[发明专利]旋转轴的螺距误差补偿量的测量方法、装置

说明书

本发明公开了旋转轴的螺距误差补偿测量方法、装置。方法应用于机床，机床包括转台和/或摆头；螺距误差补偿方法包括：控制目标旋转轴旋转至少四个旋转角度，并通过标准球组件和探针组件计算每个旋转角度下标准球组件的球心的机械坐标，其中，目标旋转轴为机床上的多个旋转轴中的一个；根据至少四个标准球组件的球心的机械坐标确定目标旋转轴的旋转中心的机械坐标；根据旋转角度、球心的机械坐标和旋转中心的机械坐标确定目标旋转轴的螺距误差，螺距误差用于对目标旋转轴进行螺距补偿。本发明实现了对数控机床的旋转轴的螺距误差补偿量的测量，不仅算法简单，精确度高，价格便宜，更具有普遍适用性。

技术领域

本发明涉及数控机床控制领域，特别涉及一种旋转轴的螺距误差补偿量的测量方法、装置。

背景技术

数控机床大都采用滚珠丝杠作为机械传动部件，电机带动滚珠丝杠，将电机的旋转运动转换为旋转轴的旋转运动。如果滚珠丝杠没有螺距误差，则滚珠丝杠转过的角度与对应的旋转角度存在线性关系。实际上，由于存在制造误差和装配误差，难以达到理想的螺距精度，存在螺距误差，降低了机床的加工精度。同时，数控机床经长期运行后，由于机械磨损等原因，使丝杠螺距误差增大，造成加工精度下降。

螺距误差补偿是根据机床实际移动的距离与指令移动的距离之差，调解机床的指令脉冲参数，进而使得机床实际移动距离与指令值相接近，以提高机床的定位精度。定期检测机床的螺距误差并及时矫正，可在保持精度的前提下延长机床的使用寿命。

目前螺距误差补偿的测量方法主要为激光干涉仪。激光干涉仪对误差的测量精度很高，但价格昂贵，需要专人操作，不适宜在生产现场环境下工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对机床的旋转轴进行螺距误差补偿的补偿量的测量费用较高的缺陷，提供一种旋转轴的螺距误差补偿量的测量方法、装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种旋转轴的螺距误差补偿量的测量方法，方法应用于五轴双转台机床，所述五轴双转台机床包括转台和主轴；所述转台包括旋转轴；

所述螺距误差补偿方法包括：

将标准球组件固定于所述转台上，将探针组件固定于所述主轴上；

控制目标旋转轴旋转至少四个旋转角度，并通过所述标准球组件和所述探针组件计算每个旋转角度下所述标准球组件的球心的机械坐标，其中，所述目标旋转轴为所述机床上的多个旋转轴中的一个；

根据至少四个标准球组件的球心的机械坐标确定所述目标旋转轴的旋转中心的机械坐标；

根据所述旋转角度、所述球心的机械坐标和所述旋转中心的机械坐标确定所述目标旋转轴的螺距误差补偿量，所述螺距误差补偿量用于对所述目标旋转轴进行螺距补偿；

或，方法应用于五轴双摆头机床，所述五轴双摆头机床包括工作台和摆头；所述摆头包括旋转轴；

所述螺距误差补偿方法包括：

将标准球组件固定于所述工作台上，将探针组件固定于所述摆头上；

控制目标旋转轴旋转至少四个旋转角度，并通过所述标准球组件和所述探针组件计算每个旋转角度下所述标准球组件的球心的机械坐标，其中，所述目标旋转轴为所述机床上的多个旋转轴中的一个；

根据至少四个标准球组件的球心的机械坐标确定所述目标旋转轴的旋转中心的机械坐标；

根据所述旋转角度、所述球心的机械坐标和所述旋转中心的机械坐标确定所述目标旋转轴的螺距误差补偿量，所述螺距误差补偿量用于对所述目标旋转轴进行螺距补偿；

或，方法应用于五轴混合结构机床，所述五轴混合结构机床包括转台和摆头；所述转台和所述摆头均包括旋转轴；