CN102079054B - 一种数控机床精度检测装置 - Google Patents

一种数控机床精度检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102079054B
CN102079054B CN201110030254A CN201110030254A CN102079054B CN 102079054 B CN102079054 B CN 102079054B CN 201110030254 A CN201110030254 A CN 201110030254A CN 201110030254 A CN201110030254 A CN 201110030254A CN 102079054 B CN102079054 B CN 102079054B
Authority
CN
China
Prior art keywords
machine tool
connects
platform
axis
axle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110030254A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102079054A (zh
Inventor
徐安定
杨世锡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201110030254A priority Critical patent/CN102079054B/zh
Publication of CN102079054A publication Critical patent/CN102079054A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102079054B publication Critical patent/CN102079054B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种数控机床精度检测装置，该装置包括与数控工作台联接的检测基座和位于基座上的多路激光多谱勒测长仪、支撑立柱、机床主轴联接平台、三组带Ｒ型铰接头滑块、X轴与Y轴方向导轨，机床主轴联接平台通过球铰与固定连杆联接，X轴、Y轴导轨十字交叉且与测长仪组成串联式运动，滑块及其上的Ｒ铰推动连杆形成并行运动。本装置具有容易制造，控制方便的特点，还具备更高的精度和更大的工作范围，且一次检测可以同时反映多项机床误差检测数据。

Description

一种数控机床精度检测装置
 技术领域
本发明涉及一种用于检测数控机床精度误差的装置，尤其涉及一种可同时检测多主轴位置和角度误差装置，属于精密检测仪器技术领域。
 背景技术
现代制造业要求数控技术向更高精度、更高速度和更高柔性发展。随着数控机床制造越来越复杂，对精度检测的要求也越来越高。近２０年来，误差检测主要集中在新型机床运动精度检测仪的应用上，这些测量装置具备不同的特点，主要有：单向微位移法，基于基准圆盘的双相微位移法，圆球法，四连接机构，双连杆-角编码法和双球规法。
误差检测由单轴误差检测和轮廓检测向３维位空间误差和复合误差检测发展。一些检测装置的读数可以直接反映机床的位置误差量，另一些需要通过精度建模运算得到误差量。然而，现有的常规检测仪器还不能检测反映机床误差的所有误差量，或是需要经过多次检测，并通过复杂模型计算获得机床某几项误差。
为了获得足够多的反映机床误差的数据项，需要检测装置具有足够的灵活度和足够多的轴数。如常规的轮廓检测必须保证至少２轴的联动，检测装置的读数有反映长度信息的数据读数和角度信息的数据读数。激光技术应用到长度测量中，虽然可以获得非常高的精度，但是在角度测量中，相应的精度会下降。检测装置机构结构的制造和装配精度直接影响检测装置的精度等级，因此装置结构本身要求有足够高的精度，某些检测装置以自带的误差补偿技术以消除环境变化带来的误差。
 发明内容
本发明提供一种能够同时获得五个方向上的误差信息的用于检测数控机床精度误差的装置。通X轴、Y轴方向的串联接运动和连杆并行运动，使与数控主轴连接平台中心获得五个方向的运动自由度。
本发明采用的技术方案如下：
一种数控机床精度检测装置，包括与数控工作台联接的基座和位于基座上的多路激光多谱勒测长仪、支撑立柱、机床主轴联接平台、三组带Ｒ型铰接头滑块、X轴与Y轴方向导轨，机床主轴联接平台通过球铰与固定连杆联接，X轴、Y轴导轨十字交叉且与测长仪组成串联式运动，滑块及其上的Ｒ铰推动连杆形成并行运动。
所述球铰接点以等角度120度分布于机床主轴联接平台上，连杆另一端通过Ｒ铰联到滑块，滑块可在立柱上做上下往复移动，Ｒ铰接点形成的三角形平面与机床主轴联接平台平面相互平行，三角形几何中心始终在一条直线上。
拥有上述结构的主轴联接平台具有Ｚ轴方向上的直线位移及２个相应地绕X轴、Y轴的角位移α和β。X-Y工作台带动安装其上面的连杆机构作两个方向的水平移动。本装置具有容易制造，控制方便的特点，还具备更高的精度和更大的工作范围。
与现有技术相比，本发明有如下优点：一次检测可以同时反映多项机床误差，有Ｚ轴方向上的直线位移误差，２个相应地绕x轴、y轴的角位移误差α和β和Ｘ-Ｙ工作台带动安装其上面的连杆机构作两个方向的水平移动的误差；机械结构制造容易，可以保证足够的装配精度；具有很大的检测范围；x轴、y轴和z轴的位置方向的误差均直接通过激光测长系统读得，具有读说直接的优点，角度方向的信息通过简单的建模运算求得。
 附图说明
图 1为本发明实施例结构示意图；
图2a、图2b 为本发明实施例结构原理图；
图3为本发明实施例三平面约束示意图。
附图标记说明：1-检测基座；2-多路激光多普勒测长仪；3-立柱；4-主轴联接平台；5-滑块；6-导轨；7-下圆盘；8-上圆盘；9-球铰；10-连杆；11-R铰。
 具体实施方式
本实施例是一种能够同时获得五个方向上的误差信息的用于检测数控机床精度误差的装置，一次检测可以同时反映多项机床误差。如图1所示，该装置由一个三维自由度的主轴平台和一个传统二维自由度的Ｘ-Ｙ工作台形成一个５轴机构，包括：与数控工作台联接的检测基座1和位于基座上的多路激光多谱勒测长仪2、支撑立柱3、机床主轴联接平台4、三组互成120度的带Ｒ型铰接头滑块5、X轴和Y轴的方向导轨6。机床主轴安装在平台上，平台通过三个Ｕ型球铰9与连杆10相连，其中球铰以120度布置在平台上。连杆10的另一端连接到带有转动铰（Ｒ型铰）的滑块上。每个滑块能够沿着垂直支柱上、下运动，立柱上、下分别固定到上圆盘7和下圆盘8上且与上圆盘7和下圆盘8垂直，也成120°布置。X轴与Y轴的导轨十字交叉且与测长仪组成串联式运动，滑块及其上的Ｒ铰推动连杆形成并行运动。
如图2a、图2b所示，XYZ固定于检测基座上，其中Ｚ轴指向垂直方向，Ｘ轴指向b1，Ｙ轴沿b1b2连线平行。可移动座标系统                                                
Figure 723094DEST_PATH_IMAGE001
固结于X-Y工作台上，其方向与XYZ方向一致。第三个座标系统xyz的Ｚ轴与机床主轴一致。球铰b1位于平面上。图３所示为三平面约束示意图，其并行机构连杆封闭链尺寸向量表达式如：
Figure 27091DEST_PATH_IMAGE003
　　　
这里矩阵
Figure 20455DEST_PATH_IMAGE004
为主轴平台座标系xyz相对于基座XYZ的位置向量，bi是第i个球铰的位置向量，Ｐ为xyz（刀具位置）原点位置向量，Ri第i个Ｒ铰的位置向量，Ｌi第i根连杆的向量。
      令R和r相接Ri和bi（i=1~3）圆的半径。Ri在座标系XYZ里的位置可以用下列方程表示：
Figure 774784DEST_PATH_IMAGE005
                                              （２）
bi铰在坐标系XYZ里的位置表达式：
Figure 449479DEST_PATH_IMAGE006
　　　　　　　　　　　（３）
Figure 972864DEST_PATH_IMAGE007
　　　　　　　　（４）
Figure 402708DEST_PATH_IMAGE008
　　　　　　　（５）
这里
Figure 582017DEST_PATH_IMAGE009
和方向单位向量
Figure 857141DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 438295DEST_PATH_IMAGE011
，及
Figure 773461DEST_PATH_IMAGE012
是轴x、y、z在XYZ里的方向余弦。转铰在Ｚ轴方向的分量为：
Figure 502383DEST_PATH_IMAGE013
　　               （６）
此式即为逆运动学方程。

Claims (2)

1.一种数控机床精度检测装置，其特征在于包括与数控工作台联接的检测基座(1)和位于基座上的多路激光多谱勒测长仪(2)、支撑立柱(3)、机床主轴联接平台(4)、三组带R型铰接头滑块(5)、x轴与y轴方向导轨(6)，机床主轴联接平台(4)通过球铰(9)与固定连杆(10)联接，x轴、y轴导轨十字交叉且与所述多路激光多谱勒测长仪组成串联式运动，滑块及其上的R型铰接头推动所述固定连杆形成并行运动。
2.如权利要求1所述的数控机床精度检测装置，其特征在于：球铰接点以等角度120度分布于机床主轴联接平台上，所述固定连杆另一端通过R型铰接头(11)与滑块相连，滑块可在所述支撑立柱上移动，所述R型铰接头接点形成的三角形平面与机床主轴联接平台平面相互平行，三角形几何中心始终在一条直线上。
CN201110030254A 2011-01-28 2011-01-28 一种数控机床精度检测装置 Expired - Fee Related CN102079054B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110030254A CN102079054B (zh) 2011-01-28 2011-01-28 一种数控机床精度检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110030254A CN102079054B (zh) 2011-01-28 2011-01-28 一种数控机床精度检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102079054A CN102079054A (zh) 2011-06-01
CN102079054B true CN102079054B (zh) 2012-10-17

Family

ID=44085351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110030254A Expired - Fee Related CN102079054B (zh) 2011-01-28 2011-01-28 一种数控机床精度检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102079054B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104625880B (zh) * 2014-12-23 2015-12-30 电子科技大学 一种五轴机床刀具姿态及刀尖点位置误差同步检测机构
CN104879622B (zh) * 2015-05-28 2017-06-13 天津大学 一种基于正弦机构的二维线性微动转台
CN105404239B (zh) * 2015-12-01 2018-04-10 清华大学 一种五轴混联机床运动学标定的任意姿态测量方法
CN106378637B (zh) * 2016-11-18 2018-03-30 电子科技大学 一种用于机床加工的气液并联六自由度加工平台系统
CN107462157B (zh) * 2017-09-06 2019-10-25 西安工程大学 一种基于led光谱的数控机床装配误差测量装置
CN108870088B (zh) * 2018-06-26 2020-03-27 珠海格力电器股份有限公司 一种自动检查管路间隙的方法及系统
CN109352423B (zh) * 2018-09-29 2021-05-28 西安飞机工业（集团）有限责任公司 数控机床ab摆角精度检测系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5428446A (en) * 1993-03-29 1995-06-27 Ziegert; John C. Measurement instrument with interferometer and method
CN101497167A (zh) * 2009-03-13 2009-08-05 清华大学 一种无伴随运动的并联式三轴主轴头结构

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010137321A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Jtekt Corp ダブルボールバー

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5428446A (en) * 1993-03-29 1995-06-27 Ziegert; John C. Measurement instrument with interferometer and method
CN101497167A (zh) * 2009-03-13 2009-08-05 清华大学 一种无伴随运动的并联式三轴主轴头结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN102079054A (zh) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102079054B (zh) 一种数控机床精度检测装置
CN102472616B (zh) 坐标测量机（cmm）和补偿坐标测量机误差的方法
CN101298984A (zh) 坐标测量方法及装置
CN102506702B (zh) 带有激光跟踪的大型三坐标测量方法与装置
CN102636137B (zh) 关节臂式坐标测量机中revo测头位置姿态标定方法
CN102162768B (zh) 一种静压气浮导轨的性能检测装置及其使用方法
CN101419044B (zh) 微纳米级三维测量“331”系统及其测量方法
CN108278979A (zh) 一种叶片原位接触式三维测量装置和方法
CN102278957A (zh) 一种高精度长距离机床导轨定位测量工装及方法
CN101907441A (zh) 滚珠丝杠的激光螺距测量仪及其测量方法
TWI329246B (en) Measuring method and system for cnc machine
CN202793323U (zh) 一种微型非接触五坐标测量机
Iwasawa et al. Development of a measuring method for several types of programmed tool paths for NC machine tools using a laser displacement interferometer and a rotary encoder
CN103630098B (zh) 直线位移台运动平行度的非接触检测方法
CN107687809A (zh) 基于跟踪式激光干涉仪的定位机械的检查方法及装置
CN102809356B (zh) 一种机床主轴与同向导轨平行度检测方法
CN114543676A (zh) 滚轮轴承径向跳动和圆心运动曲线检测装置及其检测方法
KR102641552B1 (ko) 커넥팅 로드 턴테이블
CN105157661A (zh) 一种大行程亚微米级平面精度测量系统
CN201811726U (zh) 非接触式面内位移测量装置
CN110986792A (zh) 一种一维球或锥窝阵列的高精度检测装置及检测方法
CN102967289B (zh) 一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置
CN2784877Y (zh) 盘形凸轮廓线在线检测装置
CN202171526U (zh) 一种静压气浮导轨的性能检测装置
CN115816511A (zh) 一种检测并联机器人平台位姿的装置和计算方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121017

Termination date: 20220128