底座通过定位销与工作台径向固定，再由底座长孔与工作台T型槽进行螺纹连接；所述周向定位销与底座和底板相连接，辅助底板进行周向定位；所述底板通过定位销与底座径向固定，再由底座与底板上螺纹孔进行螺纹连接；所述支撑筒通过过盈配合与顶板和底板的凸台连接，并且顶板和底板由支撑筒两端螺纹孔螺纹连接辅助固定；定位销可根据不同机床转台中心孔进行配做，使得测量装置具有普遍适用性。

机床转台综合热误差检测方法，利用前述装置实现，测量步骤如下：转动转台，同时利用电涡流位移传感器对底座和顶板边缘进行径向和轴向位移检测，并拟合出底座和顶板边缘的圆弧线，进而得到转台的拟合轴线，热机之后再进行测量，最后根据热误差计算公式求出转台径向跳动热误差、轴向跳动热误差以及回转轴线倾斜度热误差。

具体步骤细化如下：

定位检测装置：利用定位销定位底座和底板，使机床工作台、底座和底板三者轴线重合，用螺栓和T型螺母固定底座和工作台，并用螺栓固定底座和底板，完成检测装置定位；

安装传感器模块：在固定在主轴的四个磁力表座上装夹电涡流位移传感器，并使传感器悬于底座与顶板的平面测量区域和圆柱面测量区域；

初始工况测量：将转台旋转至0°位置，停止15s用于传感器位移测量，使转台每次转动分度角度α后停止15s直至转回初始位置，重复测量三次；

热机：使转台以恒定转速运转，每隔1h重复上一步骤操作；