一种数控机床主轴的热效应误差测量装置制造方法及图纸

本申请提供一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，包括：轴向工装、浮板工装、浮板、浮板螺纹孔、轨轮、底板工装、无线传输装置、工作台、百分表、位移传感器、相机。本申请提供的数控机床主轴的热场辅助测量装置，不但通用性强，测量效率高，结构简单，方便安装，适用范围广泛。广泛。广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床主轴的热效应误差测量装置


[0001]本申请涉及数控机床
，尤其涉及主轴热误差检测装置。

技术介绍

[0002]在数控机床加工过程中，不同误差源映射在产品的加工过程中，造成成品加工误差。误差按来源可分为内部误差和外部误差两类。其中内部误差包括加工原理误差、几何误差、热误差、切削力误差、摩擦力、震动等。大量研究表明，几何误差和热误差占总误差的45%~65%，机床热变形是导致热误差的直接原因，机床各部分在内部热源(如电动机、轴承摩擦、导轨摩擦等)和外部热源(如室温、辐射、对流等)的作用下，产生热量并传给机床各部位产生温差并使各零部件产生热变形。因此，为了减少和稳定数控机床因热误差造成的工件精度不足，补偿失效，保证产品的合格率，热误差的补偿研究不断发展。
[0003]目前国内对于机床主轴热误差检测方向已经作了大量的研究，包括三点法、五点法、六点法以及九点法测量主轴热效应，但是关于热误差测量的辅助工装还没有直接、统一的方法，常用的检测工装是检测方根据测量需求自主设计，具有一定的局限性。无论是接触式或非接触式检测都需要一定的工装辅助检测，且操作人员需要一定的操作经验，测量结果有一定因素来自于操作人员熟练度。
[0004]综上所述，设计通用性高，提高测量精度和测量效率，为操作人员降低测量难度，有一定的需求。

技术实现思路

[0005]本申请目的在于解决上述的测量辅助工装的缺陷，提供一种数控机床主轴的热效应误差测量装置。
[0006]一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，包括：轴向工装、浮板工装、浮板、浮板螺纹孔、轨轮、底板工装、无线传输装置、工作台、百分表、位移传感器、相机；所述工作台上安装轴向工装、浮板工装、底板工装，百分表通过磁力表座放置于工作台上，底板工装中放置轨轮，浮板通过螺母压紧连接在浮板工装上，接触式位移传感器通过螺纹孔连接在浮板上，轨轮与无线传输装置通过连接板连接。
[0007]所述位移传感器配合百分表对检测目标进行校准。
[0008]所述轴向工装可加装非接触式位移传感器，配合相机进行多方向复合检测主轴热误差。
[0009]所述轨轮可在底板工装中移动，带动相机在底板槽中移动。
[0010]所述相机通过无线传输装置发送数据与计算机分析系统交互。
[0011]进一步地，所述无线传输装置通过特定信道与计算机分析系统交换数据。
[0012]所述的一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，包括三类检测模式，主轴热效应检测、机床RTCP检测、相机辅助检测。
[0013]有益效果：
[0014]本申请提供的一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，不但通用性强，测量效率高，结构简单，方便安装，适用范围广泛。
附图说明
[0015]图1为本申请一种数控机床主轴的热效应误差测量装置部分结构示意图一；
[0016]图2为本申请一种数控机床主轴的热效应误差测量装置部分结构示意图二；
[0017]图3为本申请相机预处理流程图；
[0018]图4为本申请综合检测流程图；
[0019]附图标记：
[0020]1‑
轴向工装，2
‑
浮板工装，3
‑
浮板，4
‑
浮板螺纹孔，5
‑
轨轮，6
‑
底板，7
‑
无线传输装置，8
‑
工作台，9
‑
百分表，10
‑
位移传感器，11
‑
相机。
具体实施方式
[0021]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]下面结合附图对本申请做进一步说明。
[0023]本申请提供的一种数控机床主轴的热效应误差测量装置包括：轴向工装、浮板工装、浮板、浮板螺纹孔、轨轮、底板工装、无线传输装置、工作台、百分表、位移传感器、相机；相机通过无线传输装置与轨轮连接，使相机瞄准数控机床主轴区域；通过相机采集得到的信号通过无线传输装置传输至数据接收计算机，利用HALCON软件完成数字图像的处理、存储和显示。
[0024]如图1、图2所示，本申请提供的数控机床主轴的热场辅助测量装置，包括：设置在工作台中的底板、以及通过浮板工装连接工作台的浮板、通过浮板螺纹孔以及通过轴向工装均可固定位移传感器、通过无线传输装置连接轨轮的相机、以及可在工作台上根据测量需求安装的百分表。
[0025]本申请采用双转台数控机床，不止是该类型，其它类型的五轴机床也较多为立式五轴机床，立式指的是刀具的摆放方式。所述主轴箱的作用就是带动夹持刀具进行旋转运动(以双转台五轴数控机床为例)并且可在Z向移动。主轴箱通过滑枕主轴箱移动式该方式与床身连接，且达到Z向移动。
[0026]进一步地，由于机床的尺寸大小不一，为了适应更多的机床类型，提高相机获取图像的包容度，本申请在每个无线传输装置下安装有轨轮，所述相机固定在无线传输装置上，无线传输装置能够沿着所述轨轮在轨道内移动。
[0027]为了提高图像的精确度，进而提高检测的精度和效率，所述相机采用的是CMOS相机。
[0028]为得到主轴热效应误差，周向布置4个位移传感器，通过检测直棒随主轴旋转的偏差，得到径向误差，轴向工装上固定有位移传感器，可获得轴向误差。
[0029]进一步地，由于机床主轴布置方式的不同，根据测量需求在不同位置安装轴向工
装。
[0030]具体地，本申请所述一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，辅助检测系统，包括高分辨率CMOS相机、无线传输装置、轮轨、底板、浮板、位移传感器、轴向工装以及百分表，四台CMOS相机通过无线传输装置保证离底板有一定高度，根据测量需求可调整两两不同间隔距离、角度，相机瞄准加工区域，加工过程采集数字图像，通过无线传输装置可将数据传输至图像分析系统，HALCON软件处理数据后，分离误差数据保存至计算机内；进行主轴热效应误差测量时，位移传感器和相机可同时工作，计算机分离误差后，各项对比，根据不等精度最小二乘法，获得高精度误差数据；进行RTCP检测时，百分表、相机、位移传感器同时工作，得到同一点偏差，循环测量多组，通过分析数据得到数控机床RTCP精度数据，根据此数据自定义RTCP补偿。
[0031]为获得清晰准确的数字图像，在检测区域和相机之间的光源采用相机自带的高亮度Hi
‑
R照明光源，对整体视野照射明亮均匀的光，且相机具备自动对焦功能。
[0032]为获得清晰准确的数字图像，相机通过使用高性能HP
‑
Quad透镜拍摄明亮且清晰的图像。
[0033]为消除拍摄图像存在的光晕问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，其特征在于，包括：轴向工装 、浮板工装、浮板、浮板螺纹孔、轨轮、底板工装、无线传输装置、工作台、百分表、位移传感器、相机；所述工作台上安装轴向工装、浮板工装、底板工装，百分表通过磁力表座放置于工作台上，底板工装中放置轨轮，浮板通过螺母压紧连接在浮板工装上，接触式位移传感器通过螺纹孔连接在浮板上，轨轮与无线传输装置通过连接板连接。2.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴的热效应误差测量装置，其特征在于，位移传感器配合百分表对检测目标进行校准。3.根据权利要求1所述的一种数控机床主轴的热效应误差测...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵兴龙，封志明，江维，李红吉，杜星宇，邹嘉，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：新型
国别省市：