一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置，包括：激光干涉仪，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头的第一空间坐标；至少三个光栅尺，三个光栅尺分别安装在五轴激光切割机床的X、Y、Z轴上，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头的第二空间坐标；测量机控制器，根据第一空间坐标对第二空间坐标进行误差补偿。本实用新型专利技术可以有效实现五轴激光切割机床的误差补偿，对五轴激光切割机床本身的误差补偿能力要求低，可以有效降低五轴激光切割机床的成本。而且利用本实用新型专利技术对五轴激光切割机床进行检测时，是对实际走刀进行的检测，是对多种误差叠加作用的结果进行误差补偿，误差补偿效果好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光切割领域，具体涉及一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置。
技术介绍
激光切割工艺由于其速度快、切缝窄、热影响区小、切缝边缘垂直度好、切边光滑、切割材料范围广等诸多优点，在很多领域应用越来越广。现有的激光切割一般采用三轴数控机床，应用到五轴数控机床上的很少。将激光切割用到五轴数控机床上时，激光切割的精度会降低，因为五轴数控机床的机架体积大，行为公差也大，激光切割头离远了加工精度会降低，而采用轻型的机架又容易变形，这就需要研究如何消除误差从而提高五轴激光切割机床的精度。在机床的三轴移动空间中，共有9个平移误差参数，9个角度误差参数和3个垂直度误差参数，总计21项误差。现有技术中，一般在数控机床上采用空间误差补偿算法来消除误差。但在实际情况中，一台机床的误差原因会是多种误差的叠加作用的结果，单一误差测量显然无法完全提高机床的几何精度，特别是在整台机器的工作区域内各方向的精度。现有技术中，还采用数控加工仿真系统对数控加工程序进行验证，专利申请文件CN201410069449.3公开了一种数控加工方法，对数控加工程序进行模拟仿真并修正，但是这仅是验证数控加工程序的正确与否，实际加工过程中，数控机床产生的误差还是没有得到消除，还会因为各种各样的因素造成仿真加工后的结果与真实加工结果就存在有一定误差。
技术实现思路
为了解决上述问题，技术的目的是提供一种可以用于有效消除五轴激光切割机床的误差的误差补偿装置。本技术为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置，包括激光干涉仪，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头运动轨迹中的各点空间坐标，将激光干涉仪测得的这些各点空间坐标定义为第一空间坐标；至少三个光栅尺，其中三个光栅尺分别安装在五轴激光切割机床的X、Y、Z轴上，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头运动轨迹中的各点空间坐标，将光栅尺测得的这些各点空间坐标定义为第二空间坐标；测量机控制器，以第一空间坐标为基准对第二空间坐标进行误差补偿。基于上述技术方案，五轴激光切割机床的X、Y、Z轴上分别设置光栅尺，光栅尺与测量机控制器组合将五轴激光切割机床变成一台测量机，激光干涉仪用来测量激光切割头的运动轨迹，将激光干涉仪的测量结果输入测量机控制器作为基准，再利用测量机本申请的误差补偿软件可以有效实现误差补偿。如上所述的用于五轴激光切割机床的误差补偿装置，所述测量机控制器为三坐标测量机控制器。本技术能够产生的有益效果：利用本技术，可以在五轴激光切割机床加工工件之前让激光切割头在没有工件的情况下先按照程序代码虚拟走一遍，再用本技术对激光切割头进行轨迹检测和误差补偿，将测量机控制器中误差补偿的结果记录下来输入到五轴激光切割机床的上位机中，五轴激光切割机床可以根据误差补偿完的程序代码对工件进行加工，有效实现五轴激光切割机床的误差补偿，对五轴激光切割机床本身的误差补偿能力要求低，可以有效降低五轴激光切割机床的成本。而且利用本技术对五轴激光切割机床进行检测时，是对实际走刀进行的检测，是对多种误差叠加作用的结果进行误差补偿，包括了对21项误差的补偿和数控机床本身误差的补偿，误差补偿效果好。附图说明附图1为五轴激光切割机床的结构示意图。附图2为安装有误差补偿装置的五轴激光切割机床的结构示意图。其中：1、上位机；2、激光切割头；3、X轴光栅尺；4、Y轴光栅尺；5、Z轴光栅尺；6、测量机控制器。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。结合图1、2说明本实施方式，一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置，包括用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头2第一空间坐标的激光干涉仪、用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头2第二空间坐标的至少三个光栅尺和用于以第一空间坐标为基准对第二空间坐标进行误差补偿的测量机控制器6。其中，激光干涉仪(图中未标示)采用市场上现有的各型号激光干涉仪均可。光栅尺的数目可以为3个，如图所示，五轴激光切割机床的X、Y、Z轴上分别安装一个光栅尺，分别为X轴光栅尺3、Y轴光栅尺4和Z轴光栅尺5，测量机控制器6为三坐标测量机控制器，光栅尺与该测量机控制器6结合，将五轴激光切割机床变成一台近似的测量机，可以实现对五轴激光切割机床的三轴体系进行误差补偿。还可以分别在激光切割头2的旋转轴和工件所在工作台的旋转轴上设置光栅尺，旋转轴上的该光栅尺优选圆光栅尺，即光栅尺也可以为4个或5个，结合现有技术中测量机领域对旋转轴的误差补偿方式，实现四轴系或五轴系的误差补偿。使用时，可以在五轴激光切割机床加工工件之前让激光切割头2在没有工件的情况下先按照程序代码虚拟走一遍，再用本申请对激光切割头2进行轨迹检测和误差补偿，将测量机控制器6中误差补偿的结果记录下来输入到五轴激光切割机床的上位机1中，五轴激光切割机床可以根据误差补偿完的程序代码对工件进行加工，有效实现五轴激光切割机床的误差补偿。当然，上述说明并非是对本技术的限制，本技术也并不仅限于上述举例，本
的技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置，其特征在于：包括激光干涉仪，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头的第一空间坐标；至少三个光栅尺，其中三个光栅尺分别安装在五轴激光切割机床的X、Y、Z轴上，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头的第二空间坐标；测量机控制器，以第一空间坐标为基准对第二空间坐标进行误差补偿。

【技术特征摘要】
1.一种用于五轴激光切割机床的误差补偿装置，其特征在于：包括激光干涉仪，用于检测五轴激光切割机床末端的激光切割头的第一空间坐标；至少三个光栅尺，其中三个光栅尺分别安装在五轴激光切割机床的X、Y、Z轴上，用于检测五轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩源，
申请(专利权)人：于浩源，青岛佳通机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37