CN107498389A - 一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，涉及数控机床定位精度检测技术领域，包括：传动组件，用于将数控机床旋转轴的转动传至测量组件，所述传动组件包括：与被检测机床的主轴连接的连接柄，所述连接柄下端固定连接有上连杆，所述上连杆下端固定连接有下连杆，所述下连杆下端通过联轴器连接有测量组件；测量组件以及控制组件。本发明在满足旋转轴的定位精度检测要求下，降低了数控机床旋转轴的定位精度检测成本；还结合通用刀柄与机床主轴进行连接，增加了所述定位精度检测装置的通用性；还利用法兰盘的结构，使所述下连杆的轴线与旋转轴的轴线相对位置可调，提高了所述精度检测装置的精确性。

Description

一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置

技术领域

本发明涉及数控机床定位精度检测技术领域，具体的说，是一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置。

背景技术

在数控机床维修或保养过程中，经常需要对旋转轴的定位精度进行检测。测量旋转轴的定位精度，目前通常的定位精度检测方法是使用激光干涉仪、角摆仪等仪器进行测量并计算出旋转轴定位的精度。激光干涉仪能直接测量并计算出旋转轴的定位精度，测量结果直观、准确，但激光干涉仪在测量过程中需要配上一些测量附件及工装夹具，价格较为昂贵，且工装夹具的通用性差；角摆仪能直接测量、计算出旋转轴的定位精度，测量结果直观、准确，但角摆仪只能用于对旋转轴竖直方向上的定位精度进行测量，不能用于旋转轴水平方向的定位精度测量，而且价格也较为昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，在满足旋转轴的定位精度检测要求下，降低了数控机床旋转轴的定位精度检测成本。本发明还结合通用刀柄与机床主轴进行连接，增加了所述定位精度检测装置的通用性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，包括：

传动组件，用于将数控机床旋转轴的转动传至测量组件，所述传动组件包括：与被检测机床的主轴连接的连接柄，所述连接柄下端固定连接有上连杆，所述上连杆下端固定连接有下连杆，所述下连杆下端通过联轴器连接有测量组件；

测量组件，用于采集旋转轴每一次运行的实际旋转角度值，并将实测的角度值传递至控制组件；

控制组件，与所述测量组件电性连接，用于接收来自测量组件采集到的旋转轴的实际角度值，并将实际角度值与指令角度值进行处理，得到旋转轴的定位精度。

本发明提供的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，包括：

传动组件，本发明的的目的在于数控机床的维修或保养时，对数控机床的旋转轴的定位精度进行检测，所述传动组件用于在进行定位精度检测时，工作人员通过所述传动组件将数控机床旋转轴的实际转动路径传至测量组件，经测量组件实际测量将包含旋转轴实际角度值信息的模拟信号发送至控制组件进行处理。在本发明中，所述传动组件包括：连接柄，用于在进行检测时通过机床拉到机构安装到主轴上面，实现机床与所述定位精度检测装置之间的连接，进而采集旋转轴旋转的实际角度值；所述连接柄下端与一上连杆固定连接，所述上连杆用于连接连接柄与下连杆，并将旋转轴的实际角度通过传至下连杆；所述下连杆上端与上连杆固定连接，下端通过联轴器连接有测量组件，所述下连杆跟随上连杆做着相同的旋转动作，并将这一旋转动作传至测量组件。

测量组件，用于采集旋转轴每一次转动的实际角度值，并将采集到的旋转轴的实际的角度值传递至控制组件进行数据处理以及分析。

控制组件，与所述测量组件电性连接，用于接收来自所述测量组件采集到的包含旋转轴的旋转的实际角度值的信号，并将得到的旋转轴的实际角度值信息与控制组件自身发出的指令运动路径信息进行处理，最后得到所述旋转轴的定位精度。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述测量组件包括：中空的壳体，所述壳体内部设有与控制组件电性连接的旋转编码器，所述旋转编码器固定连接有贯穿壳体顶部并与所述联轴器固定连接的转轴。

优选地，所述联轴器为柔性联轴器。

优选地，所述连接柄为标准刀柄

优选地，所述上连杆下端设有第一法兰盘，所述下连杆上端设有与第一法兰盘相匹配的第二法兰盘。

优选地，所述第一法兰盘上设有螺纹孔，所述第二法兰盘上设有大于螺纹孔直径的通孔。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明在满足旋转轴的定位精度检测要求下，降低了数控机床旋转轴的定位精度检测成本；

(2)本发明还结合通用刀柄与机床主轴进行连接，增加了所述定位精度检测装置的通用性；

(3)本发明还利用法兰盘的结构，使所述下连杆的轴线与旋转轴的轴线相对位置可调，提高了所述精度检测装置的精确性。

附图说明

图1本发明精度检测装置结构示意图；

图2为本发明结构安装剖面示意图；

图3为本发明上连杆与下连杆结构以及连接方式示意图；

图4为本发明测量组件结构剖面示意图；

其中：11-连接柄；12-上连杆；121-第一法兰盘；13-下连杆；131-第二法兰盘；14-联轴器；15-锁紧螺钉；2-测量组件；21-壳体；22-旋转编码器；23-转轴；3-控制组件；4-机床主轴；5-旋转轴。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1、附图2所示，本实施例提供的一种数控机床旋转轴5的定位精度检测装置，用于在数控机床的维修或包养过程中对数控机床旋转轴5的定位精度进行检测。所述定位精度检测装置包括：

传动组件，所述传动组件用于在对数控机床的旋转轴5进行定位精度检测工作时，工作人员通过所述传动组件将被测数控机床的旋转轴5的实际转动路径进行采集。在本实施例中，所述传动组件包括：连接柄11，所述连接柄11上端与被检测的机床主轴4锥孔尺寸一致，用于装夹连杆，并在进行检测时通过机床拉刀机构安装在机床主轴4上，实现机床与所述定位精度检测装置之间的连接，进而采集旋转轴5的实际旋转的角度；所述连接柄11下端与一上连杆12固定连接，所述上连杆12用于连接所述连接柄11与下连杆13，并将旋转轴523的实际运动路径通过所述上连杆12传至下连杆13；所述下连杆13上端与上连杆12固定连接，下端通过联轴器14连接有测量组件2，所述下连杆13跟随上连杆12做着相同的旋转动作，并将这一旋转动作传至测量组件2。在本实施例中，所述上连杆12与下连杆13均为光滑的圆柱结构。

测量组件2，用于采集旋转轴5每一次转动的实际旋转的角度，并将采集到的旋转轴5的实际的运动路径传递至控制组件3进行数据处理以及分析。

控制组件3，与所述测量组件2电性连接，用于接收来自所述测量组件2采集到的包含旋转轴5的实际运动角度的信号，并将得到的旋转轴5的实际运动路径信息与控制组件3自身发出的指令运动路径信息进行处理，最后得到所述旋转轴5的定位精度。

在本实施例中，所述测量组件2可通过以下方式实现：在所述旋转轴5、连接柄11、上连杆12、下连杆13均设有位移传感器，所述位移传感器与所述控制组件3电性连接；所述测量组件2内设有电机，所述电机通过联轴器14与所述下连杆13传动连接，所述电机与所述控制组件3电性连接。在对数控机床发出加工程序指令前后，均采集一次所述位移传感器所在部件的位移信息，并将所述位移信息传至控制组件3，所述控制组件3将接收到的位移信息进行处理后，得到每一次发出指令运动时各部件的位移信息，对各部位的位移信息相对比，将差异值进行分析，若在精度要求范围内，则证明所述精度检测装置符合精度测量要求，可以用于进行精度检测；若超出精度要求范围，校正各个部件的连接，直到满足精度要求为止。当校正后的精度检测装置满足精度要求后，所述位移传感器将采集到的位移信息传至所述控制组件3，所述控制组件3将旋转轴5处的位移传感器采集到的实际运动路径与发出的指令运动路径相处理，按照要求的精度检测标准进行自动计算，得到所述旋转轴5的定位精度。

再例如，所述测量组件2还可通过以下方式实现：所述测量组件2主体为一中空的壳体21，所述壳体21内部设有与控制组件3电性连接的旋转编码器22，所述旋转编码器22与一转轴23传动连接，所述转轴23贯穿壳体21顶部并通过所述联轴器14与所述下连杆13传动连接。旋转编码器22是一种可实现快速调速的装置，将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数质量输出；同时还可以测量转速，判定旋转的方向。以此来采集旋转轴5的实际运动路径，并将采集到的旋转轴5的实际运动路径传至控制组件3，与指令运动路径相处理，按照要求的精度检测标准进行自动计算，得到所述旋转轴5的定位精度。

值得说明的是，作为本领域技术人而言，应当理解：在本实施例中，所述控制组件3可以是以微处理器(例如：MSP430F149IPM单片机)为核心，配以显示屏为控制面板等装置制造的操作台，也可以是个人电脑等大型集成电子设备。

当使用本实施例提供的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置进行数控机床旋转轴的定位精度检测时，通过编制旋转轴5的运动方程，控制组件3发出数控机床加工程序指令并是旋转轴5按照指令运动方程运行，保证控制组件3和机床加工程序指令相同的初始状态，即可按要求的角度以及检测点位运行旋转轴3，测量组件2测得当前旋转轴5的实际运行路径，并将若干个实测路径传递至控制组件3。控制组件3将接收到的若干个实测运行路径与机床指令路径进行处理，得到指令路径的若干个路径误差值。将这些路径误差值，采用符合标准要求的精度检测方法进行自动计算，就可以得出旋转轴的定位精度。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上，进一步限定，结合附图1、附图2、附图4所示，在本实施例中，所述测量组件2包括：中空的壳体21，所述壳体21内部设有与控制组件3电性连接的高精度旋转编码器22，所述旋转编码器22的输出轴固定连接有转轴，所述转轴贯穿壳体21顶部并通过所述联轴器14与下连杆13传动连接。精度检测对仪器的稳定性要求极高，因此，所述旋转编码器22在所述壳体21内部的安装方式为固定安装；同时，环绕旋转编码器22设有固定环，以此来保证在进行旋转轴5的定位精度检测工作时，旋转编码器22不会因为电机的转动而自身发生抖动，影响精度检测结果。

实施例3：

本实施例是在实施例2的基础上，进一步限定，在本实施例中，所述联轴器14为柔性联轴器。柔性联轴器无回转间隙、可实现所述下连杆13与所述测量组件2同步运转；同时，柔性联轴器具有弹性作用可用于补偿径向、角向以及轴向的偏差；并且，柔性联轴器顺时针和逆时针的回转特性完全相同，灵敏度高。在现有的联轴器中，柔性联轴器最适用于所述精度检测装置。

实施例4：

本实施例是在实施例1的基础上，进一步限定，结合附图1、附图2所示，在本实施例中，所述连接柄11为标准刀柄，使用标准刀柄将机床主轴4与下连杆13之间进行连接，所述标准刀柄与被检测的机床主轴4锥孔尺寸一致，在进行测量时通过机床拉刀机构安装到机床主轴4上面，实现机床与所述定位精度检测装置之间的连接，且使所述定位精度检测装置具有更高的通用性。

实施例5：

本实施例是在实施例1的基础上，进一步限定，结合附图3所示，在本实施例中，所述上连杆12下端设有第一法兰盘121，所述下连杆13上端设有与第一法兰盘121相匹配的第二法兰盘131。所述第一法兰盘121与第二法兰盘131之间通过锁紧螺钉15进行固定，所述上连杆12与下连杆13之间通过第一法兰盘121与第二法兰盘131进行固定连接。采用法兰盘进行固定连接，可以制作多组不同尺寸的连接柄11与上连杆12的固定连接结构，只要在制作时上连杆12下端的第一法兰盘121结构以及尺寸大小不变，即可实现一台精度检测装置用于不同尺寸大小的数控机床旋转轴5的定位精度检测工作。

在进行所述定位精度检测装置的安装过程中，将千分表及磁力表座吸附在工作台上，将千分表表针打到下连杆13外圆柱的径向上，旋转机床的旋转轴5，通过松开锁紧螺钉15调整下连杆13的位置，使下连杆13的轴线与旋转轴5的轴线同心，再拧紧锁紧螺钉15将上连杆12与下连杆13相互固定。

实施例6：

本实施例是在实施例5的基础上，进一步限定，结合附图3所示，在本实施例中，所述第一法兰盘121上设有螺纹孔，所述第二法兰盘131上设有大于螺纹孔直径的通孔。所述螺纹孔的内螺纹与所述锁紧螺钉15的外螺纹相同，同时所述螺纹孔的直径与所述锁紧螺钉15的直径大小相匹配；所述第二法兰盘131上设有的通孔，其直径略大于所述螺纹孔的直径。当使用所述锁紧螺钉15穿过所述通孔与所述螺纹孔进行螺纹连接时，进而将所述第二法兰盘131与第二法兰盘131相互固定连接；同时，所述通孔直径大于所述螺纹孔直径，使得所述第二法兰盘131具有调整余量，便于调节所述下连杆13与被测数控机床的旋转轴5同心。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，其特征在于，包括：

传动组件，用于将数控机床旋转轴的转动传至测量组件(2)，所述传动组件包括：与被检测机床的主轴连接的连接柄(11)，所述连接柄(11)下端固定连接有上连杆(12)，所述上连杆(12)下端固定连接有下连杆(13)，所述下连杆(13)下端通过联轴器(14)连接有测量组件(2)；

测量组件(2)，用于采集旋转轴每一次运行的实际旋转角度，并将实测的角度值传递至控制组件(3)；

控制组件(3)，与所述测量组件(2)电性连接，用于接收来自测量组件(2)采集到的旋转轴的实际角度值，并将实际角度值与指令角度值进行处理，得到旋转轴的定位精度。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，其特征在于，所述测量组件(2)包括：中空的壳体(21)，所述壳体(21)内部设有与控制组件(3)电性连接的旋转编码器(22)，所述旋转编码器(22)固定连接有贯穿壳体(21)顶部并与所述联轴器(14)固定连接的转轴(23)。

3.根据权利要求2所述的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，其特征在于，所述联轴器(14)为柔性联轴器。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，其特征在于，所述连接柄(11)为标准刀柄。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，其特征在于，所述上连杆(12)下端设有第一法兰盘(121)，所述下连杆(13)上端设有与第一法兰盘(121)相匹配的第二法兰盘(131)。

6.根据权利要求5所述的一种数控机床旋转轴的定位精度检测装置，其特征在于，所述第一法兰盘(121)上设有螺纹孔，所述第二法兰盘(131)上设有大于螺纹孔直径的通孔。