[发明专利]一种用于数控机床旋转轴误差标定的方法和装置

权利要求书

1.一种用于数控机床旋转轴误差标定的方法，其特征在于，包括：标定球板、球板支撑架、R-test测头，其中，所述标定球板上安装有N个标定球，其中，N为正整数，其中，M个标定球分布在一个圆周上，其中，M为正整数且小于等于N，所述标定球板安装在所述球板支撑架上的四个位置生成球阵，其中，所述四个位置包括：第一位置为所述标定球板上的圆周周心与所述数控机床的C轴重合；第二位置为所述标定球板上的所述圆周周心与所述数控机床的C轴重合且与所述第一位置沿所述数控机床的C轴间隔预设距离；第三位置为所述标定球板上的所述圆周周心与所述数控机床的B轴重合；第四位置为所述标定球板上的所述圆周周心与所述数控机床的B轴重合且与所述第三位置沿所述机床B轴间隔预设距离，所述方法包括以下步骤：

在所述数控机床主轴上安装所述R-test测头；

所述数控机床进行旋转轴运动标定所述球阵的各个球心的第一坐标位置；

在所述标定球阵和所述R-test测头不移动情况下，所述数控机床进行直线轴运动带动所述R-test测头标定所述球阵的各个球心的第二坐标位置；

将所述球阵安装在三坐标测量机上，标定所述球阵的各个球心的第三坐标位置；

根据所述球阵的各个球心的第三坐标位置和所述球阵的各个球心的第一坐标位置计算所述球阵的安装误差，将所述安装误差表达为齐次变换矩阵，以及将所述第三坐标位置表达在机床安装坐标系中作为第四坐标位置；

根据所述球阵的各个球心的第四坐标位置和所述球阵的各个球心的第一坐标位置计算所述数控机床的旋转轴误差。

2.如权利要求1所述的方法，所述在所述数控机床主轴上安装所述R-test测头，包括：

所述R-test测头通过所述数控机床的刀柄安装在所述数控机床主轴上。

3.如权利要求1所述的方法，所述数控机床进行旋转轴运动标定所述球阵的各个球心的第一坐标位置，包括：

控制所述数控机床的直线轴移动使所述R-test测头位于各个所述标定球上方，控制所述R-test测头测量各个所述标定球的球心坐标。

4.如权利要求1所述的方法，在所述标定球阵和所述R-test测头不移动情况下，所述数控机床进行直线轴运动带动所述R-test测头标定所述球阵的各个球心的第二坐标位置，包括：

控制所述数控机床的直线轴移动使所述R-test测头位于各个所述标定球上方，控制所述R-test测头测量各个所述标定球的球心坐标。

5.如权利要求1所述的方法，所述根据所述球阵的各个球心的第三坐标位置和所述球阵的各个球心的第一坐标位置计算所述球阵的安装误差，包括：

获得在各个所述标定球的理想球心位置和实际球心位置

根据公式计算机床坐标系的理想球心位置，其中，公式为：

其中，表示B轴第i个转角角度和C轴第j个转角角度，^rq(x)表示在参考坐标系下的实际球心位置，D_x(y)表示误差转换矩阵，分别表示B轴轴线沿X、Z方向的平移误差和绕Y、Z方向的旋转误差，^rq^*(h)表示在参考坐标系下的理想球心位置。