[发明专利]机床主轴头姿态角多值测量量具及测量方法

说明书

本发明公开了一种机床主轴头姿态角多值测量量具及测量方法，所述测量量具包括：底座、校准凸台和至少两个测量斜面，测量斜面均安装在所述底座上，且与所述底座呈设定夹角，所述校准凸台与所述底座连接，所述校准凸台用于校准所述底座在所述工作台上的安装方向，所述测量量具通过所述底座安装在机床的工作台上，且所述校准凸台与所述设定进给轴平行，通过将机床主轴分别与不同的测量斜面垂直，测量机床主轴头不同倾斜方向的姿态角。本发明的结构简单，有多个测量斜面，一次安装就可以测量多组数据，进一步降低了人为操作引入的误差，提高了测量效率。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及一种机床主轴头姿态角测量量具及测量方法。

背景技术

相比于传统的车床、铣床、钻床等，五轴联动机床在加工复杂零件时，由于省去了多次夹装，大大提高了加工效率。而五轴联动混联机床，由于主轴头安装在并联机构上，有着运动速度快、动态性能好的优点，在加工过程中，配合串联进给轴运动，加工效率很高。与此同时，并联机构结构复杂，制造和装配引起的误差难以直接测量，需要对主轴头各个不同的位置和姿态进行测量，进而加以标定和补偿，才能达到使用要求。主轴头的位置相对容易测量，而姿态角的测量则比较复杂。

目前已有多种方法用以测量主轴头的姿态角，主要有惯性导航方法、立体视觉方法、激光跟踪方法等。三者都通过检测设备的监测信息进行计算得到姿态角。惯性导航方法是通过惯性传感器，测量运动信息；立体视觉方法通过视觉传感器采集被测物体视觉信息；激光跟踪方法是采集被测物体上特定三个点的空间坐标信息。上述方法测量精度和计算精度都无法满足机床测量的要求。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种机床主轴头姿态角多值测量量具及测量方法，以克服现有技术的不足，使得测量精度满足机床测量要求。

为了实现上述目的，本发明的一个方面是提供一种机床主轴头姿态角多值测量量具，包括：底座、校准凸台和至少两个测量斜面，测量斜面均安装在所述底座上，且与所述底座呈设定夹角，所述校准凸台与所述底座连接，所述校准凸台用于校准所述底座在所述工作台上的安装方向，所述测量量具通过所述底座安装在机床的工作台上，且所述校准凸台与所述设定进给轴平行，通过将机床主轴分别与不同的测量斜面垂直，测量机床主轴头不同倾斜方向的姿态角。

优选地，每个测量斜面与所述底座的夹角相同。

优选地，每个测量斜面上均安装有多个端块，所述端块用于连接检测机床主轴与测量斜面之间垂直度的垂直度检测装置。

优选地，所述校准凸台、所述底座、所述测量斜面和所述端块连接成一体。

优选地，多个端块在所述测量斜面上均匀分布。

为了实现上述目的，本发明的另一个方面提供了一种机床主轴头姿态角多值测量方法，包括以下步骤：

步骤S1，将上述测量量具安装在机床的工作台上，并使得校准凸台与设定进给轴平行；

步骤S2，调节机床驱动轴的进给来调整主轴的倾斜方向，使得主轴位于第一倾斜方向，与测量量具的一个测量斜面垂直，测得主轴头在所述第一倾斜方向下的姿态角；

步骤S3，改变机床驱动轴的进给来改变主轴的倾斜方向，使得主轴位于第二倾斜方向，与测量量具的另一个测量斜面垂直，测得主轴头在所述第二倾斜方向下的姿态角；

步骤S4，重复所述步骤S3，直至测得机床主轴头多个不同倾斜方向的姿态角。

优选地，所述步骤S1还包括：

在所述校准凸台上放置平行度测量装置；

通过控制装置控制工作台沿所述设定进给轴进行往返进给运动，调整测量量具的安装位置；

通过平行度测量装置测量所述校准凸台与所述设定进给轴是否平行。