五轴机床辅助调平装置的制作方法

本实用新型涉及五轴数控加工机床机械领域，尤其是涉及一种五轴机床辅助调平装置。

背景技术：

现有的五轴数控机床是通过闭环反馈系统来调平归位的，而闭环反馈系统相当昂贵，在低精度数控机床加装整套的闭环反馈系统将大幅提高成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种成本较低、调节方便、稳定的五轴机床辅助调平装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种五轴机床辅助调平装置，包括标准平台、四个定位销、四个定位销锁轴器、位移传感器和连接固定杆，一个定位销锁轴器对应一个定位销，所述标准平台位于五轴数控加工机床摇篮的上方并通过四个定位销和四个定位销锁轴器连接，所述标准平台的底面与五轴数控加工机床摇篮的顶面贴合，所述位移传感器位于标准平台的上方并通过连接固定杆与五轴数控加工机床刀具加持头连接，所述位移传感器的探头与水平面垂直布置；

所述标准平台的顶面上设有标定范围框，在标定范围框内设有用于位移传感器检测的预设标定点，所述位移传感器与单片机连接。

进一步，所述五轴数控加工机床摇篮上设有与定位销数目相同的定位台阶孔，每个定位销的中下部设有环形凸台，环形凸台与定位台阶孔相配合连接，所述标准平台上设有与定位销数目相同的定位孔，所述定位销的上端穿过标准平台的定位孔并与定位销锁轴器连接。

再进一步，所述预设标定点设置七个，分别为第一预设标定点、第二预设标定点、第三预设标定点、第四预设标定点、第五预设标定点、第六预设标定点和第七预设标定点，第一个预设标定点设置在标准平台的中心处，第二预设标定点与第七预设标定点之间、第四预设标定点与第五预设标定点之间、第三预设标定点与第六预设标定点之间均呈中心对称布置；第二预设标定点与第三预设标定点、第四预设标定点在同一直线上，第五预设标定点与第六预设标定点、第七标定点在同一直线上。

本实用新型的有益效果主要表现在：调节方便、稳定；在保证调平精度的前提下，大副降低产品成本。

附图说明

图1是本实用新型的爆炸示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是标准平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图3，一种五轴机床辅助调平装置包括标准平台⑥、定位销⑤、定位销锁轴器④、位移传感器③、连接固定杆②和若干标准紧固件，所述标准平台⑥与五轴数控加工机床摇篮⑦通过四个定位销⑤相连接；所述五轴数控加工机床摇篮⑦上设有与定位销⑤数目相同的定位台阶孔，所述标准平台⑥上设有与定位销数目相同的定位孔，所述定位销⑤形状为“中”字形，两头公称直径为4mm，中间公称直径为8mm，其下部即短头、中部即环形凸台与五轴数控加工机床摇篮的定位台阶孔配合，其上部即长头与标准平台⑥的定位孔配合；所述定位销锁轴器④用于锁定定位销，限制其轴向移动，使标准平台⑥的底面与五轴数控加工机床摇篮⑦的顶面贴合；所述位移传感器③则直接采购市面现有传感器，其型号为：w-dcd15；所述连接固定杆②用于连接位移传感器③与五轴数控加工机床刀具加持头①。

标准平台⑥是本实用新型可靠性的地基，其加工精度将直接影响调平效果。其外径尺寸为220mm，无精度要求；其四个定位孔公称直径4mm，采用基孔制，表面粗糙度ra＝0.20μm；其上下表面的粗糙度ra＝0.05μm，需使用磨床加工；其上表面辅助定位图案需保证其标定的位置度。

定位销⑤用于精确定位，其短头起导向作用，中部即环形凸台与摇篮的定位台阶孔在基孔制下采取间隙配合，上部即与标准平台的定位孔在基孔制下采取间隙配合。

标准平台⑥经定位销定位后可视为理想平面，利用其顶面的预设标定点，可按次序依次校准x-y-a-c-z五轴。

校准次序如下，第一步,校准预设标定点b1，将位移传感器③的探头移动到标定点b1预设标定点中心，预设标定点直径1mm；第二步，校准x、y坐标轴，通过移动机床在x-y轴两个方向移动，调节c轴，例如,由预设标定点b1出发，主轴只在x轴方向移动，不断旋转c轴，使预设标定点b3、b6在一条直线上，同理，使预设标定点b5、b6、b7在一条直线上。第三步，使用位移传感器测量预设标定点b2、b4、b6在z轴方向坐标z2、z4、z6，如前面两步执行准确，则|(z2+z4)/2-z3|<eps，eps为允许误差值，eps越小，调平效果越好，若误差较大，则重新执行第一、第二步操作。若|(z2+z4)/2-z3|<eps，则通过调整a轴来最终实现机床调平。

本实用新型的工作原理为：通过机械结构与位移传感器③相互配合完成数控机床调平归位，其调节原理是将位移传感器③安装于五轴数控加工机床刀具加持头①上，通过利用位移传感器与预设标定点接触，将数据反馈与单片机，经单片机处理数据后，得出调平方案。

位移传感器③在初始状态时，设定一个标高基准，当标准平台有倾斜时，在校准不同预设标定点时，位移传感器③检测到不同的位移数据，通过对位移数据的分析处理，得出调平方案。因为标准平台⑥与五轴数控加工机床摇篮⑦是贴合的，所以就可以根据调平方案调平五轴数控加工机床摇篮⑦。

本实用新型辅助调平原理较为简单，其调节精度、稳定性、性价比着实可观。

技术特征：

1.一种五轴机床辅助调平装置，其特征在于：包括标准平台、四个定位销、四个定位销锁轴器、位移传感器和连接固定杆，一个定位销锁轴器对应一个定位销，所述标准平台位于五轴数控加工机床摇篮的上方并通过四个定位销和四个定位销锁轴器连接，所述标准平台的底面与五轴数控加工机床摇篮的顶面贴合，所述位移传感器位于标准平台的上方并通过连接固定杆与五轴数控加工机床刀具加持头连接，所述位移传感器的探头与水平面垂直布置；

所述标准平台的顶面上设有标定范围框，在标定范围框内设有用于位移传感器检测的预设标定点，所述位移传感器与单片机连接。

2.如权利要求1所述的五轴机床辅助调平装置，其特征在于：所述五轴数控加工机床摇篮上设有与定位销数目相同的定位台阶孔，每个定位销的中下部设有环形凸台，环形凸台与定位台阶孔相配合连接，所述标准平台上设有与定位销数目相同的定位孔，所述定位销的上端穿过标准平台的定位孔并与定位销锁轴器连接。

3.如权利要求1或2所述的五轴机床辅助调平装置，其特征在于：所述预设标定点设置七个，分别为第一预设标定点、第二预设标定点、第三预设标定点、第四预设标定点、第五预设标定点、第六预设标定点和第七预设标定点，第一个预设标定点设置在标准平台的中心处，第二预设标定点与第七预设标定点之间、第四预设标定点与第五预设标定点之间、第三预设标定点与第六预设标定点之间均呈中心对称布置；第二预设标定点与第三预设标定点、第四预设标定点在同一直线上，第五预设标定点与第六预设标定点、第七标定点在同一直线上。

技术总结
一种五轴机床辅助调平装置，包括标准平台、四个定位销、四个定位销锁轴器、位移传感器和连接固定杆，一个定位销锁轴器对应一个定位销，所述标准平台位于五轴数控加工机床摇篮的上方并通过四个定位销和四个定位销锁轴器连接，所述标准平台的底面与五轴数控加工机床摇篮的顶面贴合，所述位移传感器位于标准平台的上方并通过连接固定杆与五轴数控加工机床刀具加持头连接，所述位移传感器的探头与水平面垂直布置。本实用新型提供了一种成本较低、调节方便、稳定的五轴机床辅助调平装置。

技术研发人员：张波;杨金林
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2019.10.21
技术公布日：2020.07.28