[发明专利]基于球列实现三轴机床几何误差检测的鉴定方法

摘要

本发明涉及机床几何误差测量，为能直接或间接地测量机床几何误差，本发明，基于球列实现三轴机床几何误差检测的鉴定方法，(一)在制作好L型球列后，先对其进行标定并得到L型球列上各个小球之间的相对坐标关系；(二)正式测量前，使L型球列的X轴尽量与机床的X轴方向平行，L型球列的Y轴与机床Y轴方向相同，测量出X，Y轴在小球节点处的定位误差、直线度误差、俯仰和偏摆角误差，以及X、Y轴之间的垂直度误差；(三)测量出在平移前小球节点处的机床X轴的滚转角误差；(四)使L型球列的两轴与机床的X、Z轴方向，Y、Z轴方向平行再通过(二)(三)步骤即可测量出机床剩余误差项。本发明主要应用于设计制造场合。

主权项

1.一种基于球列实现三轴机床几何误差检测的鉴定方法，其特征是，δ表示平移运动误差、ε表示转角运动误差，下标表示平移误差的作用方向或转角误差转动轴的方向，括号内的字母表示平移的方向，机床的21项几何运动误差：1)沿X、Y、Z轴的定位误差：δx(x),δy(y),δz(z)2)6个直线度误差：δy(x),δz(x),δx(y),δz(y),δx(z),δy(z)3)3个滚转角误差：εx(x),εy(y),εz(z)4)3个的俯仰误差和3个偏摆误差：εy(x),εz(x),εx(y),εz(y),εx(z),εy(z)5)3个垂直度误差：将陶瓷球通过连接杆安装在L型基座上，安装后通过多次摆放测量机床的21项几何误差，具体步骤如下：(一)在制作好L型球列后，先对其进行标定并得到L型球列上各个小球之间的相对坐标关系，在L型球列坐标系中设L球列中心处球心位置坐标为(0,0,0)，用坐标机标定出球列每个球心之间的相对位置，相对位置用每个球在坐标机下的坐标减去中心处球心的坐标(xi,yi,zi)，i＝1～n‑1,n为单个球列上球的个数；(二)正式测量前，使L型球列的X轴尽量与机床的X轴方向平行，L型球列的Y轴与机床Y轴方向相同，在测量过程中保证L型球列固定在机床上，通过三坐标测量机的测头获得L型球列上小球在三坐标机坐标系下的坐标(Xi,Yi,Zi)，令L球列中心处球心在三坐标机下的坐标为(X0,Y0,Z0)，测量出X，Y轴在小球节点处的定位误差、直线度误差、俯仰和偏摆角误差，以及X、Y轴之间的垂直度误差；(三)保持L型球列与坐标机的方向不变，将球列沿着机床导轨Y方向平行一段距离，平移后每个球列的坐标为：(X′i,Y′i,Z′i)，进而测量出在平移前小球节点处的机床X轴的滚转角误差；(四)使L型球列的两轴与机床的X、Z轴方向，Y、Z轴方向平行再通过(二)(三)步骤即可测量出机床剩余误差项。