单关节臂在线原位测量方法及装置

摘要

本发明属于机械量测量技术及仪器领域。为提供一种机械加工在线测量装置，能够检测到刀具磨损、机床振动、由于切削力引起的变形、机床运动误差等对加工产生的影响，本发明采取的技术方案是，单关节臂在线原位测量方法及装置，由关节臂、测头回转体、测头、z向运动部件、x向运动部件、误差补偿系统及数据处理与控制计算机、电动机组成；单关节臂在线原位测量方法，借助前述装置实现，按照测量任务的要求，根据所建立的数学模型，形成测量机的路径规划，完成测量。本发明主要应用于机械量测量。

主权项

一种单关节臂在线原位测量装置，其特征是，由关节臂、测头回转体、测头、z向运动部件、x向运动部件、误差补偿系统及数据处理与控制计算机、电动机组成；关节臂采用比重小、弹性模量大的碳素纤维制作；关节臂的前端安装有测头回转体，测头安装在测头回转体上，关节臂套装在径向与轴向运动误差小、角摆运动误差小的精密轴系上，套装锁死时，关节臂随精密轴系转动，套装松开时，关节臂可以绕精密轴系转动；z向运动部件由精密轴系、z向滑板、导轨座组成，精密轴系上安装有精密测角系统，在计算机控制下电动机经过减速箱带动精密轴系转动从而带动关节臂转动所需角度，精密测角系统测得转动所需角度；精密轴系的座固定在z向滑板上，z向滑板上的两个滑枕与z向导轨座上的精密导轨构成直线运动导轨副，z向滑板和z向导轨座上分别装有光栅尺与读数头，利用光栅尺与读数头读出z向滑板相对于z向导轨座的移动量，在计算机控制下，另一电动机经过其减速箱和丝杠带动z向滑板移动到所需位置；x向运动部件由x向滑板构成，z向导轨座固定在x向滑板上，x向滑板上的两个滑枕与机床基座上的精密导轨构成直线运动导轨副，x向滑板和基座上分别装有光栅尺与读数头，利用该光栅尺与读数头读出x向滑板相对于基座的移到量；在计算机控制下，第三个电动机经过其减速箱和丝杠带动x向滑板移动到所需位置；误差补偿系统的组成为：在机床基座上装有自准直光管，在z向滑板上装有长反射镜，在测量过程中自准直光管测量长反射镜的角度位置的变化，并按此引入误差补偿；精密轴系的座与z向滑板的相对位置、z向导轨座与x向滑板的相对位置均可调整；根据标定结果，利用测量机的调整机构将精密轴系的转轴与z向运动调平行，将z向运动调到与x向运动垂直，由于受机械结构和调整灵敏限的限制，调整不可能完全理想，在调整并稳定一段时间后再次标定，并将残存的误差作为误差补偿的依据。