用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装制造技术

本发明专利技术公开了一种用于双摆头五轴数控机床R‑test检测的辅助工装，包括刀柄安装轴、水平连接块、竖直连接轴、检测球棒和球头调节块，刀柄安装轴适于与双摆头五轴数控机床相连；水平连接块沿水平方向延伸，水平连接块的一端与刀柄安装轴可拆卸地相连；竖直连接轴沿竖直方向延伸，竖直连接轴的上端与水平连接块的另一端可拆卸地相连；检测球棒可拆卸地与竖直连接轴的下端相连；球头调节块可拆卸地设在竖直连接轴的下端以调节检测球棒的位置。根据本发明专利技术实施例的用于双摆头五轴数控机床R‑test检测的辅助工装，通过调节水平连接块和竖直连接轴的长度，实现同时调节检测球头的球心的竖直偏置和水平偏置，进而实现检测球头空间位置误差的检测。 1

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械仪器设计领域及机床检测领域，具体涉及一种用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装。
技术介绍
目前，数控机床摆动轴几何精度的检测装置主要包括常用的千分表、摆角仪、英国雷尼绍公司的球杆仪、荷兰IBS公司的R-test以及意大利菲迪亚公司的HMS等，其中,R-test检测系统可以在机床做RTCP运动时、同时检测球头在三个正交方向的位置误差，为五轴机床摆动轴几何误差的检测、辨识以及联动动态精度评价提供了有利工具。因此，以机床RTCP运动为基础，应用R-test检测仪器进行机床误差检测的方法被国际标准组织所认可，该种检测方法也被称之为五轴机床的R-test检测。然而，在应用R-test进行五轴机床几何误差的检测、辨识以及动态误差的诊断时，需要通过变换R-test检测仪相对于安装于主轴上的检测球的位置来获取不同的检测数据，以便实现摆动轴全项几何误差的辨识和动态误差的诊断。上述安装要求对于摇篮转台式五轴机床来说，比较容易实现，检测者一方面可以通过磁性吸座将R-test检测系统安装在不同转动半径处实现横向水平偏置参数的调整，另一方面也可以通过调节检测棒的长度实现竖直偏置参数的调整。然而，对于双摆头五轴数控机床，若直接应用R-test检测系统进行几何误差检测或动态误差诊断时，只能通过调节球棒的长度，即只能调节检测球在竖直方向的偏置参数，来实现摆动轴几何误差的辨识和动态误差的诊断，因此在进行几何误差辨识时、辨识方程数量不足，辨识矩阵会因不满秩而奇异，从而导致无法辨识出摆动轴的全部几何误差项。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，该辅助工装具有结构简单、使用方便、精度保持性好的特点，可以实现摆动轴全部几何误差的检测、辨识及动态误差的诊断。根据本专利技术实施例的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，包括刀柄安装轴、水平连接块、竖直连接轴、检测球棒和球头调节块，所述刀柄安装轴适于与所述双摆头五轴数控机床相连；所述水平连接块沿水平方向延伸，所述水平连接块的一端与所述刀柄安装轴可拆卸地相连；所述竖直连接轴沿竖直方向延伸，所述竖直连接轴的上端与所述水平连接块的另一端可拆卸地相连；所述检测球棒可拆卸地与所述竖直连接轴的下端相连；所述球头调节块可拆卸地设在所述竖直连接轴的下端以调节所述检测球棒的位置。根据本专利技术实施例的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，通过调节水平连接块和竖直连接轴的长度，实现同时调节检测球棒的检测球头球心相对于两个摆动轴交点的竖直偏置和水平偏置，从而在相同的检测条件下，通过双摆头五轴数控机床RTCP运动参数修正，实现R-test多种安装位置参数下的检测球棒的检测球头空间位置误差的检测，保证检测数据能够使辨识方程达到满秩，从而实现摆动轴全项几何误差的辨识和动态误差的诊断。该辅助工装具有结构简单、使用方便、精度保持性好的特点，可为双摆头类五轴机床几何误差的检测、辨识及动态误差的诊断提供便利。根据本专利技术的一个实施例，所述刀柄安装轴包括第一本体、第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴设在所述第一本体上，所述第一连接轴的下端与所述第一本体相连，所述第一连接轴的上端与所述双摆头五轴数控机床相连；所述第二连接轴设在所述第一本体上，所述第二连接轴的上端与所述第一本体相连，所述第二连接轴与所述水平连接块的一端可拆卸地相连。根据本专利技术的一个实施例，所述第一连接轴的径向尺寸小于所述第一本体的径向尺寸，所述第一连接轴与所述第一本体之间设有沿所述第一连接轴的周向延伸的第一环形槽。根据本专利技术的一个实施例，所述第二连接轴形成为从上向下径向尺寸逐渐减小的锥形，所述第二连接轴上设有第一螺纹孔，所述水平连接块的一端设有与所述第二连接轴形状相对应且开口向上的第一安装孔以及与所述第一安装孔导通的第一连接孔，所述第二连接轴与所述水平连接块通过螺钉相连，所述螺钉穿过所述第一连接孔与所述第一螺纹孔可拆卸地配合。根据本专利技术的一个实施例，所述第二连接轴与所述第一本体之间设有沿所述第二连接轴的周向延伸的第二环形槽，所述第一安装孔的上端设有径向尺寸大于所述第一安装孔的径向尺寸的台阶孔，所述第二环形槽与所述台阶孔位置相对应。根据本专利技术的一个实施例，所述竖直连接轴包括：第二本体、第三连接轴和第四连接轴，所述第三连接轴设在所述第二本体上，所述第三连接轴的下端与所述第二本体的上端相连，所述第三连接轴形成为从下向上径向尺寸逐渐减小的锥形，所述第三连接轴上设有第二螺纹孔，所述水平连接块的另一端设有与所述第三连接轴形状相对应且开口向下的第二安装孔以及与所述第二安装孔导通的第二连接孔，所述第三连接轴与所述水平连接块通过螺钉相连，所述螺钉穿过所述第二连接孔与所述第二螺纹孔可拆卸地配合，所述第四连接轴设在所述第二本体上，所述第四连接轴的上端与所述第二本体的下端相连，所述检测球棒与所述第四连接轴可拆卸地相连。根据本专利技术的一个实施例，所述第四连接轴的下端设有第三螺纹孔，所述检测球棒的上端设有连接螺纹，所述检测球棒的上端与所述第三螺纹孔可拆卸地配合。根据本专利技术的一个实施例，所述球头调节块的截面形成为矩形，所述球头调节块上设有容纳所述检测球棒的上端穿过的中部通孔，所述球头调节块的上部设有与所述中部通孔导通且贯穿所述球头调节块的两侧的调节槽，所述调节槽的一侧内壁面上设有第四螺纹孔，所述球头调节块上与设有所述第四螺纹孔的一侧内壁面相对的一侧外壁面上设有与所述第四螺纹孔位置对应的第五螺纹孔，所述球头调节块上还设有第一调节螺栓，所述第一调节螺栓从所述第五螺纹孔伸入与所述第四螺纹孔相连以调节所述调节槽的开口尺寸。根据本专利技术的一个实施例，所述球头调节块的外壁面上还设有与所述中部通孔导通的第六螺纹孔，所述第六螺纹孔内设有第二调节螺栓，所述第二调节螺栓伸入所述第六螺纹孔且止抵所述检测球棒以调节所述检测球棒的位置。根据本专利技术的一个实施例，所述水平连接块和所述竖直连接轴的长度分别可调。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装的爆炸视图；图2是根据本专利技术实施例的刀柄安装轴的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的水平连接块的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的竖直连接轴的结构示意图；图5是根据本专利技术实施例的球头调节块的结构示意图；图6是根据本专利技术实施例的检测球棒的结构示意图；图7是根据本专利技术实施例的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装与R-test检测系统在C-A摆头五轴数控机床上配合使用的示意图。附图标记：100：用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装；1：刀柄安装轴；10：第一本体；11：第一连接轴；12：第二连接轴；13：第一螺纹孔；14：第一环形槽；15：第二环形槽；2：水平连接块；21：第一台阶孔；22：第一安装孔；23：第一连接孔；24：第二台阶孔；25：第二连接孔；26：第二安装孔；3：竖直连接轴；3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于双摆头五轴数控机床R‑test检测的辅助工装，其特征在于，包括：刀柄安装轴，所述刀柄安装轴适于与所述双摆头五轴数控机床相连；水平连接块，所述水平连接块沿水平方向延伸，所述水平连接块的一端与所述刀柄安装轴可拆卸地相连；竖直连接轴，所述竖直连接轴沿竖直方向延伸，所述竖直连接轴的上端与所述水平连接块的另一端可拆卸地相连；检测球棒，所述检测球棒可拆卸地与所述竖直连接轴的下端相连；球头调节块，所述球头调节块可拆卸地设在所述竖直连接轴的下端以调节所述检测球棒的位置。

【技术特征摘要】
1.一种用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，其特征在于，包括：刀柄安装轴，所述刀柄安装轴适于与所述双摆头五轴数控机床相连；水平连接块，所述水平连接块沿水平方向延伸，所述水平连接块的一端与所述刀柄安装轴可拆卸地相连；竖直连接轴，所述竖直连接轴沿竖直方向延伸，所述竖直连接轴的上端与所述水平连接块的另一端可拆卸地相连；检测球棒，所述检测球棒可拆卸地与所述竖直连接轴的下端相连；球头调节块，所述球头调节块可拆卸地设在所述竖直连接轴的下端以调节所述检测球棒的位置。2.根据权利要求1所述的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，其特征在于，所述刀柄安装轴包括：第一本体；第一连接轴，所述第一连接轴设在所述第一本体上，所述第一连接轴的下端与所述第一本体相连，所述第一连接轴的上端与所述双摆头五轴数控机床相连；第二连接轴，所述第二连接轴设在所述第一本体上，所述第二连接轴的上端与所述第一本体相连，所述第二连接轴与所述水平连接块的一端可拆卸地相连。3.根据权利要求2所述的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，其特征在于，所述第一连接轴的径向尺寸小于所述第一本体的径向尺寸，所述第一连接轴与所述第一本体之间设有沿所述第一连接轴的周向延伸的第一环形槽。4.根据权利要求2所述的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，其特征在于，所述第二连接轴形成为从上向下径向尺寸逐渐减小的锥形，所述第二连接轴上设有第一螺纹孔，所述水平连接块的一端设有与所述第二连接轴形状相对应且开口向上的第一安装孔以及与所述第一安装孔导通的第一连接孔，所述第二连接轴与所述水平连接块通过螺钉相连，所述螺钉穿过所述第一连接孔与所述第一螺纹孔可拆卸地配合。5.根据权利要求4所述的用于双摆头五轴数控机床R-test检测的辅助工装，其特征在于，所述第二连接轴与所述第一本体之间设有沿所述第二连接轴的周向延伸的第二环形槽，所述第一安装孔的上端设有径向尺寸大于所述第一安装孔的径向尺寸的台阶孔，所述第二环形槽与所述台阶孔位置相对应。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛军，李杰，董泽园，谢福贵，李卫东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11