數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀的製作方法

2023-06-11 17:51:46 3

專利名稱：數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種動態軌跡測量儀，特別涉及一種數控工具機兩維移動軌跡動態
背景技術：
目前，國內市場對數控加工機械的需求量非常大，並且呈持續增加的趨勢，因此，
國內數控工具機的產量也相應地增加；除在數量需求上的增加外，隨著市場對產品水平要求
的日益提高，對加工機械的質量和精度的要求也在同時提高中，因此對工具機生產廠來說，要
提高產量和提高質量，必須在技術、生產方法、產品檢驗等方面上作出改良。 在國內數控工具機精度檢測中，最廣泛使用的是球桿儀和雷射幹涉儀。從性能上來
說，雷射幹涉儀著重於檢測工具機單軸精度，進行靜態測量或部分動態精度測量，而非在於多
軸的軸同動測量；球桿儀主要是測量在工具機進行兩軸圓型運動時的動態精度，這種動態測
量是當工具機按預定程序以球桿儀長度為半徑走圓時，傳感器檢測到工具機動運半徑方向的變
化，分析軟體將工具機的直線度、垂直度、反向間隙、各軸的比例是否匹配及伺服性能等從半
徑的變化中分離出來，也就是說，這種在國內使用泛為最廣的測量儀器，在測量的過程中，
只能做圓形運動，對其它動運軌跡如轉角等則無法進行測量，同時由於這種儀器的測量數
據有限，且為複合資料，故其故障分析能力並不理想。此外，雷射幹涉儀和球桿儀的使用也
較為麻煩，進行動態測量時，需由雷射測量儀和球桿儀配套使用，如果雷射測量儀精度失
準，校準方式只有兩種以另一套儀器為標準進行校對或送回原廠家代為校準；而如果儀
器出現故障，就只能送回原廠家維修，除此以外別無它法。 至於國外的一些動態軌跡測量儀，因價格高，會大量增加成本。 在沒有動態軌跡測量儀的情形下，工具機廠如要實施動態測試， 一般會由被測工具機 進行工件加工，然後對工件以座標測量儀進行精度測量，這方法較為不直接，因工件的精 度不但受工具機精度所影響，同時受刀具、加工方法等的影響，而且這種測量方式所需時間較 長。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服上述缺點，提供一種數控工具機兩維移動軌跡動態測量 儀，測量數控工具機兩直線軸的動態軌跡及位置精度等。 為解決上述問題，本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，其包括兩軸 數控雲臺和位移檢測部分，其中位移檢測部分主要由兩個位移測量感應器組成，位移測量 感應器以水平直角方式安裝在兩軸數控雲臺的移動平臺上。 此外，位移檢測部分還包括測量柱。 其中的兩軸數控雲臺包括兩層，每一層包括底座、底座兩側邊上的線性導軌、與移 動平臺連接並與線性導軌匹配的線性滑塊，移動平臺由與電機接觸的皮帶帶動進行移動。 兩軸數控雲臺的第一層的移動平臺可以作為第二層的底座，第二層移動平臺的移
3動方向與第一層的移動方向呈直角。 本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，由於採用兩軸數控雲臺和兩個位移測量感應器的結構，可以對被測量工具機進行任何軌跡的動態測量，所測數據更為全面，並且由於是直接對被測量工具機進行測量，可以減少其它非機械精度的因素對測量結果的影響，同時，由於本實用新型屬機械性測量儀，維修及校準的可操作性更強，並降低成本。[0012]
圖1為本實用新型的整體結構示意圖。[0014] 圖2為本實用新型中的兩軸數控雲臺的結構示意圖。[0015] 圖3為本實用新型中的位移檢測部分的結構示意圖。[0016] 圖號說明 1…兩軸數控雲臺 2…位移檢測部分 3…X軸位移感應器 4…Y軸位移感應器 5…測量柱 6…底座[0019] 7…線性導軌 8…線性滑塊 9…移動平臺 10…皮帶 11…電機
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。 本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀(圖l)，其包括兩軸數控雲臺1 (圖2)和位移檢測部分2 (圖3)，其中的位移檢測部分2主要由X軸位移感應器3和Y軸位移感應器4兩個位移測量感應器組成(例如LVDT(差動式位移檢出變壓器)原件)，位移測量感應器以水平直角方式安裝在兩軸數控雲臺1的移動平臺上，用以測出測量柱5的X軸向和Y軸向的位移量；此外，位移檢測部分2還可以包括測量柱5。[0023] 兩軸數控雲臺l(圖2)包括兩層，每一層包括底座6、底座6兩側邊上的線性導軌7、與移動平臺9連接並與線性導軌7匹配的線性滑塊8，移動平臺9由與電機11接觸的皮帶10帶動進行移動。 第二層的結構與第一層的結構一致，其中第一層的移動平臺可以作為第二層的底座，但第二層移動平臺的移動方向與第一層的移動方向呈直角。 兩軸數控雲臺1可作水平和垂直移動，由測量儀內的計算機控制電機對兩軸數控雲臺l進行運動控制，再經由光柵尺反饋位置。 本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀的工作原理為追蹤式測量。數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀放置於被測量工具機的工作檯面上，而測量柱5安裝於被測量工具機的主軸上，測量柱5與位移測量感應器相互接觸，在被測量工具機靜止時，所測出的位置為零點，當被測量工具機開始移動時，會使安裝在被測量工具機主軸上的測量柱5移動並會單獨或同時擠壓/或遠離位移測量感應器，位移測量感應器會感應出相應移動的方向和位移量，並反饋至測量儀的計算器中，經計算後，會指示兩軸數控雲臺1移動，以追蹤測量柱5的位置，直至位移量回復至零。此過程會被還原成兩軸數控雲臺1一直追蹤測量柱5的動作，並且此過程中會定時記錄由光柵尺和位移感應器所傳回的數值，經運算後得出每一記錄點的座標位置，這些座標位置可用於分析工具機之動態精度。 在實際操作時，被測量工具機會被編入所需測試程序，當工具機執行程序上的運動時，由數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀定時記錄座標數值(通常會是每秒1000次或以上)，
當完成程序後，會對座標資料進行分析，從而知道工具機的動態座標精度。 本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀在一定的範圍內可以取代雷射
幹涉儀和球桿儀的使用。 本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀的所有追蹤誤差均可由光柵遲 和位移感應器的數據作數學運算消除。 上述僅對本實用新型中的幾種具體實施例加以說明，但並不能作為本實用新型的 保護範圍，凡是依據本實用新型中的設計精神所作出的等效變化或修飾，均應認為落入本 實用新型的保護範圍。
權利要求一種數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，其特徵在於其包括兩軸數控雲臺和位移檢測部分，其中所述的位移檢測部分主要由兩個位移測量感應器組成，位移測量感應器以水平直角方式安裝在兩軸數控雲臺的移動平臺上。
2. 根據權利要求1所述的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，其特徵在於所述的位移檢測部分還包括測量柱。
3. 根據權利要求1所述的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，其特徵在於所述的兩軸數控雲臺包括兩層，每一層包括底座、底座兩側邊上的線性導軌、與移動平臺連接並與線性導軌匹配的線性滑塊，移動平臺由與電機接觸的皮帶帶動進行移動。
4. 根據權利要求3所述的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，其特徵在於所述的兩軸數控雲臺的第一層的移動平臺可以作為第二層的底座，第二層移動平臺的移動方向與第一層的移動方向呈直角。
專利摘要一種數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，包括兩軸數控雲臺和位移檢測部分，位移檢測部分主要由兩個位移測量感應器組成，位移測量感應器以水平直角方式安裝在兩軸數控雲臺的移動平臺上。本實用新型的數控工具機兩維移動軌跡動態測量儀，由於採用兩軸數控雲臺和兩個位移測量感應器的結構，可以對被測量工具機進行任何軌跡的動態測量，所測數據更為全面，並且由於是直接對被測量工具機進行測量，可以減少其它非機械精度的因素對測量結果的影響，同時，由於本實用新型屬機械性測量儀，維修及校準的可操作性更強。
文檔編號B23Q17/00GK201534293SQ20092006062
公開日2010年7月28日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者鄺錦祥 申請人:東莞盈拓科技實業有限公司