CN108917520B - 一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法 - Google Patents
一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108917520B CN108917520B CN201810432239.4A CN201810432239A CN108917520B CN 108917520 B CN108917520 B CN 108917520B CN 201810432239 A CN201810432239 A CN 201810432239A CN 108917520 B CN108917520 B CN 108917520B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- value
- machine tool
- shaft
- degrees
- precision
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，包括如下步骤：（1）检测准备：准备工具：检验球1个，磁性表架2个，杠杆千分表1个；（2）架表‑1，平测，得到补偿值i=((h‑g)/2)*cos(30)，将i值补偿到d值对应的机床参数中；（3）架表‑2，立测：按照步骤（2）的方法，得到补偿值i=((j‑k)/2)*cos(30)，将i补偿到c值对应的机床参数中；（4）复测检验，逼近误差。通过上述方式，本发明方法简单易操作，不需要依赖复杂高成本的专用工具，也不需要依赖专用宏程序或专用复杂算法，检测成本低，检测精度可靠。
Description
技术领域
本发明涉及五轴联动机床旋转轴精度检测技术领域，特别是涉及一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法。
背景技术
对于高精度五轴加工中心，由于比普通三轴机床增加了两个旋转轴，而为了控制累积误差，对机械精度尤其是旋转精度提出了更高的要求。
调校精度时，需要精确测量两个旋转轴线（异面直线）间的距离，以及主轴端面中心与旋转轴线的位置关系，必须是实测值而非理论值，如图1，需要测得a、b、c、d四个精确数值（其中a、b的测量方法较简单，不在本发明说明范围内）。
对于角度旋转范围较大的机床，这些数据可以通过工作台旋转到正交角度(90/-90等)直接测量获得。如图2所示，只需将机床分别转到A+90度和A-90度，分别测量C轴表面高度和C轴回转中心机械坐标，即可得到所需参数c=e/2，d=f/2。
但是，对于一部分旋转角度范围较小的机床，机床旋转轴实际上转不到理想的正交角度。例如对于如图3所示的A+C机床，即第一旋转轴为A轴，第二旋转轴为C轴（C轴在A轴的基础上旋转），由于A轴的旋转范围仅为（-30至+45度）远无法达到（-90至+90）的范围，因此A轴与C轴之间的位置关系的实际值无法直接测得。而理论计算的误差又满足不了高精度的要求，而且测量需要较多的专用工具或测量软件或专用宏程序，成本高且操作复杂（例如西门子系统需要配置3D-Quick工具刀及专用的校准程序，同时还要配备自动探头，成本很高）。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，检测方法简便、成本低，且检测精度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，包括如下步骤：
（1）检测准备 ：
准备工具：检验球1个，磁性表架2个，杠杆千分表1个；
首先将检验球固定到一个磁性表架上，然后将固定有检验球的一个磁性表架吸附在主轴端面上，然后调整所述检验球的位置，使得主轴带动所述磁性表架旋转时，所述检验球的旋转跳动值≤0.003mm，最后将另一个磁性表架吸附在C轴表面；
（2）架表-1，平测：
开启五轴联动的刀尖跟随功能，在对应参数中输入事先测量好的a、b值，并将c、d名义值输入机床参数，将杠杆千分表的测尖置于检验球的最低点附近，然后给机床输入指令，使A轴作+30度至-30度旋转，机床带动杠杆千分表的测尖在检验球表面接近底部的区域跟随滑动；然后将+30度时的读数计为g，将-30度的读数计为h，则补偿值i=((h-g)/2)*cos(30)，最后将i值补偿到d值对应的机床参数中；
（3）架表-2，立测：
按照步骤（2）的方法，开启五轴联动的刀尖跟随功能，在对应参数中输入事先测量好的a、b值，并将c、d名义值输入机床参数，将杠杆千分表的测尖置于检测球的侧面高点附近，然后给机床输入指令，使A轴作+30度至-30度旋转，机床带动杠杆千分表的测尖在检验球侧面跟随滑动；然后将+30度时的读数计为j，将-30度的读数计为k，则补偿值 i=((j-k)/2)*cos(30) ，最后将i补偿到c值对应的机床参数中；
（4）复测检验，逼近误差：
依次重复所述步骤（2）和（3），进行检验精度，当A轴一次旋转过程中杠杆千分表在检验球面上连续的读数变化均足够小即视精度补偿合格，如果发现数值不能满足要求，再次按步骤（2）和（3）中的算法补偿，直到逼近要求的精度。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，当A轴一次旋转过程中杠杆千分表在检验球面上连续的读数计算得到的补偿值 i＜0.01mm时，即视精度补偿合格。
本发明的有益效果是：本发明方法简单易操作，不需要依赖复杂高成本的专用工具，也不需要依赖专用宏程序或专用复杂算法，检测成本低，检测精度可靠。
附图说明
图1是五轴联动机床调校精度时的测量示意图；
图2是角度旋转范围较大的五轴联动机床调校精度时测量示意图；
图3是旋转角度范围较小的五轴联动机床调校精度时测量示意图；
图4是本发明检测五轴联动机床旋转轴精度时的测量示意图；
图5是图4所示平测示意图；
图6是图4所示立测示意图；
附图中各部件的标记如下：1、机床机械原点，2、A轴，3、机床主轴，4、C轴（工作转台），a、主轴正对C轴中心时的X机械坐标，b、主轴端面紧贴C轴上表面的Z机械坐标，c、A轴回转中心到C轴表面的距离，d、A轴回转中心到C轴回转中心的距离，5、A轴+90度形态，6、A轴0度初始形态，7、A轴-90度形态，8、A轴回转中心，e、A轴在+90度与-90度时C轴表面间距，f、A轴在+90度与-90度时C轴回转中心间距，9、主轴，10、磁性表架，11、检验球，12、杠杆千分表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图4-6，本发明实施例包括：
一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，包括如下步骤：
（1）检测准备 ：
准备工具：检验球1个，磁性表架2个，杠杆千分表1个；
如图4所示，首先将检验球固定到一个磁性表架上，然后将固定有检验球的一个磁性表架吸附在主轴端面上，然后调整所述检验球的位置，使得主轴带动所述磁性表架旋转时，所述检验球的旋转跳动值≤0.003mm，最后将另一个磁性表架吸附在C轴表面；
（2）架表-1，平测：
按图5所示架表，开启五轴联动的刀尖跟随功能，在对应参数中输入事先测量好的a、b值，并将c、d名义值输入机床参数，将杠杆千分表的测尖置于检验球的最低点附近，然后给机床输入指令，使A轴作+30度至-30度旋转，机床带动杠杆千分表的测尖在检验球表面接近底部的区域跟随滑动；然后将+30度时的读数计为g，将-30度的读数计为h，则补偿值i=((h-g)/2)*cos(30)，最后将i值补偿到d值对应的机床参数中；
（3）架表-2，立测：
按图6所示架表，按照步骤（2）的方法，开启五轴联动的刀尖跟随功能，在对应参数中输入事先测量好的a、b值，并将c、d名义值输入机床参数，将杠杆千分表的测尖置于检测球的侧面高点附近，然后给机床输入指令，使A轴作+30度至-30度旋转，机床带动杠杆千分表的测尖在检验球侧面跟随滑动；然后将+30度时的读数计为j，将-30度的读数计为k，则补偿值 i=((j-k)/2)*cos(30) ，最后将i补偿到c值对应的机床参数中；
（4）复测检验，逼近误差：
依次重复所述步骤（2）和（3），进行检验精度，当A轴一次旋转过程中杠杆千分表在检验球面上连续的读数计算得到的补偿值 i＜0.01mm时，即视精度补偿合格；如果发现数值不能满足要求，再次按步骤（2）和（3）中的算法补偿，直到逼近要求的精度。
本发明揭示了一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，简单易操作，不需要依赖复杂高成本的专用工具，也不需要依赖专用宏程序或专用复杂算法，检测成本低，检测精度可靠。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）检测准备 ：
准备工具：检验球1个，磁性表架2个，杠杆千分表1个；
首先将检验球固定到一个磁性表架上，然后将固定有检验球的一个磁性表架吸附在主轴端面上，然后调整所述检验球的位置，使得主轴带动所述磁性表架旋转时，所述检验球的旋转跳动值≤0.003mm，最后将另一个磁性表架吸附在C轴表面；
（2）架表-1，平测：
开启五轴联动的刀尖跟随功能，在对应参数中输入事先测量好的a、b值，并将c、d名义值输入机床参数，将杠杆千分表的测尖置于检验球的最低点附近，然后给机床输入指令，使A轴作+30度至-30度旋转，机床带动杠杆千分表的测尖在检验球表面接近底部的区域跟随滑动；然后将+30度时的读数计为g，将-30度的读数计为h，则补偿值i=((h-g)/2) ×cos(30)，最后将i值补偿到d值对应的机床参数中；其中a值为主轴正对C轴中心时的X机械坐标，b值为主轴端面紧贴C轴上表面的Z机械坐标，c值为A轴回转中心到C轴表面的距离，d值为A轴回转中心到C轴回转中心的距离；
（3）架表-2，立测：
按照步骤（2）的方法，开启五轴联动的刀尖跟随功能，在对应参数中输入事先测量好的a、b值，并将c、d名义值输入机床参数，将杠杆千分表的测尖置于检测球的侧面高点附近，然后给机床输入指令，使A轴作+30度至-30度旋转，机床带动杠杆千分表的测尖在检验球侧面跟随滑动；然后将+30度时的读数计为j，将-30度的读数计为k，则补偿值 i=((j-k)/2) ×cos(30) ，最后将i补偿到c值对应的机床参数中；
（4）复测检验，逼近误差：
依次重复所述步骤（2）和（3），进行检验精度，当A轴一次旋转过程中杠杆千分表在检验球面上连续的读数变化均足够小即视精度补偿合格，如果发现数值不能满足要求，再次按步骤（2）和（3）中的算法补偿，直到逼近要求的精度。
2.根据权利要求1所述的可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，当A轴一次旋转过程中杠杆千分表在检验球面上连续的读数计算得到的补偿值 i＜0.01mm时，即视精度补偿合格。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810432239.4A CN108917520B (zh) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810432239.4A CN108917520B (zh) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108917520A CN108917520A (zh) | 2018-11-30 |
| CN108917520B true CN108917520B (zh) | 2020-04-14 |
Family
ID=64403653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810432239.4A Active CN108917520B (zh) | 2018-05-08 | 2018-05-08 | 一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108917520B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110412939B (zh) * | 2019-07-01 | 2022-02-08 | 沈阳黎航发石化机械设备制造有限公司 | 利用宏程序在四轴卧式加工中心实现刀尖跟随功能的方法 |
| CN110388862A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-29 | 上海理工大学 | 一种简便定位机床转台旋转轴线的方法 |
| CN111922785B (zh) * | 2020-07-09 | 2022-08-26 | 山西汾西重工有限责任公司 | 一种校正工装、机床虚拟旋转轴补偿方法及系统、五轴机床 |
| CN114193232B (zh) * | 2021-11-26 | 2023-09-19 | 齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司 | 重型落地镗铣床五轴刀尖跟随功能精度测量装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1688949A (zh) * | 2002-10-11 | 2005-10-26 | 弗迪亚有限公司 | 用于测量、补偿和测试数控机床头和/或工作台的系统和方法 |
| CN101913103A (zh) * | 2010-08-19 | 2010-12-15 | 上海理工大学 | 数控机床回转工作台转角误差测量方法 |
| CN104308657A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-28 | 浙江大学 | 一种基于球杆仪测量的机床旋转轴几何误差六圈辨识方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2904248B2 (ja) * | 1993-03-01 | 1999-06-14 | 株式会社東京精密 | 座標測定機用ロータリテーブルの校正方法 |
| JP5297906B2 (ja) * | 2009-06-18 | 2013-09-25 | 株式会社ミツトヨ | 画像プローブの校正方法および形状測定機 |
| CN101758418B (zh) * | 2009-12-14 | 2011-06-22 | 济南二机床集团有限公司 | 一种五轴联动龙门铣床加工精度的调校方法 |
| CN102001021B (zh) * | 2010-10-22 | 2012-03-14 | 西南交通大学 | 五轴联动数控机床回转摆动轴几何误差参数值的测量方法 |
| CN103831665B (zh) * | 2012-11-23 | 2016-07-06 | 江西昌河航空工业有限公司 | 一种五轴机床旋转轴定位精度检测和校正方法 |
| CN103273379B (zh) * | 2013-05-29 | 2016-08-17 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种多轴联动双摆头数控铣床c轴联动精度的检测方法 |
| CN103286633B (zh) * | 2013-06-14 | 2015-10-14 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 五坐标数控机床摆角快速测量系统及误差补偿方法 |
| CN106112693B (zh) * | 2016-07-01 | 2018-02-16 | 上海拓璞数控科技股份有限公司 | 一种五轴数控机床平动轴和旋转轴同步误差检测方法 |
| CN107450473B (zh) * | 2017-08-03 | 2019-09-20 | 南京航空航天大学 | 一种cfxyza型五轴数控机床旋转轴几何误差计算、补偿及其验证方法 |
-
2018
- 2018-05-08 CN CN201810432239.4A patent/CN108917520B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1688949A (zh) * | 2002-10-11 | 2005-10-26 | 弗迪亚有限公司 | 用于测量、补偿和测试数控机床头和/或工作台的系统和方法 |
| CN101913103A (zh) * | 2010-08-19 | 2010-12-15 | 上海理工大学 | 数控机床回转工作台转角误差测量方法 |
| CN104308657A (zh) * | 2014-10-14 | 2015-01-28 | 浙江大学 | 一种基于球杆仪测量的机床旋转轴几何误差六圈辨识方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108917520A (zh) | 2018-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108917520B (zh) | 一种可用于检测五轴联动机床旋转轴精度的方法 | |
| Jiang et al. | A method of testing position independent geometric errors in rotary axes of a five-axis machine tool using a double ball bar | |
| CN109129006B (zh) | 四轴卧式联动加工中心旋转轴位置偏差的修正方法 | |
| CN108372428B (zh) | 五轴机床结构误差自动测量补偿的方法及校正装置 | |
| EP3134707B1 (en) | Calibration of measurement probes | |
| Kunzmann et al. | A uniform concept for calibration, acceptance test, and periodic inspection of coordinate measuring machines using reference objects | |
| US9542355B2 (en) | Method for recalibrating coordinate positioning apparatus | |
| CN102914260B (zh) | 基于光电式两轴准直仪的转台分度误差检测方法 | |
| TWI474891B (zh) | Calibration method of gear measuring device | |
| EP3425329A1 (en) | Cnc machine geometry error and accuracy monitoring and evaluation | |
| JP2013503380A (ja) | 工作機械の校正方法 | |
| CN112526926B (zh) | 一种五轴数控机床旋转轴结构参数误差补偿方法 | |
| CN112008491B (zh) | 一种基于测头的ca型五轴数控机床rtcp精度标定方法 | |
| CN105334802B (zh) | 一种调整主轴与c轴同轴度的方法 | |
| CN111843613B (zh) | 一种五轴龙门摆头空间轴线误差值测定方法 | |
| CN109253710B (zh) | 一种revo测头a轴零位误差标定方法 | |
| CN102744524B (zh) | 振动陀螺激励罩电极刻蚀平衡调整装置及方法 | |
| CN104567773A (zh) | 臂型三维测量机和支撑该测量机的基部的倾斜校正方法 | |
| CN114253217B (zh) | 带有自修正功能的五轴机床rtcp自动标定方法 | |
| CN111273058A (zh) | 一种加速度计标定方法 | |
| JPS608701A (ja) | 歯車の歯形及び歯すじを検査する持運び可能な検測装置並びに検測法 | |
| CN111006626A (zh) | 点胶设备的旋转轴标定方法及其装置 | |
| JP5437693B2 (ja) | 主軸又はアタッチメント主軸の補正値自動計測方法 | |
| CN202655803U (zh) | 一种振动陀螺激励罩电极刻蚀平衡调整装置 | |
| CN111735365A (zh) | 用于五轴机床rtcp功能的校验装置和校验方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210325 Address after: 201500 room Q60, building 1, 19 Siping South Road, Tinglin Town, Jinshan District, Shanghai Patentee after: Huanghu (Shanghai) Machine Tool Co.,Ltd. Address before: 215500 No.98, Tonggang Road, Meili Town, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province Patentee before: HUANG GU (SUZHOU) MACHINE TOOL Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220113 Address after: 313100 No. 2, third floor, exhibition center, Zhejiang Sino German (Changxing) International Industrial Cooperation Park, No. 1228, ChenWang Road, Changxing Economic and Technological Development Zone, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Huanghu (Zhejiang) Precision Machine Tool Co.,Ltd. Address before: 201500 room Q60, building 1, 19 Siping South Road, Tinglin Town, Jinshan District, Shanghai Patentee before: Huanghu (Shanghai) Machine Tool Co.,Ltd. |