[发明专利]一种用于五轴机床误差同步检测机构的球心对中定位装置

说明书

技术领域

本发明属于五轴数控机床刀具运动精度检测技术领域，具体涉及一种用于五轴机床误差同步检测机构的球心对中定位装置。

背景技术

五轴机床刀具姿态及刀尖点位置误差同步检测仪是一种在五轴数控机床RTCP功能开启后实时同步检测刀具球头空间位移误差与位姿的装置。如图1和图2所示，专利号为“201410811379.4”、专利名称为“一种五轴机床刀具姿态及刀尖点位置误差同步检测机构”的发明专利，公开的误差同步检测机构对五轴数控机床进行RTCP测试的工作原理如下：首先将该检测机构通过连接螺栓固定于待检测机床工作台上，并通过联轴器将机床刀轴与检测机构中的摆动轴45连接；然后开启机床RTCP功能，使刀轴旋转中心点沿设定轨迹行走，刀具绕某一轴产生的摆角将由摆动轴45传递到心轴43，心轴43的转动量由固定在球状连接件44上的第二光电编码器41测得；刀轴行走过程中会使球状连接件44沿空间各轴向产生位移，从而挤压位移测量单元中的接触板，接触板产生的位移量则由另一侧与接触板接触的位移传感器测得；而由机床两转动轴引起球状连接件44绕Z轴的转动会传递到连接轴56，其转动量则由与连接轴56紧固连接的第一光电编码器51测得。如此，便可将五轴数控机床的刀具球头产生的摆角量、转动量以及空间三轴向微位移量由两个光电编码器与三个位移传感器实时同步测得。

其中，为了能使位移传感器34准确的获取球状连接件44沿各轴向产生的位移，同时更有效的保证检测机构对基准球空间位置误差的可测范围相对初始球心位置具有较好的正负对称性，在检测实验前需使球状连接件44的球心与三个位移传感器的交点重合。常用的球心对中方法是，在三个位移传感器构成的局部坐标系中，首先将球头沿Y方向反复调整，直至X向传感器输出值最大；然后沿Z方向反复调整，直至X向传感器输出值最大，此时X向传感器轴线通过球心；最后沿X向反复调整，直至Z向传感器的输出最大，此时，球状连接件44的球心与三个传感器交点重合。但是这种球心对中方法需反复调整球状连接件，并时刻观察传感器的输出值，其过程繁杂、效率低、精度差。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种用于五轴机床误差同步检测机构的球心对中定位装置以便快速、准确的使球状连接件的球心与三个传感器交点重合。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于五轴机床误差同步检测机构的球心对中定位装置，包括套设于连接轴用于安装各单元的安装部件，以及周向安装在安装部件上的固定顶杆单元和可调顶杆单元，可调顶杆单元用于推动连接轴使连接轴与固定顶杆单元产生挤压，实现连接轴的轴向定位和径向定位，并使得连接轴在轴向定位和径向定位后三个位移传感器与球状连接件的球心重合。

优选地，所述安装部件包括定位环，定位环活动套设于连接轴，定位环上设有用于安装固定顶杆单元和可调顶杆单元的定位槽，定位槽沿定位环的径向设置。

优选地，所述安装部件还包括活动套设于连接轴的内定位环，内定位环与定位环为同心圆环，内定位环的外圆周面与固定顶杆单元和可调顶杆单元抵接。

优选地，所述固定顶杆单元包括固定顶杆、第一顶杆组件和紧定螺丝，固定顶杆安装在第一顶杆组件上，其根部与第一顶杆组件配合进行轴向限位，端部与连接轴相对，紧定螺丝与固定顶杆的根部相对且紧定螺丝与第一顶杆组件螺纹配合，通过旋转紧定螺丝将固定顶杆固定在第一顶杆组件上。

优选地，所述第一顶杆组件包括相连的第一顶杆座和第一凹座，第一凹座在它们的连接处内凹形成用于容纳固定顶杆根部的空腔，固定顶杆的端部穿设于第一顶杆座，其根部的尺寸大于第一顶杆座上通孔的尺寸。

优选地，所述可调顶杆单元包括可滑动安装在第二顶杆组件上的可调顶杆，调节螺丝与第二顶杆组件螺纹配合，用于推动可调顶杆与连接轴接触；第二顶杆组件上还设有固定螺丝，固定螺丝与第二顶杆组件螺纹配合，用于固定可调顶杆。

优选地，所述第二顶杆组件包括相连的第二顶杆座和第二凹座，调节螺丝穿设于第二凹座，可调顶杆穿设于第二顶杆座，且调节螺丝的轴线与可调顶杆的轴线重合，固定螺丝安装在第二顶杆座上与可调顶杆垂直。

优选地，所述连接轴上设有定位孔，可调顶杆单元的可调顶杆的端部可插入定位孔对连接轴进行轴向定位。

优选地，所述定位孔包括上定位孔和下定位孔，下定位孔位于上定位孔的下方。

优选地，所述固定顶杆单元的数量为二，可调顶杆单元和两个固定顶杆单元三者间的夹角互为120°。