五坐标数控机床摆角快速测量系统及误差补偿方法

摘要

本发明提供一种五坐标数控机床用摆角定位精度的测量系统，包括球头芯棒、数显千分表和磁力基座，其中球头芯棒安装到机床主轴上，数显千分表安装到磁力基座上，磁力基座固定在机床工作台上，数显千分表位于与机床主轴垂直的正向位置上，数显千分表的测量头贴紧机床主轴，数显千分表连接到计算机终端。该系统配合本发明的测量误差的计算与补偿方法，可以满足五坐标机床A轴和B轴在任意+∕－90度内摆角定位精度的自动化测量和多点误差补偿值的连续计算，测量精度和效率较高。

主权项

五坐标数控机床用摆角定位精度测量误差的补偿方法，采用了一种五坐标数控机床用摆角定位精度的测量系统，该测量系统包括球头芯棒（2）、数显千分表（3）和磁力基座（4），其中球头芯棒（2）安装到机床主轴（1）上，数显千分表（3）安装到磁力基座（4）上，磁力基座（4）固定在机床工作台（5）上，数显千分表（3）位于与机床主轴（1）垂直的正向位置上，数显千分表（3）的测量头贴紧机床主轴（1），数显千分表（3）连接到计算机终端（6），其特征在于基于该测量系统的误差补偿方法包括四大步骤：（1）获取测量参数，按设定好的摆角行程和摆角间隔将测量过程分为若干运动单元，每个运动单元包括机床主轴（1）的A/B轴摆角运动、X/Y轴的补偿运动、Z轴的补偿运动，并计算机床主轴（1）的运动轨迹；（2）根据机床主轴（1）的运动轨迹及各运动单元中A/B轴的摆角、X/Y轴的坐标值及Z轴坐标值，通过软件自动生成G代码的NC测量程序；（3）开始摆角测量工作，将数显千分表（3）显示的测量数据通过串口数据线传入相连的计算机终端（6）中，在数控机床上运行上述G代码的NC测量程序，同时打开测量系统的测量功能，测量系统在每个运动单元结束时并经分析和过滤后读出球头芯棒（2）球心的偏移值，该数据精确到微米级；（4）测量完成后，在测量系统中根据每个测量点测量出的球头芯棒（2）球心的偏移值计算相应测量点的误差值，得到的误差值输入到机床中进行误差补偿。