CN107498388A - 用于偏摆头的旋转中心校正装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于偏摆头的旋转中心校正装置。旋转中心校正装置，包括：工具偏移附属装置，具备结合在结合工具的旋转主轴的机身以及固定在所述机身的球形接触部；工具偏移测量装置，嵌入在机床并且根据需求突出至加工区域，从所述球形接触部的接触点自动测量作为所述工具前端的位置误差的工具偏移；偏移数据处理部，连接于所述工具偏移测量装置，以所述旋转主轴的旋转位置分别区分，并且储存第一工具偏移以及第二工具偏移(tool offset)；以及运算部，连接于述偏移数据处理部，使所述第一工具偏移旋转变换，从而生成变换偏移，并且从所述第二工具偏移和所述变换偏移的差异获取关于所述旋转主轴的旋转中心的作为位置误差的中心误差向量。

Description

用于偏摆头的旋转中心校正装置
技术领域
本发明属于用于偏摆头的旋转中心校正装置，特别涉及自动校正用于机床偏摆头的旋转中心的用于偏摆头的旋转中心自动校正装置。
背景技术
最近随着机动车，造船以及航空产业的发展，对具有复杂形象的加工品的需求增加，利用数控装置由机床一次性加工具有复杂形象的大小型加工品的技术在持续发展。
加工器装配可以朝x轴，y轴以及z轴移动，并且在以本身的轴为中心可旋转的偏摆头的工具，加工固定在可旋转的工作台的工作物，由此，所述数控机床可以利用单一的机床完成复杂形象地加工。
通常，在数控机床对工作物执行加工之前执行校正作业，使根据数字控制器的算法以虚拟坐标轴为基准运算的工具位置的控制位置(control position)和位于机床的作业区域内的工具的物理位置的实际位置(actual position)一致。工具的控制位置和实际位置的误差工具偏移(tool offset)，通过校正使所述控制位置与实际位置一致，从而被消除。
机床的工作台和主轴头以及如固定主轴头的像立柱的构成要素，根据自身组装失误以及温度或驱动年限的设备误差或将工作物安装在工作台，工具安装在主轴头的安装过程中伴随的安装误差，等多种误差诱发要素，伴随形成的内在性误差(inherent errors)。
因此，利用机床自身具备的工具偏移(tool offset)测量装置，检测在工具前端部发生的位置误差，执行坐标系校正使数字控制器的坐标系原点与实际坐标系一致，从而一致化工具的控制位置与实际位置。当以校正的坐标轴为基准运算工具前端的位置时，运算位置和工具的实际位置准确的一致，从而可以防止工具和加工物的干涉。
但是，当主轴头自身旋转时独立地与坐标系的原点偏差额外发生关于偏摆头的旋转中心的误差，因此工具偏移无法仅以如上述所述的坐标系校正来消除。偏摆头的主轴具备以自身的旋转轴为中心旋转的驱动部，因此执行坐标系校正后所述偏摆头驱动部通过自身的内在性误差，由数控器识别的旋转中心(以下，控制中心control center)和实际主轴头的旋转中心(以下，实际中心actual center)不一致，发生中心误差(center error)。
当偏摆头的控制中心和实际中心不一致时，对同样的旋转角在工具末端的控制位置与实际位置只能不同，因此仅以坐标系校正无法消除工具偏移，因此有附加校正由偏摆头的旋转的中心误差的必要。
为了校正如上述的偏摆头的理论中心和实际中心的差异，由球形的测量治具和检测装置构成的中心误差检测器，安装在所述工具偏移测量装置不同的机床的工作台上，从而手动检测理论中心和实际中心之间的偏差。
但是，不同的中心误差检测器与工具偏移装置不同以手动安装，并且不仅在解除过程中会增加时间和费用，而且由手动操作检测中心误差，对准确度与自动化形成障碍因素。
因此，需要自动检测并校正关于偏摆头的旋转中心的中心误差的手段。
发明内容
本发明的目的是提供一种中心误差的偏摆头的旋转中心校正装置，用于利用工具偏移装置自动检测并校正关于偏摆头的旋转中心的中心误差。
根据用于达成上述本发明的目的本发明的示例性实施例的偏摆头旋转中心校正装置，包括：工具偏移附属装置，具备结合在结合工具的旋转主轴的机身以及固定在所述机身的球形接触部；工具偏移测量装置，嵌入在机床并且根据需求突出至加工区域，从所述球形接触部的接触点自动测量作为所述工具前端的位置误差的工具偏移；偏移数据处理部，连接于所述工具偏移测量装置，以所述旋转主轴的旋转位置分别区分，并且储存第一工具偏移以及第二工具偏移(tool offset)；以及运算部，连接于所述偏移数据处理部，使所述第一工具偏移旋转变换，从而生成变换偏移，并且从所述第二工具偏移和所述变换偏移的差异获取关于所述旋转主轴的旋转中心的作为位置误差的中心误差向量。
根据一实施例，所述机床的位置由通过校正坐标系消除所述工具的位置误差的校正坐标系确定，并且从分别以第一以及第二旋转角在所述校正坐标系旋转的第一以及第二旋转位置获取所述第一工具偏移以及第二工具偏移。
根据一实施例，运算部，包括：第一变换单元，以包括所述误差向量的所述旋转主轴的实际旋转中心为中心在所述第一工具偏移以及第二工具偏移之间执行旋转变换；第二变换单元，以不具备所述误差向量的所述旋转主轴的理论旋转中心为中心对所述第一工具偏移执行旋转变换，从而生成所述变换偏移；以及校正函数单元，通过以下式(1)处理所述第二工具偏移和所述变换偏移，从而运算所述误差向量。
在式(1)中，x1、z1以及x2、z2是所述第一工具偏移以及第二工具偏移的坐标值；xc、zc是所述变换偏移的坐标值；α、β是所述误差向量的坐标值。θ1以及θ2分别表示第一旋转角以及第二旋转角θ2。
根据一实施例，所述第一工具偏移，包括：水平偏移，所述旋转偏移附属装置配置成平行于所述机床的工作台，从而在所述第一旋转角θ1为0°的状态下被检测出；所述第二工具偏移，包括：垂直偏移，所述旋转偏移附属装置配置成平行于所述机床的工作台，从而在所述第二旋转角θ2为90°的状态下被检测出。
根据一实施例，所述变换偏移，按照式(2)运算出，所述误差向量，按照式(3)获取。
根据一实施例，还包括驱动部，驱动所述旋转主轴使所述误差向量被抵消，从而使所述旋转主轴的实际旋转中心与作为设计上的旋转中心的理论旋转中心一致。
根据如上述所述的本发明的示例性实施例的偏摆头中心位置自动校正装置，从通过坐标系校正来校正的坐标系，利用嵌入在机床的工具偏移测量装置和工具偏移附属装置在互不相同的旋转位置检测第一工具偏移以及第二工具偏移，通过所述第一工具偏移以及第二工具偏移和旋转移动自动检测关于旋转主轴的旋转中心的误差向量。由此，根据旋转中心校正装置的算法自动检测误差向量，检测的误差向量反映至旋转主轴并且校正，从而可以校正主轴中心误差。
因此，无需用于检测主轴旋转中心的中心误差的另外设备或复杂的检测过程而准确地校正中心误差，从而可以显著地提高机床的加工精密度和生产性。特别地，当需要旋转主轴的中心误差时，从自动工具交换机ATC自动装配所述工具偏移附属装置在偏摆头，通过已经安装的工具偏移测量装置仅测量工具偏移，从而可以自动化中心误差检测和对主轴的校正。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的偏摆头中心位置校正装置的构成示意图。
图2a是图1中图示的旋转主轴旋转时的理论中心和实际中心之间的中心误差的概略示意图。
图2b是通过图1中图示的旋转主轴的中心误差变换的工具偏移的示意图。
图3a至图3d是图1中图示的旋转主轴以90°旋转时检测误差向量过程的示意图。
具体实施方式
对于本文公开的本发明的实施例，特定的结构或功能性说明仅仅用于说明本发明的实施例，本发明的实施例可以以多种形态实施并且并不限定于本文说明的实施例。
本发明可以有多种变化并可以具有多种形态，将特定的实施例示例在示意图并详细地在本文说明。但该实施例不被本发明特定的公开形态限定，并且包括本发明的思想以及技术范围包括的所有变化，等同物以及代替物。
第一，第二等用语可以在说明多种构成要素时使用，但所述构成要素不被所述用语限定。使用所述用语的目的可以在于区别一个构成要素与另一个构成要素。例如，在不脱离本发明的权利要求的范围下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，类似的第二构成要素可以命名为第一构成要素。
在提到一个构成要素‘连接’或‘衔接’在另一构成要素时，有可能与那个另一构成要素直接连接或链接，但中间同样有可能存在其他的构成要素。相反地，提到一个构成要素‘直接连接’或‘直接衔接’时，中间不存在其他构成要素。说明构成要素之间关系的其他表达，即‘…之间’和‘就在…之间’或‘…相邻’和‘…直接相邻’同样跟上述情况相同。
在本申请使用的用语仅仅用于说明特定实施例而使用的，没有限定本发明的意图。除上下文明确地表示不同之外，单数的表达包括复数。在本申请，‘包括’或‘具有’等用语用于指定设计的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合物的存在，而不是提前排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合物的存在或其他附加的可能性。
没有另行定义时，包括技术性或科学性用语，在这里使用的所有用语与本发明技术领域的普通技术人员通常理解的用语具有相同含义。通常的使用的，像在字典定义的用语与关联技术的上下文具有的含义一致，除本申请明确定义外，不被诠释成异常或过度的形式的含义。
下面，参照附图详细地说明本发明的实施例。
图1是根据本发明一实施例的偏摆头中心位置校正装置的构成示意图。
参照图1，根据本发明一实施例的旋转主轴用中心位置校正装置500，由装配在具备旋转主轴S的数控机床、与具备在机床的工具偏移测量装置T0接触的具备球形接触部120的工具偏移附属装置100、检测作为装配在所述旋转主轴S的工具前端部的位置误差的工具偏移从而获取主轴旋转中心的中心误差并且校正的中心校正部C构成。
所述工具偏移附属装置100，由固定在与数控机床的偏摆头相同的以自身旋转轴为中心旋转的旋转主轴S的机体110和固定在所述机体110的球形接触部120构成。
例如，所述工具偏移附属装置100，与其他工具一起排列在工具箱，从而通过工具交换器(automatic tool changer，ATC)可以结合在所述主轴S。需要关于所述旋转主轴的旋转中心地位置校正时，所述工具偏移附属装置100通过自动工具交换器的呼叫，可以自动地装配到主轴S上。
固定在主轴S上的机体110的端部具备用于检测所述工具偏移的接触部120。所述接触部120是由球形形成的球(ball)，从而与固定有所述机体110的主轴S的旋转无关地，可以使接触部120与工具偏移测量装置T0之间保持一定的接触距离。
即，即使根据所述主轴S旋转角的大小，所述接触部120和工具偏移测量装置T0之间的接触点变化，之间的分离距离对应构成接触部120的球形球的半径，因此始终维持一定距离。因此，可以检测独立于所述旋转主轴S的作为旋转角的工具前端位置误差的工具偏移(offset)。
例如，所述偏摆头具备通过数控自动驱动的数控机床，并且固定在所述工作台上的工作物通过固定在偏摆头的工具以多轴方向加工。因此，装配在偏摆头的工具不仅沿机体的长x，宽y以及高z方向移动的同时加工，还可以根据构成偏摆头的旋转主轴地旋转，对工作物以一定角度倾斜的状态加工。
此时，在对工作物加工前，先执行检测并校正数字控制器识别的坐标系的原点和所述机床的实际坐标系的原点之间的位置误差的坐标系校正，从而防止工具与工作物之间的干涉。
在本实施例，所述坐标系校正自动检测作为固定在所述旋转主轴S的工具的前端部的位置误差的工具偏移，并且执行重设定坐标系的原点，使检测出的工具偏移抵消。
例如，所述工具偏移可以由具备在所述机床(未图示)机体B的工具偏移测量装置T0自动检测。具有自主导向杆(guiding bar)的工具偏移测量装置T0具备驱动缸，因此仅在需要测量工具的工具偏移时朝机体的加工区域突出，并且测量完后回填至所述机体B的内部的结构。
特别地，所述工具偏移测量装置T0装配有用于检测工具偏移的头部传感器(未图示)，所述头部传感器和工具接触时接触点的坐标传送至所述数字控制器，从而提供为所述工具前端部的位置校正数据。
利用从所述工具偏移测量装置T0检测的工具偏移完成所述坐标系校正后，所述中心校正部C在校正后的坐标系利用所述嵌入工具偏移测量装置T0还自动检测作为所述旋转主轴S的理论中心和实际中心之间的误差的中心误差。
在一实施例，所述中心校正部C具备：偏移数据处理部200，在所述旋转主轴S互不相同的第一以及第二旋转位置，储存有分别装配在所述旋转主轴S，并且作为工具前端部的位置误差的第一工具偏移以及第二工具偏移(tool offset)；运算部300，将所述第一工具偏移旋转变换至所述第二位置，从而生成变换偏移，并且从所述第二工具偏移和所述变换偏移的差异获取关于所述旋转主轴的旋转中心的作为位置误差的中心误差的向量；以及驱动部400，驱动所述旋转主轴S使所述误差向量被抵消，从而使所述旋转主轴S的实际中心与理论中心一致。
所述偏移数据处理部200具备：旋转角储存部210，与所述数字控制器的操作面板(未图示)连接，从而储存所述旋转主轴S的旋转角θ；驱动信号生成器220，通过主轴旋转角θ生成驱动所述旋转主轴S的主轴驱动信号以及驱动所述工具偏移测量装置T0的测量装置驱动信号；以及工具偏移储存部230，与所述工具偏移测量装置T0的头部传感器连接，从而储存分别对互不相同的主轴S的旋转角检测的工具偏移。
所述主轴旋转角θ可以通过作业人手动输入或者通过所述数字控制器自动运算并传输。输入或传输的主轴旋转角θ储存在所述旋转角储存部210。
此时，主轴旋转中心的位置误差起因于主轴S的旋转，因此在互不相同的第一以及第二旋转位置分别检测出所述第一工具偏移以及第二工具偏移。由此，所述主轴旋转角θ区分为以旋转的基准点的第一旋转位置为特定的第一旋转角θ1以及旋转的终点的第二旋转位置为特定的第二旋转角θ2，并且储存在所述旋转角储存部210。
所述驱动信号生成器220根据中心位置校正信号驱动偏摆头的旋转主轴S以及驱动偏移测量装置T0准备检测工具偏移。所述工具偏移附属装置100通过数字控制器装配在所述旋转主轴S，当所述主轴旋转角θ被设定时通过所述驱动信号生成器220生成主轴驱动信号以及测量装置驱动信号。
因此，装配有所述工具偏移附属装置100的旋转主轴S以第一旋转角θ1旋转并朝第一旋转位置移动，并且配置在所述机身B的内部的工具偏移测量装置T0朝机体的加工区域排出。因此，所述加工偏移附属装置100和工具偏移测量装置T0都配置在机床的加工区域。
在本实施例，驱动所述主轴驱动信号使所述旋转主轴S在所述坐标系的x-z平面上旋转。但是，旋转主轴S的旋转平面是选择性的，并且明显地可以驱动旋转主轴S使其在y-z平面上旋转。在所述y-z平面上旋转的情况也可以通过与后述的相同过程获取对于主轴旋转中心的中心误差。
在所述加工区域使所述工具偏移附属装置100的接触部120和工具偏移测量装置T0接触，从而检测第一工具偏移并储存在所述工具偏移储存部230。
例如，所述球形接触部120在所述第一旋转位置分别与配置在垂直于x轴和z轴的接触面的头部传感器接触，从而检测具备x轴和z轴成分的第一工具偏移(x1，z1)。在本实施例，所述接触部120的接触球和工具偏移测量装置T0的接触面接触瞬间的接触坐标通过头部传感器检测，并且所述接触坐标分别以x轴以及z轴方向的偏移坐标储存在所述第一储存部231。
因此，所述旋转主轴S通过主轴驱动信号以大于第一旋转角θ1的第二旋转角θ2旋转，从而朝第二旋转位置进一步旋转。当完成朝第二旋转位置的旋转时，使所述接触部120和工具偏移测量装置T0接触，从而检测作为第二位置的工具偏移的第二工具偏移并且储存在所述第二储存部232。例如，在所述第二旋转位置所述球形接触部120分别与配置在垂直于x轴以及z轴的接触面的头部传感器，从而检测具备x轴以及z轴成分的第二工具偏移(x2，z2)。
此时，所述第一储存部231以及所述第二储存部232分别与所述旋转角储存部210连接，从而可以以所述主轴旋转角θ为特征与各工具偏移连接。
图2a是图1中图示的旋转主轴旋转时的理论中心和实际中心之间的中心误差的概略示意图，图2b是工具偏移由图1中图示的旋转主轴的中心误差引起地变化的示意图。
参照图2a以及2b，当校正坐标系的原点后旋转旋转主轴S时，由偏摆头构造物的自身误差引发的原因，所述旋转主轴S的旋转中心从O(x，z)迁移，迁移量约为误差向量E(α，β)，从而位于实际中心O’(x+α，z+β)。
因此，在所述旋转主轴S装配工具偏移附属装置100，并且在旋转主轴S的旋转前后的位置测量工具偏移，使工具偏移的大小根据所述旋转角的大小△θ和误差向量E(α，β)而变化。
将所述旋转主轴S的旋转中心位于理论中心O(x，z)时的情况设定为旋转起始点，位于实际中心O’(x+α，z+β)时的情况设定为旋转终点时，可以建模为，所述旋转主轴S从任意基准位置旋转第一旋转角θ1从而在所述理论中心O(x，z)具有旋转中心的第一旋转位置，朝从所述基准位置旋转第二旋转角θ2从而在实际中心O’(x+α，z+β)具有旋转中心的第二旋转位置。
因此，当旋转主轴S位于所述第一旋转位置时所述工具偏移检测为第一工具偏移T1(x1，z1)，位于所述第二旋转位置时所述工具偏移检测为第二工具偏移T2(x2，z2)。当不发生所述偏摆头构造物自身的误差时检测出的第一工具偏移以及第二工具偏移值与第一以及第二旋转位置无关并且是相同的。但是，实际上根据偏摆头构造物固有的设备误差，所述旋转主轴S的理论位置和实际位置是不同的，因此偏移工具通过旋转互不相同。
所述运算部300通过所述第一工具偏移T1(x1，z1)旋转变换为所述第二旋转位置生成变换偏移，通过所述第二工具偏移T2(x2，z2)与所述变换偏移的差异获取作为关于所述旋转主轴S的旋转中心的位置误差的误差向量。
例如，所述运算部300具备：第一变换单元310，以实际中心为中心在所述第一工具偏移T1以及第二工具偏移T2之间执行旋转变换；第二变换单元320，以所述理论中心为中心对所述第一工具偏移T1执行旋转变换，从而生成所述变换偏移；以及校正函数单元330，从所述第二工具偏移和所述变换偏移运算所述误差向量。
所述第一变换单元310获取通过旋转变换检测的第一工具偏移T1以及第二工具偏移T2之间的关系。所述旋转主轴S以具有第一旋转角θ1的第一旋转位置至具有第二旋转角θ2的第二旋转位置的实际中心O’(x+α，z+β)为中心顺时针旋转的过程中，工具前端的位置从第一工具偏移T1移动向第二工具偏移T2。
因此，所述第一工具偏移T1以及第二工具偏移T2通过旋转变换满足式(1)以及式(2)。
--(1)(但是，△θ＝θ2-θ1)。
设根据所述旋转主轴S的顺时针方向旋转的旋转变换矩阵为R，
以此表示。
所述第二变换单元320，当所述第一工具偏移T1以所述旋转主轴S的理论中心为中心从第一旋转位置移动向第二旋转位置时生成的假想工具偏移生成为变换偏移。因此，假设不存在所述偏摆头构造物的设备误差从而所述变换偏移表示所述理论中心与实际中心的位置一致时，通过旋转主轴S的旋转表示所述第一工具偏移T1变换的位置。
因此，根据所述第二变换单元320，如以下获取第一工具偏移T1的变换偏移Tc(xc，zc)。
所述校正函数单元330利用第二工具偏移T2和变换偏移Tc运算所述误差向量E(α，β)。即使第一工具偏移T1以相同的旋转角旋转后，以理论中心O为中心旋转时变换为变换偏移Tc，以实际位置O’为中心旋转时变换为所述第二工具偏移T2。
因此，所述第二工具偏移T2和变换偏移Tc的差异成为根据所述误差向量E(α，β)的旋转变换成分。
执行式(2)，式(3)，
根据式(4)以及式(5)，所述误差向量E(α，β)与旋转主轴S的理论中心O坐标无关的，仅提供为旋转角θ的函数。因此，通过工具偏移附属装置100检测第一工具偏移T1以及第二工具偏移T2，并且设定旋转主轴的旋转角，可以自动获取对于所述旋转角的误差向量。
图3a至图3d是图1中图示的旋转主轴以90°旋转时检测误差向量过程的示意图。图3a以及图3b是旋转偏移附属装置100平行地配置于所述机床的工作台，使所述第一旋转角θ1以0°状态检测第一工具偏移(水平偏移)的示意图，图3c以及图3d是旋转偏移附属装置100垂直地配置于所述机床的工作台，使所述第二旋转角θ2以逆时针旋转90°的状态检测第二工具偏移(垂直偏移)的示意图。
参照图3a以及图3b，在水平地配置有所述工具偏移附属装置100的第一旋转位置，使所述球形接触部120分别与工具偏移测量装置T0的x轴以及z轴头部传感器(H1，H2)接触。由此，利用水平偏移检测在水平状态作为第一工具偏移的T1(x1，z1)。所述接触部120的接触球与工具偏移测量装置T0的头部传感器(H1，H2)接触瞬间的接触坐标通过所述头部传感器检测，并且所述接触坐标分别以x轴以及z轴方向的水平偏移坐标储存在所述第一储存部231。
接着，如图3c以及图3d所述的，旋转90°(即，-270°)所述旋转主轴S并移动向具有第二旋转角θ2的第二旋转位置。当移动至第二旋转位置地旋转完成时，使所述接触部120和工具偏移测量装置T0接触，从而检测的作为第二旋转位置的工具偏移的第二工具偏移T2(x2，z2)作为垂直偏移并且储存在所述第二储存部232。例如，所述球形接触部120在所述第二旋转位置分别与x轴以及z轴和头部传感器(H1，H2)接触，从而检测具备x轴以及z轴成分的第二工具偏移T2(x2，z2)。
假设所述工具偏移测量装置T0为坐标的原点，根据式(3)获取如以下式(6)的所述水平偏移的变换偏移。
因此，根据式(5)获取如以下式(7)的所述误差向量E(α，β)。
由此，无需用于检测旋转主轴S的中心误差的另外设备，利用具备在机床的工具偏移测量装置T0可以准确地自动检测中心误差。
而且，自动反映检测的所述误差方向至旋转主轴S，从而可以准确地自动执行主轴旋转误差地检测和校正。
所述驱动部400驱动旋转主轴S使所述误差向量E被抵消，从而使所述旋转主轴S的实际中心与理论中心一致。先执行对于坐标轴原点地校正时在加工区域驱动的多个设备要素的相对位置是由数字控制器特定的状态，因此驱动旋转主轴自身使实际中心与理论中心一致，从而可以消除所述误差向量E。因此，旋转主轴S的旋转中心同样以机床的坐标系原点为基准特定，因此可以防止由数字控制器运算的工具前端的坐标通过主轴S地旋转发生的偏差。
在本实施例，虽然所述驱动部400是以旋转中心校正装置500的构成要素另外提供的，但是明显地可以包括驱动所述机床的数字控制器的驱动要素。
设定固定有所述偏摆头的立柱构造物(未图示)的方向的高度方向作为x轴方向，固定有工作物的工作台的移动方向作为z轴方向，示例性地公开了坐标轴x-z平面上的理论中心和实际中心之间的旋转移动关系，但是明显地对于由作为工作台的宽度方向的y轴方向和z轴方向限定的y-z平面，可以与上述所述相同的过程获取位置偏差并且校正。
如上述所述的偏摆头中心位置自动校正装置，从通过坐标系校正来校正的坐标系，利用嵌入在机床的工具偏移测量装置和工具偏移附属装置在互不相同的旋转位置检测第一工具偏移以及第二工具偏移，并且通过所述第一工具偏移以及第二工具偏移和旋转移动来自动检测关于旋转主轴的旋转中心的误差向量。由此，根据旋转中心校正装置的算法自动检测误差向量，检测的误差向量反映至旋转主轴并且校正，从而可以校正主轴中心误差。
因此，无需用于检测主轴旋转中心的中心误差的另外设备或复杂的检测过程而准确地校正中心误差，从而可以显著地提高机床的加工精密度和生产性。特别地，当需要旋转主轴的中心误差时，从自动工具交换机ATC自动装配所述工具偏移附属装置在偏摆头，通过已经安装的工具偏移测量装置仅测量工具偏移，从而可以自动化对于中心误差检测和主轴的校正。
如上述所述，以上是参照本发明的实施例说明的，本领域相关的普通技术人员应当理解，在不脱离本专利权利要求记载范围的本发明的思想以及领域的范围内，本发明可以进行多种修正以及变更。

Claims (6)

1.一种旋转中心校正装置，包括：
工具偏移附属装置，具备结合在结合工具的旋转主轴的机身以及固定在所述机身的球形接触部；
工具偏移测量装置，嵌入在机床并且根据需求突出至加工区域，从所述球形接触部的接触点自动测量作为所述工具前端的位置误差的工具偏移；
偏移数据处理部，连接于所述工具偏移测量装置，以所述旋转主轴的旋转位置分别区分，并且储存第一工具偏移以及第二工具偏移；以及
运算部，连接于所述偏移数据处理部，使所述第一工具偏移旋转变换，从而生成变换偏移，并且从所述第二工具偏移和所述变换偏移的差异获取关于所述旋转主轴的旋转中心的作为位置误差的中心误差向量。
2.根据权利要求1所述的旋转中心校正装置，其中，
所述机床的位置由通过校正坐标系消除所述工具的位置误差的校正坐标系确定，并且从分别以第一以及第二旋转角在所述校正坐标系旋转的第一以及第二旋转位置获取所述第一工具偏移以及第二工具偏移。
3.根据权利要求2所述的用于偏摆头的旋转中心校正装置，其中，运算部包括：
第一变换单元，以包括所述误差向量的所述旋转主轴的实际旋转中心为中心在所述第一工具偏移以及第二工具偏移之间执行旋转变换；
第二变换单元，以不具备所述误差向量的所述旋转主轴的理论旋转中心为中心对所述第一工具偏移执行旋转变换，从而生成所述变换偏移；以及
校正函数单元，通过以下式(1)处理所述第二工具偏移和所述变换偏移，从而运算所述误差向量，
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其中，x1、z1以及x2、z2表示所述第一工具偏移以及第二工具偏移的坐标值；xc、zc表示所述变换偏移的坐标值；α、β表示所述误差向量的坐标值；θ1以及θ2分别表示第一旋转角以及第二旋转角。
4.根据权利要求3所述的用于偏摆头的旋转中心校正装置，
所述第一工具偏移，包括：水平偏移，所述旋转偏移附属装置配置成平行于所述机床的工作台，从而在所述第一旋转角θ1为0°的状态下被检测出；
所述第二工具偏移，包括：垂直偏移，所述旋转偏移附属装置配置成平行于所述机床的工作台，从而在所述第二旋转角θ2为90°的状态下被检测出。
5.根据权利要求4所述的用于偏摆头的旋转中心校正装置，其中，
所述变换偏移，按照式(2)运算出，
所述误差向量，按照式(3)获取，
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6.根据权利要求1所述的用于偏摆头的旋转中心校正装置，还包括：
驱动部，驱动所述旋转主轴使所述误差向量被抵消，从而使所述旋转主轴的实际旋转中心与作为设计上的旋转中心的理论旋转中心一致。
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