【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机床误差检测仪器，尤其涉及复合式球杆仪测量装置及数据处理方法和球杆仪校准器。
技术介绍
1、随着现代制造业的不断发展，高端
对数控机床所加工零件的精度要求日益提高。有效检测机床几何误差成为提升加工精度的重要环节之一。球杆仪因其测量精度高、硬件成本低、测量效率高、安装简便、操作方便等优点，成为数控机床精度检测领域中广泛使用的仪器之一。
2、在测量过程中，球杆仪随着数控机床沿顺时针和逆时针做圆弧运动，测量半径误差并通过数据处理计算分离出机床的垂直度、伺服不匹配、反向跃冲、直线度、比例不匹配等误差项。然而，球杆仪只能测量沿杆长方向的误差变化，仅能分析单一平面上的圆弧轨迹，无法同时测量垂直于平面的伺服轴（如z轴）的轴向误差。这种非期望的z轴轴向运动会导致球杆仪测量结果不准确。因此，亟需复合式球杆仪测量装置及数据处理方法和球杆仪校准器来解决。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供复合式球杆仪测量装置及数据处理方法和球杆仪校准器，以解决上述问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种复合式球杆仪测量装置，设置在工作台和电主轴之间，所述电主轴的转动端固接有回转连接板的一端，所述回转连接板的另一端通过标准球固定基座连接有第一球杆仪的一端，所述第一球杆仪的另一端通过连接基座杯连接有第二球杆仪的一端，并通过磁力固定座与所述工作台连接；
4、所述第二球杆仪与所述第一球杆仪空间垂直设置，所述第二球杆仪的另一端连接有
5、所述基座杆与所述第二球杆仪空间垂直；
6、所述电主轴的转动端传动连接有转动驱动结构。
7、优选的，所述基座杆通过固定锁紧螺母轴接在所述电主轴的转动端。
8、优选的，所述回转连接板远离所述电主轴的一端设有通孔，所述标准球固定基座通过螺栓固定在所述通孔内。
9、优选的，所述通孔距离所述电主轴转动端的转动轴为100mm。
10、优选的，所述转动驱动结构包括伺服电机，所述伺服电机的固定端通过电主轴固定架固定在所述电主轴的固定端，所述伺服电机的输出轴套设有皮带的一端，所述皮带的另一端套设在所述电主轴的转动轴上，所述伺服电机通过所述皮带驱动所述电主轴的转动轴转动。
11、优选的，所述基座杆远离所述电主轴的一端与所述回转连接板的距离为135mm。
12、一种球杆仪校准器，用于上述的第一球杆仪和第二球杆仪的校准，包括标准尺寸校准板，所述标准尺寸校准板包括玻璃座，所述玻璃座顶部固接有支撑座和半边支撑座，所述支撑座和所述半边支撑座对称设置，所述支撑座和所述半边支撑座中心均嵌固有圆柱磁铁；
13、所述支撑座顶部周向等角度固接有至少三个支撑标准球；
14、所述半边支撑座顶部固接有两个对称设置的圆柱导柱，所述圆柱导柱与所述支撑座和所述半边支撑座中心的连接线平行，两个所述圆柱导柱之间设有限位球，所述限位球嵌固在所述半边支撑座上并位于远离所述支撑座一侧。
15、一种复合式球杆仪测量装置的数据处理方法，基于上述的一种复合式球杆仪测量装置，包括如下步骤：
16、步骤一，将本装置设置在所述工作台和所述电主轴之间并进行测试，分别获得所述第一球杆仪和所述第二球杆仪记录的数据；
17、步骤二，将所述第一球杆仪记录的数据记为，用于直接反映非期待z轴轴向测量误差，将所述第二球杆仪记录的数据记为，用于表示包含所述非期待z轴轴向测量误差的球杆仪半径结果；
18、步骤三，根据公式，完成z轴轴向误差补偿计算，为补偿后的所述第二球杆仪的原始测量结果；
19、步骤四，根据所述第二球杆仪的原始测量结果，结合标准球杆仪数据处理方法，经过最小二乘拟合后找到精确的回转中心，并计算出准确的所述第二球杆仪的测量半径误差，并计算出圆偏差及若干项机床误差项目计算。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
21、本专利技术复合式球杆仪测量装置及数据处理方法和球杆仪校准器，能够实现测量非期待的z轴轴向误差并计算出更为准确的球杆仪原始测量数据，进而计算出球杆仪测量结果。具体来说：
22、1、改变了现有单一球杆仪测量结果受非期待的z轴的轴向误差的影响，提供了一种准确测量出z轴轴向误差的测量装置；此外，经过补偿z轴轴向误差的球杆仪装置能够获得更为精准的原始测量结果，经过标准球杆仪数据处理，可得到多项被测机床误差项。
23、2、所述的复合式球杆仪测量装置的z轴轴向测量端直接连接磁力固定座，使得由工作台在回转平面内引起的轴向运动可以直接测量，克服了间接式z轴位移测量方案的技术局限性。
24、3、关键硬件基于现有球杆仪装置，部分硬件需要自制，结合外购的标准化组件，可简便完成综合设备搭建，因此，针对终端球杆仪用户，该改进型仪器装置无须高成本的硬件投资，更容易实现。
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1.一种复合式球杆仪测量装置，设置在工作台（1）和电主轴（2）之间，其特征在于：所述电主轴（2）的转动端固接有回转连接板（8）的一端，所述回转连接板（8）的另一端通过标准球固定基座（9）连接有第一球杆仪（3）的一端，所述第一球杆仪（3）的另一端通过连接基座杯（10）连接有第二球杆仪（4）的一端，并通过磁力固定座（11）与所述工作台（1）连接；
2.根据权利要求1所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述基座杆（5）通过固定锁紧螺母（12）轴接在所述电主轴（2）的转动端。
3.根据权利要求1所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述回转连接板（8）远离所述电主轴（2）的一端设有通孔，所述标准球固定基座（9）通过螺栓固定在所述通孔内。
4.根据权利要求3所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述通孔距离所述电主轴（2）转动端的转动轴为100mm。
5.根据权利要求1所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述转动驱动结构包括伺服电机（7），所述伺服电机（7）的固定端通过电主轴固定架（13）固定在所述电主轴（2）的固
6.根据权利要求1所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述基座杆（5）远离所述电主轴（2）的一端与所述回转连接板（8）的距离为135mm。
7.一种复合式球杆仪测量装置的数据处理方法，基于权利要求1-6任一所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种复合式球杆仪测量装置，设置在工作台（1）和电主轴（2）之间，其特征在于：所述电主轴（2）的转动端固接有回转连接板（8）的一端，所述回转连接板（8）的另一端通过标准球固定基座（9）连接有第一球杆仪（3）的一端，所述第一球杆仪（3）的另一端通过连接基座杯（10）连接有第二球杆仪（4）的一端，并通过磁力固定座（11）与所述工作台（1）连接；
2.根据权利要求1所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述基座杆（5）通过固定锁紧螺母（12）轴接在所述电主轴（2）的转动端。
3.根据权利要求1所述的一种复合式球杆仪测量装置，其特征在于：所述回转连接板（8）远离所述电主轴（2）的一端设有通孔，所述标准球固定基座（9）通过螺栓固定在所述通孔内。
4.根据权利要求3所述的一种复合式球杆仪测量装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢康林，李峰西，邢振宏，
申请(专利权)人：山东镭研激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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