[实用新型]回转轴六自由度的动态测量装置

说明书

本实用新型公开了一种回转轴六自由度的动态测量装置，包括机架、动力机构、数据采集系统和数据分析系统，机架上设置有测量机构和运动接头机构；数据采集系统与测量机构相连，对测量机构的测量数据进行采集；数据分析系统与数据采集系统相连，用于对数据采集系统采集到的数据进行分析；所述测量机构包括角度测量机构和位移测量机构；本实用新型在同一设备中就可完成回转轴的六自由度测量，解决了回转轴误差多平面分开测量和角度误差分开测量造成测量耗时多、测量过程繁杂等问题；具有测量效率高、结构简单、安装方便等优点，同时也大大降低了检测成本。

技术领域

本实用新型涉及空间几何精度检测，尤其是一种回转轴六自由度的动态测量装置。

背景技术

回转轴六自由度包含沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度，依据标准ISO230-2、ISO230-7可将回转轴六自由度进行划分，绕Z轴旋转的自由度为回转轴位置精度，其他5个方向自由度为回转轴全姿态动态回转精度。在技术研究方面，回转轴六自由度是评价回转轴动态性能重要技术指标，以机床为例，机床主轴六自由度直接影响被加工零件的加工质量，在工程运用方面，国外精密机床已把主轴回转误差测量作为机床精度检测必选项。

目前，对于回转轴六自由度的测量是进行分开测量的，主要有回转轴的位置精度和回转精度检测两种检测设备，位置精度检测设备主要检测回转轴沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的位移误差，回转精度检测设备主要检测回转轴绕X、Y和Z轴旋转的角度误差。上述两种检测设备能获得测量的信息有限，难以实现在一次测量中完成对于回转轴六自由度的全部测量，造成测量耗时多、测量过程繁杂等问题。

其中，回转轴位置精度检测主要基于圆光栅编码器和激光干涉两种测量原理，都需要专用检测设备，且专用检测设备价格昂贵，提高了检测成本。回转精度有基于精密钢球或陶瓷球的静态测量法和动态测量法两类。静态测量法本质上测得的是回转轴和球体的跳动，回转轴高速运转时，其准静态测量的数据与实际工况状态有较大差异；回转轴动态回转精度测量仪器测量基准与安装接头分离，大多采用弹簧夹头的装夹方式，装配精度不高，放大回转精度，降低测量精度，且弹簧结构影响测量结构动平衡，无法实现高速测量；同时，动态回转精度测量仪器多采用外部时间触发进行检测数据采集，无法准确定位回转轴位置，难以去除速度波动对测量结果的影响，降低测量精度。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术无法一次性对回转轴的六自由度进行同步测量和测量精度低的技术问题是提供一种回转轴六自由度的动态测量装置。

本实用新型所采用的技术方案是：回转轴六自由度的动态测量装置，包括：

机架；

运动接头机构，布置在机架上，用于连接回转轴；

动力机构，与机架相连，用于驱动运动接头机构转动；

测量机构，布置在机架上,用于测量回转轴的相关参数；

数据采集系统，与测量机构相连，对测量机构的测量数据进行采集；

数据分析系统，与数据采集系统相连，用于对数据采集系统采集到的数据进行分析；所述测量机构包括角度测量机构和位移测量机构。

本实用新型将被测的回转轴安装到运动接头机构上，运动接头机构安装在机架上，机架再与机床进行连接，通过数据采集系统采集测量机构所测的实时数据，并通过数据分析系统计算出回转轴的六自由度。解决了回转轴误差多平面分开测量和角度误差分开测量造成测量耗时多、测量过程繁杂等问题；本实用新型在一个设备中就可完成回转轴的六自由度测量，具有测量效率高、结构简单、安装方便等优点，同时也大大降低了检测成本。