一种多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在机测量技术领域，具体涉及一种多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法。该评估装置包括底座和至少五个标准球；其中，第一标准球、第二标准球、第三标准球及第四标准球的球心与各自在底座上的投影点的分别位于同一立方体的八个顶点上，第五标准球在底座上的投影点与立方体在底座上的投影面的中心点重合且其高度为立方体的高度的一半；其余的标准球的球心均位于立方体的对角线上。该多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法的目的是解决的机床测头在序中工件关键特征检测、序后工件关键特征检测使用率较低问题。后工件关键特征检测使用率较低问题。后工件关键特征检测使用率较低问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法


[0001]本专利技术涉及在机测量
，具体涉及一种多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法。

技术介绍

[0002]为辅助加工，提升加工效率和加工智能化水平，多轴数控机床通常配置了机床测头，机床测头可以用于工件在机测量，实现工件找正、工件加工坐标系建立、序中工件关键特征检测、序后工件关键特征检测。目前普遍存在，机床测头在序中工件关键特征检测、序后工件关键特征检测使用率较低。原因是序中工件关键特征、序后工件关键特征的精度较高，而多轴数控机床在机测量精度缺乏有效的评估装置及方法，导致序中工件关键特征检测、序后工件关键特征检测通常使用离线三坐标测量机进行检测，这样造成工件的二次装夹以及工件流转等待，降低了加工效率。
[0003]因此，专利技术人提供了一种多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法。

技术实现思路

[0004](1)要解决的技术问题
[0005]本专利技术实施例提供了一种多轴数控机床在机测量精度评估装置及方法，解决了机床测头在序中工件关键特征检测、序后工件关键特征检测使用率较低的技术问题。
[0006](2)技术方案
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种多轴数控机床在机测量精度评估装置，包括底座和至少五个标准球；其中，第一标准球、第二标准球、第三标准球及第四标准球的球心与各自在所述底座上的投影点的分别位于同一立方体的八个顶点上，第五标准球在所述底座上的投影点与所述立方体在所述底座上的投影面的中心点重合且其高度为所述立方体的高度的一半；其余的所述标准球的球心均位于所述立方体的对角线上。
[0008]进一步地，所述标准球的数量为4n+1，其中，n为正整数。
[0009]进一步地，多轴数控机床在机测量精度评估装置还包括多个标准球杆，每个所述标准球杆的一端固定于所述底座，其另一端用于固定对应的所述标准球。
[0010]进一步地，所述底座的横截面为正方形。
[0011]本专利技术的第二方面提供了一种利用上述的多轴数控机床在机测量精度评估装置的评估方法，当所述标准球为五个时，该方法包括以下步骤：
[0012]在多轴数控机床工作台上固定放置所述在机测量精度评估装置，使用千分表进行拉直，使机床X轴平行于与所述第一标准球和所述第二标准球所对应的方向底座边；
[0013]从机床调出测头，使用测头测量平行于X轴的所述第一标准球和所述第二标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，依据测量结果确定X轴测量精度、X轴测量重复性；
[0014]使用测头测量平行于机床Y轴方向的所述第一标准球和所述第二标准球的球心，
计算两个球心距离，重复测量至少三次，依据测量结果确定Y轴测量精度、Y轴测量重复性；
[0015]使用测头测量所述第一标准球的球心，测量所述第一标准球周边的底座上表面，计算球心与底座上表面的距离，重复测量至少三次，依据测量结果确定Z轴测量精度、Z轴测量重复性；
[0016]使用测头分别测量所述第一标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第一绝对值、测量的最大值与最小值的第一差值；
[0017]使用测头分别测量所述第二标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第二绝对值、测量的最大值与最小值的第二差值；
[0018]使用测头分别测量所述第三标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第三绝对值、测量的最大值与最小值的第三差值；
[0019]使用测头分别测量所述第四标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第四绝对值、测量的最大值与最小值的第四差值；
[0020]确定所述第一绝对值、所述第二绝对值、所述第三绝对值及所述第四绝对值中的最大值为对角线测量精度；
[0021]确定所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值及所述第四差值中的最大值为对角线测量重复性；
[0022]确定所述X轴测量精度、所述Y轴测量精度、所述Z轴测量精度及所述对角线测量精度中的最大值为在机测量精度；
[0023]确定所述X轴测量重复性、所述Y轴测量重复性、所述Z轴测量重复性及所述对角线测量重复性中的最大值为在机测量重复性。
[0024]进一步地，所述确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第一绝对值、测量的最大值与最小值的第一差值，具体为：
[0025]记三次测量值为D
S1
‑1、D
S1
‑2、D
S1
‑3，取D
S1
‑1与校准值L
CR1
的差值绝对值、D
S1
‑2与校准值L
CR1
的差值绝对值、D
S1
‑3与校准值L
CR1
的差值绝对值中的最大值，计为S
A1
，取三次测量的最大值与最小值差值，记为S
R1
。
[0026]进一步地，所述确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第二绝对值、测量的最大值与最小值的第二差值，具体为：
[0027]记三次测量值为D
S2
‑1、D
S2
‑2、D
S2
‑3，取D
S2
‑1与校准值L
CR2
的差值绝对值、D
S2
‑2与校准值L
CR2
的差值绝对值、D
S2
‑3与校准值L
CR2
的差值绝对值中的最大值，计为S
A2
，取三次测量的最大值与最小值差值，记为S
R2
。
[0028]进一步地，所述确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第三绝对值、测量的最大值与最小值的第三差值，具体为：
[0029]记三次测量值为D
S3
‑1、D
S3
‑2、D
S3
‑3，取D
S3
‑1与校准值L
CR3
的差值绝对值、D
S3
‑2与校准值L
CR3
的差值绝对值、D
S3
‑3与校准值L
CR3
的差值绝对值中的最大值，计为S
A3
，取三次测量的最大值与最小值差值，记为S
R3
。
[0030]进一步地，所述确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第四绝对值、测量的最大值与最小值的第四差值，具体为：
[0031]记三次测量值为D
S4
‑1、D
S4
‑2、D
S4
‑3，取D
S4
‑1与校准值L
CR4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多轴数控机床在机测量精度评估装置，其特征在于，包括底座(1)和至少五个标准球；其中，第一标准球(2)、第二标准球(3)、第三标准球(4)及第四标准球(5)的球心与各自在所述底座(1)上的投影点的分别位于同一立方体的八个顶点上，第五标准球(6)在所述底座(1)上的投影点与所述立方体在所述底座(1)上的投影面的中心点重合且其高度为所述立方体的高度的一半；其余的所述标准球的球心均位于所述立方体的对角线上。2.根据权利要求1所述的多轴数控机床在机测量精度评估装置，其特征在于，所述标准球的数量为4n+1，其中，n为正整数。3.根据权利要求1所述的多轴数控机床在机测量精度评估装置，其特征在于，还包括多个标准球杆(7)，每个所述标准球杆(7)的一端固定于所述底座(1)，其另一端用于固定对应的所述标准球。4.根据权利要求1所述的多轴数控机床在机测量精度评估装置，其特征在于，所述底座(1)的横截面为正方形。5.一种利用如权利要求1
‑
4中任一项所述的多轴数控机床在机测量精度评估装置的评估方法，其特征在于，当所述标准球为五个时，该方法包括以下步骤：在多轴数控机床工作台上固定放置所述在机测量精度评估装置，使用千分表进行拉直，使机床X轴平行于与所述第一标准球和所述第二标准球所对应的方向底座边；从机床调出测头，使用测头测量平行于X轴的所述第一标准球和所述第二标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，依据测量结果确定X轴测量精度、X轴测量重复性；使用测头测量平行于机床Y轴方向的所述第一标准球和所述第二标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，依据测量结果确定Y轴测量精度、Y轴测量重复性；使用测头测量所述第一标准球的球心，测量所述第一标准球周边的底座上表面，计算球心与底座上表面的距离，重复测量至少三次，依据测量结果确定Z轴测量精度、Z轴测量重复性；使用测头分别测量所述第一标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第一绝对值、测量的最大值与最小值的第一差值；使用测头分别测量所述第二标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第二绝对值、测量的最大值与最小值的第二差值；使用测头分别测量所述第三标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第三绝对值、测量的最大值与最小值的第三差值；使用测头分别测量所述第四标准球、所述第五标准球的球心，计算两个球心距离，重复测量至少三次，确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第四绝对值、测量的最大值与最小值的第四差值；确定所述第一绝对值、所述第二绝对值、所述第三绝对值及所述第四绝对值中的最大值为对角线测量精度；确定所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值及所述第四差值中的最大值为对角
线测量重复性；确定所述X轴测量精度、所述Y轴测量精度、所述Z轴测量精度及所述对角线测量精度中的最大值为在机测量精度；确定所述X轴测量重复性、所述Y轴测量重复性、所述Z轴测量重复性及所述对角线测量重复性中的最大值为在机测量重复性。6.根据权利要求1所述的多轴数控机床在机测量精度评估方法，其特征在于，所述确定每次测量与校准值的差值绝对值中最大的第一绝对值、测量的最大值与最小值的第一差值，具体为：记三次测量值为D
S1
‑1、D
S1
‑2、D
S1
‑3，取D
S1
‑1与校准值L
CR1
的差值绝对值、D

【专利技术属性】
技术研发人员：李昆，刘勇，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：