專利名稱：數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床金屬加工領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)和金屬加工工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工精度的要求 越來(lái)越高，而數(shù)控機(jī)床所使用的其上安裝有主軸的主軸體(如圖1中101所示)由于需要 對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸的位置進(jìn)行頻繁定位，因而其受使用時(shí)間的限制，是一個(gè)易損件，經(jīng)常需 要更換。另一方面，主軸體更換以后在裝配時(shí)還需要對(duì)主軸體在相應(yīng)各擺角范圍內(nèi)的擺角 誤差進(jìn)行校正工作，以保證其具有足夠的定位精度。如圖2所示為圖1中的主軸體101的近距離放大圖，其中102為數(shù)控機(jī)床的滑枕， 可以沿著豎直方向和前后方向作平滑移動(dòng)；103為安裝于主軸體101上的主軸，可以在主軸 體101的定位下作高速旋轉(zhuǎn)；104為數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面，其上固定有工件；105為數(shù)控機(jī) 床的立柱，用于懸臂式支撐主軸體101和滑枕102，并可以相對(duì)于工作臺(tái)面104沿著左右方 向作平滑移動(dòng)。所述擺角是指數(shù)控機(jī)床的主軸體在各工作平面內(nèi)圍繞垂直于該工作平面的法線 所轉(zhuǎn)過(guò)的角度，在圖2中顯示為主軸體101圍繞垂直于工作臺(tái)面104的法線所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。通常地，每當(dāng)主軸體的擺角的精度無(wú)法滿足生產(chǎn)要求時(shí)，就需要對(duì)主軸體進(jìn)行更 換。由于主軸體的更換原則上需要由供應(yīng)商來(lái)完成，因此每次對(duì)主軸體的更換都需要花費(fèi) 昂貴的費(fèi)用和大量的時(shí)間。另外，現(xiàn)有技術(shù)中由激光跟蹤儀來(lái)對(duì)更換后的主軸體的擺角進(jìn) 行校正的過(guò)程比較繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)且費(fèi)用昂貴，這些缺點(diǎn)都給實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了諸多 不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，減少了數(shù)控機(jī)床 主軸體的更換次數(shù)，另外還簡(jiǎn)化了數(shù)控機(jī)床主軸體更換后的擺角校正的過(guò)程。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，包括步驟提 供標(biāo)準(zhǔn)孔系平板，其上形成有中心孔，以中心孔為圓心，在其周圍以一定半徑并每隔一定旋 轉(zhuǎn)角度還形成有多個(gè)小孔；將標(biāo)準(zhǔn)孔系平板置于數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面上，使主軸體旋轉(zhuǎn)中 心與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的中心孔相對(duì)準(zhǔn)；旋轉(zhuǎn)主軸體，每隔一定旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量并記錄各孔段之 間主軸體擺角與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上各小孔位置之間的誤差值，所述旋轉(zhuǎn)角度與各小孔位置之 間的間隔角度相對(duì)應(yīng)；將上述誤差值換算成相應(yīng)各孔段之間的主軸體擺角的誤差補(bǔ)償值， 使數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)能根據(jù)所述誤差補(bǔ)償值來(lái)抵消主軸體在相應(yīng)各擺角范圍內(nèi)的擺角誤差?？蛇x地，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上的多個(gè)小孔之間的旋轉(zhuǎn)角度為相同的或不同的?？蛇x地，所述多個(gè)小孔之間的旋轉(zhuǎn)角度為3°至8°。
可選地，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上的孔系為1個(gè)或多個(gè)?？蛇x地，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上同一孔系的多個(gè)小孔之間的旋轉(zhuǎn)角度為相同的或不 同的?？蛇x地，所述各小孔的孔徑為相同的或者不同的?？蛇x地，所述校正過(guò)程的次數(shù)為1次或多次。可選地，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的孔系半徑為200 300mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)采用上述技術(shù)方案，可以對(duì)已產(chǎn)生誤 差的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角進(jìn)行校正，減少對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸體的更換次數(shù)。本發(fā)明還可以 摒棄操作起來(lái)比較繁瑣的激光跟蹤儀，簡(jiǎn)化更換后的主軸體擺角的校正過(guò)程。本發(fā)明通過(guò) 上述技術(shù)改進(jìn)，節(jié)省了大量的生產(chǎn)費(fèi)用和時(shí)間，保證了生產(chǎn)過(guò)程的有序進(jìn)行。另外，本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際的校正需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上孔系的數(shù)目、各小孔之 間的旋轉(zhuǎn)角度、各小孔的孔徑進(jìn)行靈活的配置，極大地豐富了數(shù)控機(jī)床的主軸體擺角在校 正過(guò)程中的校正點(diǎn)，使校正手段十分多樣。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控機(jī)床及其主軸體的示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控機(jī)床主軸體的近距離放大圖；圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正的方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所形成的標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的示意圖；圖5為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所形成的標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保 護(hù)范圍。圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正的方法流程示意圖。如 圖3所示，包括執(zhí)行步驟S201，提供標(biāo)準(zhǔn)孔系平板，其上形成有中心孔，以中心孔為圓心， 在其周圍以一定半徑并每隔一定旋轉(zhuǎn)角度還形成有多個(gè)小孔；執(zhí)行步驟S202，將標(biāo)準(zhǔn)孔系 平板置于數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面上，使主軸體旋轉(zhuǎn)中心與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的中心孔相對(duì)準(zhǔn)；執(zhí) 行步驟S205，旋轉(zhuǎn)主軸體，每隔一定旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量并記錄各孔段之間主軸體擺角與標(biāo)準(zhǔn)孔 系平板上各小孔位置之間的誤差值，所述旋轉(zhuǎn)角度與各小孔位置之間的間隔角度相對(duì)應(yīng)； 執(zhí)行步驟S204，將上述誤差值換算成相應(yīng)各孔段之間的誤差補(bǔ)償值，使數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)能根 據(jù)所述誤差補(bǔ)償值來(lái)抵消主軸體在相應(yīng)各擺角范圍內(nèi)的擺角誤差。圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所形成的標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的示意圖，圖5為該實(shí)施例所 形成的標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的俯視圖。如圖4所示，提供平板，其上具有中心孔202，所述平板的材 料可以為金屬，優(yōu)選為鋁；所述平板的形狀可以為矩形，優(yōu)選為正方形。在本實(shí)施例中，所述平板的長(zhǎng)度X寬度可以為600X600mm，厚度可以為50mm。所 述中心孔202的孔徑可以為40mm，深度可以為25mm。然后，以中心孔202為圓心，在其周圍以一定半徑204并每隔一定旋轉(zhuǎn)角度206在 平板上制作多個(gè)小孔208，形成標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200，如圖4和圖5所示。
在本實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200上的孔系半徑204可以為200 300mm，具 體例如 200mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm 或 300mm 等，優(yōu)選為 250mm。在數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角一定的情況下，較長(zhǎng)的孔系半徑使孔系圓周在各小孔208 之間具有較長(zhǎng)的弧長(zhǎng)或弦長(zhǎng)，能夠方便后續(xù)測(cè)量各孔段之間主軸體擺角的位置與標(biāo)準(zhǔn)孔系 平板200上各小孔208位置之間的誤差值。在本實(shí)施例中，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200上的多個(gè)小孔208之間的旋轉(zhuǎn)角度206可 以為相同的或不同的，各小孔208的孔徑也可以為相同的或不同的。所述多個(gè)小孔208之 間的旋轉(zhuǎn)角度206可以為3°至8°，具體例如3°、4°、5°、6°、7°或8°等，優(yōu)選為6°。 所述各小孔208的孔徑可以為IOmm至14mm，具體例如10mm、11mm、12mm、13mm或14mm等，優(yōu) 選為12mm。另外，所述各小孔208的深度可以為15mm。接著，將標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200置于數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面上，使主軸體101的旋轉(zhuǎn)中心 與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200的中心孔202相對(duì)準(zhǔn)，將中心孔202的圓心設(shè)置為數(shù)控機(jī)床的X-Y坐 標(biāo)體系的原點(diǎn)。下一步，旋轉(zhuǎn)主軸體101，每隔一定旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量并記錄各孔段之間主軸體擺角與 標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200上各小孔208位置之間的誤差值，所述旋轉(zhuǎn)角度與各小孔208位置之間 的間隔角度206相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，所述主軸體101上固定有杠桿表表架，在表架上安裝有杠桿表。杠 桿表的表頭觸及標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200上孔系圓周與各小孔208在同一方向相交的孔壁，上下 移動(dòng)杠桿表測(cè)量并記錄各孔段之間主軸體擺角的位置與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200上各小孔208位 置之間的誤差值，所述旋轉(zhuǎn)角度與各小孔208位置之間的間隔角度206相對(duì)應(yīng)。最后，利用函數(shù)關(guān)系A(chǔ)0 = arCSin—將上述誤差值換算成相應(yīng)各孔段之間的主軸
體擺角的誤差補(bǔ)償值，其中，Δ θ為相應(yīng)各孔段之間的主軸體擺角的誤差補(bǔ)償值，ΔΧ為各 孔段之間主軸體擺角的位置與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板200上各小孔208位置之間的誤差值，r為標(biāo)準(zhǔn) 孔系平板200上由多個(gè)小孔208組成的圓環(huán)的半徑204的值。于是數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)能根據(jù)所 述各孔段之間的主軸體擺角的誤差補(bǔ)償值來(lái)抵消主軸體在相應(yīng)各擺角范圍內(nèi)的擺角誤差。在本發(fā)明中，上述主軸體的擺角校正過(guò)程也可以為多次，這只需不斷地重復(fù)上述 校正過(guò)程，直至數(shù)控機(jī)床的主軸體擺角的定位精度達(dá)到生產(chǎn)要求即可。在本發(fā)明中，所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上的孔系也可以為多個(gè)，如此能起到針對(duì)不同的 校正需求，使用同一塊標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的作用，提高了標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的利用率，節(jié)約了寶貴的 生產(chǎn)資源。在本發(fā)明中，在具有多個(gè)孔系的標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上同一孔系的多個(gè)小孔之間的旋轉(zhuǎn) 角度可以為相同的或不同的，各小孔的孔徑也可以為相同的或不同的。在本發(fā)明中，不僅可以校正數(shù)控機(jī)床X-Y平面內(nèi)主軸體C擺角的誤差，還可以校正 Y-Z平面內(nèi)主軸體A擺角的誤差和X-Z平面內(nèi)主軸體B擺角的誤差，這只需要通過(guò)改變標(biāo)準(zhǔn) 孔系平板的相應(yīng)的放置位置即可。本發(fā)明通過(guò)采用以上技術(shù)方案，可以對(duì)已產(chǎn)生誤差的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角進(jìn)行 校正，減少對(duì)數(shù)控機(jī)床主軸體的更換次數(shù)。本發(fā)明還可以摒棄操作起來(lái)比較繁瑣的激光跟 蹤儀，簡(jiǎn)化更換后的主軸體擺角的校正過(guò)程。本發(fā)明通過(guò)上述技術(shù)改進(jìn)，節(jié)省了大量的生產(chǎn)費(fèi)用和時(shí)間，保證了生產(chǎn)過(guò)程的有序進(jìn)行。另外，本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際的校正需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上孔系的數(shù)目、各小孔之 間的旋轉(zhuǎn)角度、各小孔的孔徑進(jìn)行靈活的配置，極大地豐富了數(shù)控機(jī)床的主軸體擺角在校 正過(guò)程中的校正點(diǎn)，使校正手段十分多樣。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于，包括步驟提供標(biāo)準(zhǔn)孔系平板，其上形成有中心孔，以中心孔為圓心，在其周圍以一定半徑并每隔一定旋轉(zhuǎn)角度還形成有多個(gè)小孔；將標(biāo)準(zhǔn)孔系平板置于數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面上，使主軸體旋轉(zhuǎn)中心與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的中心孔相對(duì)準(zhǔn)；旋轉(zhuǎn)主軸體，每隔一定旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量并記錄各孔段之間主軸體擺角與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上各小孔位置之間的誤差值，所述旋轉(zhuǎn)角度與各小孔位置之間的間隔角度相對(duì)應(yīng)；將上述誤差值換算成相應(yīng)各孔段之間的主軸體擺角的誤差補(bǔ)償值，使數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)能根據(jù)所述誤差補(bǔ)償值來(lái)抵消主軸體在相應(yīng)各擺角范圍內(nèi)的擺角誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)孔 系平板上的多個(gè)小孔之間的旋轉(zhuǎn)角度為相同的或不同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于，所述多個(gè)小 孔之間的旋轉(zhuǎn)角度為3°至8°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于， 所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上的孔系為1個(gè)或多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)孔 系平板上同一孔系的多個(gè)小孔之間的旋轉(zhuǎn)角度為相同的或不同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于， 所述各小孔的孔徑為相同的或者不同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于， 所述校正過(guò)程的次數(shù)為1次或多次。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，其特征在于， 所述標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的孔系半徑為200 300mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)控機(jī)床主軸體的擺角校正方法，包括步驟提供標(biāo)準(zhǔn)孔系平板，其上形成有中心孔，以中心孔為圓心，在其周圍以一定半徑并每隔一定旋轉(zhuǎn)角度形成有多個(gè)小孔；將標(biāo)準(zhǔn)孔系平板置于數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)面上，使主軸體旋轉(zhuǎn)中心與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板的中心孔相對(duì)準(zhǔn)；旋轉(zhuǎn)主軸體，每隔一定旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量并記錄各孔段之間主軸體擺角與標(biāo)準(zhǔn)孔系平板上各小孔位置之間的誤差值，所述旋轉(zhuǎn)角度與各小孔位置之間的間隔角度相對(duì)應(yīng)；將上述誤差值換算成相應(yīng)各孔段之間的主軸體擺角的誤差補(bǔ)償值，使數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)能根據(jù)所述誤差補(bǔ)償值來(lái)抵消主軸體在相應(yīng)各擺角范圍內(nèi)的擺角誤差。本發(fā)明通過(guò)采用以上技術(shù)改進(jìn)，節(jié)省了大量費(fèi)用和時(shí)間，保證了生產(chǎn)過(guò)程的有序進(jìn)行。
文檔編號(hào)B23Q15/22GK101987424SQ20091005564
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者李國(guó)偉, 蔡璿 申請(qǐng)人:中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司;上海飛機(jī)制造有限公司