CN111251072A - 一种数控机床精度检测用反射镜组夹具 - Google Patents

一种数控机床精度检测用反射镜组夹具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，包括机床床身、安装在机床床身上的移动单元、安装在移动单元靠近机床床身一侧的摆动单元、以及安装在摆动单元靠近机床床身一侧的反射镜组单元；所述反射镜组单元包括与摆动单元连接的反射镜组夹具、安装在反射镜组夹具上的反射镜。本发明能够有效减少机床平动轴几何精度检测过程中，因被测目标轴变化而频繁更换反射镜组的操作，同时减少因反射镜组空间位姿调整所产生装夹误差，为多轴数控机床平动轴几何精度的检测和辨识提供便利。

Description

一种数控机床精度检测用反射镜组夹具
技术领域
本发明涉及机械制造设计领域及检测仪器技术领域，具体的说，是一种数控机床精度检测用反射镜组夹具。
背景技术
机床误差检测和补偿工作主要目的是为了提高机床的几何精度，合理的使用误差检测工具和误差辨识方法能够有效的提高多轴数控机床平动轴几何精度。目前，广泛使用激光干涉仪作为误差检测的工具，整个检测系统由激光发射器、反射镜、干涉镜、安装镜柄、磁性底座及激光发射器三脚架组成。国内外现有的基于激光反射仪的误辨识方法，如9线法，12线法，14线法，15线法，除了9线法仅需要进行单轴误差检测外，其它的检测方法都需要进行两轴或三轴联动轨迹定位误差的检测。无论都是单轴还是多轴定位误差的检测，都需要配合干涉镜和安装于主轴头上的反射镜组实现机床的误差检测。
一般情况下根据检测目标轴不同，需要反复调节安装于主轴头上的反射镜，使激光入射光射入反射镜有效范围内，以实现检测需求，如检测X，Y轴联动的直线轨迹，还是检测铅垂面内的直线，如XZ，YZ，XYZ轴联动的直线轨迹，需要人为的反复调节装夹反射镜在主轴上的位置，调节效率和精度低，不利于工业自动化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，用于配合机床精度检测工具实现机床单轴直线定位精度检测，能够有效减少机床平动轴几何精度检测过程中，因被测目标轴变化而频繁更换反射镜组的操作，同时减少因反射镜组空间位姿调整所产生装夹误差，为多轴数控机床平动轴几何精度的检测和辨识提供便利。
本发明通过下述技术方案实现：
一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，包括机床床身、安装在机床床身上的移动单元、安装在移动单元靠近机床床身一侧的摆动单元、以及安装在摆动单元靠近机床床身一侧的反射镜组单元；所述反射镜组单元包括与摆动单元连接的反射镜组夹具、安装在反射镜组夹具上的反射镜。
设定移动单元沿机床床身移动的方向为X轴方向，垂直与机床床身的方向为Z轴方向，同时垂直与Z轴和X轴的方向为Y轴方向。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反射镜组夹具包括与摆动单元连接的夹持杆、安装在夹持杆远离摆动单元一侧的安装盘、安装在安装盘远离夹持杆一侧且用于安装反射镜的反射镜组安装柱。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反射镜组安装柱远离安装盘的一侧设置有第一安装槽，所述反射镜组安装柱的四周侧面设置有第二安装槽和第三安装槽；所述第二安装槽的底部与反射镜组安装柱侧侧面平行设置，所述第三安装槽为V型槽，两个所述第三安装槽斜面靠近反射镜组安装柱轴线的一侧与反射镜组安装柱轴线所呈角度为45°。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述反射镜组安装柱的数量为四个且均匀的安装在安装盘远离夹持杆的一侧。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述移动单元包括两根与机床床身靠近反射镜组单元一侧垂直且与机床床身滑动连接的X轴移动支撑架、设置在两根X轴移动支撑架之间的连接杆、滑动安装在连接杆且沿Y轴方向移动的Z轴支撑架；两根所述X轴移动支撑架平行设置。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述Z轴支撑架包括滑动安装在连接杆且沿连接杆长方向移动的滑块、以及与滑块滑动连接且沿Z轴方向移动的Z轴架；所述Z轴架靠近机床床身的一端与摆动单元连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述安装盘靠近机床机身的一侧设置有凹槽，在所述凹槽内安装有磁铁；所述反射镜组安装柱与安装盘通过磁铁磁性连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述摆动单元包括与连接杆靠近机床床身一端连接且绕连接杆轴线旋转的旋转部、与旋转部铰接的转动部；转动部靠近安装盘一侧与夹持杆连接；所述夹持杆与安装盘的中心部连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明能够有效减少机床平动轴几何精度检测过程中，因被测目标轴变化而频繁更换反射镜组的操作；
（2）本发明减少因反射镜组空间位姿调整所产生装夹误差，为多轴数控机床平动轴几何精度的检测和辨识提供便利。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中反射镜组单元的结构示意图；
图3为本发明中凹槽的结构示意图；
图4为本发明中反射镜组安装柱的机构示意图；
图5为利用本发明进行Y轴、及Y轴与Z轴所形成的斜线方向误差检测时的使用状态图；
图6为利用本发明进行Z轴方向误差检测时的使用状态图；
其中1、机床床身；2、移动单元；3、滑块；4、连接杆；5、旋转部；6、转动部；7、反射镜组夹具；8、反射镜；9、精密检测快速调整装置；11、夹持杆；12、安装盘；13、反射镜组安装柱；A1、凹槽；B1、第一安装槽；B2、第二安装槽；B3、第三安装槽。
具体实施方式
下面结合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：
本发明通过下述技术方案实现，如图1-图6所示，一种数控机床精度检测用反射镜组夹具7，包括机床床身1、安装在机床床身1上的移动单元2、安装在移动单元2靠近机床床身1一侧的摆动单元、以及安装在摆动单元靠近机床床身1一侧的反射镜8组单元；所述反射镜8组单元包括与摆动单元连接的反射镜组夹具7、安装在反射镜组夹具7上的反射镜8。
需要说明的是，通过上述改进，移动单元2可实现相对于机床床身1在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的移动；由于移动单元2通过摆动单元与反射镜8组单元连接，从而通过控制移动单元2的移动，实现反射镜8组单元的移动；摆动单元在移动单元2将反射镜8组单元调整到大致位置后，进行精确调整，配合机床上安装的激光干涉仪的精密检测快速调整装置9，使得入射光能够进入反光镜的有效区域，从而进行完成方向误差的检测。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图2所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述反射镜组夹具7包括与摆动单元连接的夹持杆11、安装在夹持杆11远离摆动单元一侧的安装盘12、安装在安装盘12远离夹持杆11一侧且用于安装反射镜8的反射镜8组安装柱13。
进一步地，为了更好的实现本发明，图4所示，所述反射镜8组安装柱13远离安装盘12的一侧设置有第一安装槽B1，所述反射镜8组安装柱13的四周侧面设置有第二安装槽B2和第三安装槽B3；所述第二安装槽B2的底部与反射镜8组安装柱13侧侧面平行设置，所述第三安装槽B3为V型槽，两个所述第三安装槽B3斜面靠近反射镜8组安装柱13轴线的一侧与反射镜8组安装柱13轴线所呈角度为45°。
优选的，图4所示，当一个面设置有两个第二安装槽B2时，第三安装槽B3设置在两个第二安装槽B2之间。
需要说明的是，通过上述改进，在进行X轴方向误差检测时，图2所示，使得反射镜8组安装柱13的C面与安装盘12的D面相互平行，所呈角度为0°；通过激光干涉仪的精密检测快速调整装置9，粗调激光，保证入射光射入反射镜8有效接收区域，采用13线法检测算法完成X轴定位精度检测；所述的精密检测快速调整装置9安装在机床床身1上，安装方如图1所示。
进行X轴与Y轴所形成的斜线方向误差检测时，使得反射镜8组安装柱1313的C面与安装方盘12的D面呈45°安装，激光干涉仪的精密检测快速调整装置9如图1布置，粗调激光，保证入射光射入反射镜8有效接收区域，完成XY斜线方向误差检测。
进行X轴与Z轴所形成的斜线方向误差检测时，使得反射镜8组安装柱13设置有第三安装槽B3的一侧面与安装方盘12的D面呈0°安装，激光干涉仪的精密检测快速调整装置99如图1布置，粗调激光，保证入射光射入反射镜8有效接收区域，完成XZ斜线方向误差检测。所述的精密检测快速调整装置9安装在机床床身1上，安装方如图1所示。
进行X轴与Z轴所形成的斜线方向误差检测时，使得反射镜8组安装柱13设置有第三安装槽B3的一侧面与安装方盘12的D面呈45°安装，激光干涉仪的精密检测快速调整装置9粗调激光，保证入射光射入反射镜8有效接收区域，完成XZ斜线方向误差检测。所述的精密检测快速调整装置9安装在机床床身1上，安装方如图1所示。
进行Y轴，及Y轴与Z轴所形成的斜线方向误差检测时，反射镜8，反射镜8组安装柱13的安装方式与检测X轴，及XZ轴安装方式相同，不同之处在于将激光干涉仪的精密检测快速调整装置9的安装方式，，精密检测快速调整装置9如图5所示进行布置。
进行X轴、Y轴与Z轴方向所形成的斜线方向误差检测时，将反射镜8组安装柱13的V型槽内，V型槽的两个斜面与安装盘12的D面所呈的夹角为45°；通过激光干涉仪的精密检测快速调整装置9，粗调激光，保证入射光射入反射镜8有效接收区域，完成斜线方向误差检测。
进行Z轴方向误差检测时，反射镜8组安装柱13的C面与安装方盘12的D面呈0°，45°，90°均可，激光干涉仪的精密检测快速调整装置99如图6布置，粗调激光，保证入射光射入反射镜8有效接收区域，完成Z方向误差检测。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述反射镜8组安装柱13的数量为四个且均匀的安装在安装盘12远离夹持杆11的一侧。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述移动单元2包括两根与机床床身1靠近反射镜8组单元一侧垂直且与机床床身1滑动连接的X轴移动支撑架、设置在两根X轴移动支撑架之间的连接杆4、滑动安装在连接杆4且沿Y轴方向移动的Z轴支撑架；两根所述X轴移动支撑架平行设置。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述Z轴支撑架包括滑动安装在连接杆4且沿连接杆4长方向移动的滑块3、以及与滑块3滑动连接且沿Z轴方向移动的Z轴架；所述Z轴架靠近机床床身1的一端与摆动单元连接。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述安装盘12靠近机床机身的一侧设置有凹槽A1，在所述凹槽A1内安装有磁铁；所述反射镜8组安装柱13与安装盘12通过磁铁磁性连接。
图3所示，所述凹槽A1呈16边形，包括八个直角，16边形的16条边等长。在所述反射镜8组安装柱13靠近凹槽A1的一侧设置有与16边形廓形一致的凸台；这样设置便于在进行不通的斜线方向检测室，能够更加方便的按照需要进行反射镜8组安装柱13进行45°、90°的调节。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述摆动单元包括与连接杆4靠近机床床身1一端连接且绕连接杆4轴线旋转的旋转部5、与旋转部5铰接的转动部6；转动部6靠近安装盘12一侧与夹持杆11连接；所述夹持杆11与安装盘12的中心部连接。
在使用过旋转部5根据使用的需要进行反射镜8组单元的旋转，当旋转到指定位置后，旋转部5停止转动，然后转动部6根据使用的需要通过转动。旋转部5只要能够绕Z轴的360°旋转即可，其具体结构不进行详细的限定。
夹持杆11能通过刀套将整个镜组系统安装至主轴端面；反射镜8为带磁力的角锥棱镜安装至安装柱13；安装盘12与夹持杆11固连并保证较高的垂直度；安装盘12上面的凹槽A1能够将反射镜8组安装柱13以较高的定位精度固定在安装方盘上。
本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。
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 (8)

1.一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：包括机床床身（1）、安装在机床床身（1）上的移动单元（2）、安装在移动单元（2）靠近机床床身（1）一侧的摆动单元、以及安装在摆动单元靠近机床床身（1）一侧的反射镜8（7）组单元；所述反射镜8（7）组单元包括与摆动单元连接的反射镜组夹具（7）、安装在反射镜组夹具（7）上的反射镜8（7）。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：所述反射镜组夹具（7）包括与摆动单元连接的夹持杆（11）、安装在夹持杆（11）远离摆动单元一侧的安装盘（12）、安装在安装盘（12）远离夹持杆（11）一侧且用于安装反射镜8（7）的反射镜组安装柱（13）。
3.根据权利要求2所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：所述反射镜组安装柱（13）远离安装盘（12）的一侧设置有第一安装槽（B1），所述反射镜组安装柱（13）的四周侧面设置有第二安装槽（B2）和第三安装槽（B3）；所述第二安装槽（B2）的底部与反射镜组安装柱（13）侧侧面平行设置，所述第三安装槽（B3）为V型槽，两个所述第三安装槽（B3）斜面靠近反射镜组安装柱（13）轴线的一侧与反射镜组安装柱（13）轴线所呈角度为45°。
4.根据权利要求3所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：所述反射镜组安装柱（13）的数量为四个且均匀的安装在安装盘（12）远离夹持杆（11）的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：所述移动单元（2）包括两根与机床床身（1）靠近反射镜8（7）组单元一侧垂直且与机床床身（1）滑动连接的X轴移动支撑架、设置在两根X轴移动支撑架之间的连接杆（4）、滑动安装在连接杆（4）且沿Y轴方向移动的Z轴支撑架；两根所述X轴移动支撑架平行设置。
6.根据权利要求5所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：所述Z轴支撑架包括滑动安装在连接杆（4）且沿连接杆（4）长方向移动的滑块（3）、以及与滑块（3）滑动连接且沿Z轴方向移动的Z轴架；所述Z轴架靠近机床床身（1）的一端与摆动单元连接。
7.根据权利要求6所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具与方法，其特征在于：所述安装盘（12）靠近机床机身的一侧设置有凹槽（A1），在所述凹槽（A1）内安装有磁铁；所述反射镜组安装柱（13）与安装盘（12）通过磁铁磁性连接。
8.根据权利要求6所述的一种数控机床精度检测用反射镜组夹具，其特征在于：所述摆动单元包括与连接杆（4）靠近机床床身（1）一端连接且绕连接杆（4）轴线旋转的旋转部（5）、与旋转部（5）铰接的转动部（6）；所述转动部（6）靠近安装盘（12）一侧与夹持杆（11）连接；所述夹持杆（11）与安装盘（12）的中心部连接。
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