數(shù)控銑床擺角精度檢測方法
【專利摘要】為解決現(xiàn)有技術(shù)五坐標數(shù)控設(shè)備擺角定位精度的檢測方法存在的需要專用檢測工具、檢測工具價格昂貴和嚴重影響五坐標數(shù)控設(shè)備功能的正常發(fā)揮等問題，本發(fā)明提出一種數(shù)控銑床擺角精度檢測方法，采用標準芯棒和千分表對數(shù)控銑床擺角精度進行檢測，利用數(shù)控銑床刀頭的法向抬刀功能測定標準芯棒軸線的水平偏移量Δx，并以此計算數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值Δα。本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法的有益技術(shù)效果是不需要購買昂貴的檢測工具和軟件，檢測和補償工作簡單、可靠，可有效保證五坐標數(shù)控設(shè)備功能的正常發(fā)揮。
【專利說明】數(shù)控銑床擺角精度檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種五坐標數(shù)控銑床擺角精度檢測技術(shù)，特別涉及到一種數(shù)控銑床擺角精度檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著機械制造行業(yè)中加工零件的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其零件加工精度和表面質(zhì)量要求越來越高，五坐標數(shù)控銑床的應(yīng)用也越來越廣泛。而提高五坐標數(shù)控銑床的應(yīng)用水平和精度，是提高零件生產(chǎn)效率和質(zhì)量的必要前提。擺角定位精度是五坐標數(shù)控銑床最重要精度，要提高五坐標數(shù)控銑床的精度必須保證擺角具有較高的精度。所謂擺角是指五坐標銑床的旋轉(zhuǎn)軸，常見為繞著X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，繞著Y軸旋轉(zhuǎn)的B軸，繞著Z軸旋轉(zhuǎn)的C軸，
[0003]通常，采用高精度編碼器、圓光柵等作為全閉環(huán)控制的位置反饋元器件，對五坐標數(shù)控設(shè)備的擺角定位精度進行檢測，一旦進行過一次定位誤差檢測與補償后，一般不會再發(fā)生變化。但是，在更換位置反饋元器件后就必須進行擺角定位精度的檢測和補償。另外，采用半閉環(huán)控制的五坐標數(shù)控設(shè)備，其擺角由于使用中出現(xiàn)的磨損，必然會帶來擺角定位精度的衰減，必須定期對其擺角定位精度檢查。由于高精度編碼器、圓光柵和擺角測試儀等檢測工具的價格昂貴，通常只配備在高端進口設(shè)備中，許多數(shù)控設(shè)備使用單位都不具備擺角定位精度檢測的條件，嚴重影響五坐標數(shù)控設(shè)備的使用效果，以及設(shè)備功能正常發(fā)揮。顯然，現(xiàn)有技術(shù)五坐標數(shù)控設(shè)備擺角定位精度的檢測方法存在著需要專用檢測工具、檢測工具價格昂貴和嚴重影響五坐標數(shù)控設(shè)備功能的正常發(fā)揮等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)五坐標數(shù)控設(shè)備擺角定位精度的檢測方法存在的需要專用檢測工具、檢測工具價格昂貴和嚴重影響五坐標數(shù)控設(shè)備功能的正常發(fā)揮等問題，本發(fā)明提出一種數(shù)控銑床擺角精度檢測方法。本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法采用標準芯棒和千分表對數(shù)控銑床擺角精度進行檢測，利用數(shù)控銑床刀頭的法向抬刀功能測定標準芯棒軸線的水平偏移量Λχ，再根據(jù)下式計算數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值Δ α ;

— At
[0005]Δα = α - arctg -

' [iixcosa_
[0006]式中，Λ X為標準芯棒軸線的水平偏移量，單位為mm;A α為數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值，單位為度；α為擺角理論值，單位為度；(1為標準芯棒的法向移動量，即數(shù)控統(tǒng)床刀頭法向抬刀的移動量，單位為mm。
[0007]進一步的，本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法，包括以下步驟:
[0008](I)將標準芯棒裝入數(shù)控銑床主軸，即裝入數(shù)控銑床刀頭；
[0009](2)執(zhí)行指令將數(shù)控銑床主軸移動到需要測量的角度；
[0010](3)沿Y軸方向固定千分表，保證表針指向Y軸正向；
[0011](4)用手持單元移動機床，使標準芯棒近端壓到千分表，找到芯棒最高點，并調(diào)整千分表壓縮量為0.1mm左右，并將表針對零；
[0012](5)執(zhí)行程序，使數(shù)控銑床實現(xiàn)法向抬刀，即刀頭向上沿標準芯棒矢量方向移動，其移動量為d ；
[0013](6)記錄千分表變化量，其中，千分表壓表時Λ X記為正值，松表時Λ X記為負值；
[0014](7)重復(fù)執(zhí)行步驟(2)至(6)，直至完成所有需要測量的角度的檢測；
[0015](8)利用下式計算各個測量角度的實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值Λ α，
,「,ga - Ax
[0016]Δα = a - arctg —-

、[i/xcosa_
[0017]式中，Λ X為標準芯棒軸線的水平偏移量，單位為mm;A a為數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值，單位為度；α為擺角理論值，單位為度；(1為標準芯棒的法向移動量，即數(shù)控統(tǒng)床刀頭法向抬刀的移動量，單位為mm ；
[0018](9)根據(jù)計算出來的擺角誤差值△ α，修改擺角定位精度補償文件，修改參數(shù)，重新激活補償文件；
[0019](10)重復(fù)步驟(2)至￠)，對所有需要測量角度進行復(fù)查驗證。
[0020]本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法的有益技術(shù)效果是不需要購買昂貴的檢測工具和軟件，檢測和補償工作簡單、可靠，可有效保證五坐標數(shù)控設(shè)備功能的正常發(fā)揮。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1是本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法標準芯棒和千分表的安裝示意圖；
[0022]附圖2是本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法擺角誤差值Λ α和水平偏移量Λχ的示意圖。
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法作進一步的說明。

【具體實施方式】
[0024]附圖1是本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法標準芯棒和千分表的安裝示意圖，附圖2是本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法擺角誤差值△ α和水平偏移量Ax的示意圖，圖中，I為標準芯棒，2為千分表，3為數(shù)控機床主軸。由圖可知，本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法采用標準芯棒和千分表對數(shù)控銑床擺角精度進行檢測，利用數(shù)控銑床刀頭的法向抬刀功能測定標準芯棒軸線的水平偏移量Λχ，再根據(jù)下式計算數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值Λ a ；
[0025]Δα = a - arctg ~—

[i/X cos a _
[0026]式中，Λ X為標準芯棒軸線的水平偏移量，單位為_;Λ a為數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值，單位為度；α為擺角理論值，單位為度；(1為標準芯棒的法向移動量，即數(shù)控統(tǒng)床刀頭法向抬刀的移動量，單位為mm。
[0027]本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法，包括以下步驟:
[0028](I)將標準芯棒裝入數(shù)控銑床主軸，即裝入數(shù)控銑床刀頭；
[0029](2)執(zhí)行指令將數(shù)控銑床主軸移動到需要測量的角度；在本實施例中，對-60、-55、-50、-45、-40、-35、-30和-25度等8個測量角度進行監(jiān)測，即從-25度開始，每間隔5度進行一次檢測，直至-60度；
[0030](3)沿Y軸方向固定千分表，保證表針指向Y軸正向；
[0031](4)用手持單元移動機床，使標準芯棒近端壓到千分表，找到芯棒最高點，并調(diào)整千分表壓縮量為0.1mm左右，并將表針對零；
[0032](5)執(zhí)行程序，使數(shù)控銑床實現(xiàn)法向抬刀，即刀頭向上沿標準芯棒矢量方向移動，其移動量為d ;在本實施例中,標準芯棒矢量方向移動量d為20_ ；
[0033](6)記錄千分表變化量，單位為mm ;其中，千分表壓表時Λ χ記為正值，松表時Λχ記為負值；
[0034](7)重復(fù)執(zhí)行步驟(2)至(6)，直至完成所有需要測量的角度的檢測；在本實施例中，對-60、-55、-50、-45、-40、-35、-30和-25度等8個測量角度進行監(jiān)測，檢測結(jié)果見下表I ;
[0035](8)利用下式計算各個測量角度的實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值Λ α，
r n A「tRa - Ax
[0036]Δα =α - arctg —--

一 d xcosa _
[0037]式中，式中，Δχ為標準芯棒軸線的水平偏移量，單位為mm;A α為數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值，單位為度；α為擺角理論值，單位為度；d為標準芯棒的法向移動量，即數(shù)控統(tǒng)床刀頭法向抬刀的移動量，單位為mm ;本實施例中，對-60、-55、-50、-45、-40、-35、-30和-25度等8個測量角度進行了檢測和計算，計算結(jié)果見下表I ;
[0038]表1:水平偏移量Λ χ和擺角誤差值Λ α的檢測和計算結(jié)果
[0039]
I理論擺角值a I法丨^刀移水平f麵擺角f差值實_角值序 5 (度)(度)
(mm)Cmm)C度)
1~ -60 — 200 — 0.020-0.00286 -60.0029
2~ -55 — 200-0.0200.003287 -54.9967 '
3~ -50 — 200 — 0.020-0.00368 -50.0037
4-45 — 200 — 0.020-0.00405 -45.0041
5~-40—2000.020-0.00439 -40.0044
6—-35"200— 0.020-0.00469 -35.0047
7~-30~200— 0.020-0.00496 -30.005
8丨-252000.020-0.00519~^-25.0052~
[0040](9)根據(jù)計算出來的擺角誤差值Λ α，修改擺角定位精度補償文件，修改參數(shù)，重新激活補償文件；
[0041](10)重復(fù)步驟(2)至￠)，對所有需要測量角度進行復(fù)查驗證。
[0042]本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法只需要標準芯棒和千分表，在擁有五坐標數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)單位都具備該檢測條件，不需要購買昂貴的高端檢測儀器和軟件。以雷尼紹公司的為例，激光干涉儀20萬，加上回轉(zhuǎn)角度測試儀30萬，共計50萬元，API公司的數(shù)控旋轉(zhuǎn)軸角擺測試儀也需要40萬元。因此，節(jié)約大量生產(chǎn)維持費用。另外，本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法既不需要特殊的找正或者調(diào)整，也不需要專門制作的輔助檢具，只要會操作數(shù)控設(shè)備的人就可以完成所有的檢測工作，簡單、直接和可靠。再有，本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法對機床定位精度進行檢測和補償，對于分析零件質(zhì)量原因，快速調(diào)整機床非常方便快捷。當需要對高精設(shè)備進行全面定位精度檢查時才選用先進的高精度檢測儀器進行檢測，這樣既充分降低成本，又能滿足維護工作的需求。
[0043]顯然，本發(fā)明數(shù)控銑床擺角精度檢測方法的有益技術(shù)效果是不需要購買昂貴的檢測工具和軟件，檢測和補償工作簡單、可靠，可有效保證五坐標數(shù)控設(shè)備功能的正常發(fā)揮。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控銑床擺角精度檢測方法，其特征在于，釆用標準芯棒和千分表對數(shù)控銑床擺角精度進行檢測，利用數(shù)控銑床刀頭的法向抬刀功能測定標準芯棒軸線的水平偏移量Λ X，再根據(jù)下式計算數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值△ α ； 4「/χ,α - Δυ Δα = α — arctg ---

\_d xcosa _ 式中，△ X為標準芯棒軸線的水平偏移量，單位為mm;A a為數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值，單位為度；α為擺角理論值，單位為度；d為標準芯棒的法向移動量，即數(shù)控統(tǒng)床刀頭法向抬刀的移動量，單位為mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控銑床擺角精度檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)將標準芯棒裝入數(shù)控銑床主軸，即裝入數(shù)控銑床刀頭； (2)執(zhí)行指令將數(shù)控銑床主軸移動到需要測量的角度； (3)沿Y軸方向固定千分表，保證表針指向Y軸正向； (4)用手持單元移動機床，使標準芯棒近端壓到千分表，找到芯棒最高點，并調(diào)整千分表壓縮量為0.1mm左右，并將表針對零； (5)執(zhí)行程序，使數(shù)控銑床實現(xiàn)法向抬刀，即刀頭向上沿標準芯棒矢量方向移動，其移動量為d ； (6)記錄千分表變化量，其中，千分表壓表時ΛΧ記為正值，松表時ΛΧ記為負值； (7)重復(fù)執(zhí)行步驟(2)至￠)，直至完成所有需要測量的角度的檢測； (8)利用下式計算各個測量角度的實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值Λa， ,廠,?.(χ - Δν Δα -a - arctg -

\_d xcosa _ 式中，△ X為標準芯棒軸線的水平偏移量，單位為mm;A α為數(shù)控銑床擺角精度實際檢測擺角與理論擺角之間的誤差值，單位為度；α為擺角理論值，單位為度；d為標準芯棒的法向移動量，即數(shù)控統(tǒng)床刀頭法向抬刀的移動量，單位為mm ； (9)根據(jù)計算出來的擺角誤差值△α，修改擺角定位精度補償文件，修改參數(shù)，重新激活補償文件； (10)重復(fù)步驟(2)至(6)，對所有需要測量角度進行復(fù)查驗證。
【文檔編號】B23Q17/00GK104162808SQ201410466080
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】夏遠猛, 周翔, 羅興華 申請人:成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司