一种用于伺服刀架重复定位精度的测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种重复定位精度的测试装置，具体来说，涉及一种用于机床伺服刀 架重复定位精度测试的装置。
【背景技术】
[0002] 在国防军工和制造业竞争力等方面，机床行业有着关键性作用，因此，我国政府已 经将该行业提升到了战略性位置。国家重要的振兴目标之一就是发展大型、精密、高速数控 设备和功能部件。因此，对机床的精密性的要求越来越高。而伺服刀架的精度是机床精密性 的重要组成部分。所以，对于伺服刀架的重复定位精度的测试必不可少，而且越来越重要。 伺服刀架主要组成部件有刀盘，端齿盘（内端齿盘，外端齿盘，右端齿盘），箱体，主轴，液压 油缸，活塞，齿轮系，箱体后盖，伺服电机等。伺服刀架为机电液一体化典型产品，工作时，首 先由数控机床（CNC)控制单元发出指令，选刀信息传输到刀架控制器，通过控制器计算确 定目标刀具的工位和旋转方式，先发出松开信号至液压控制器，通过电磁阀控制液压油缸 松开端齿盘锁紧机构；同时发送指令到伺服驱动器，控制伺服电机运转，刀盘转位选刀，伺 服驱动器通过电流、速度、位置三个闭环控制，采用全数字控制刀盘完成初定位。接着刀架 控制器发出锁紧信号通过电磁阀控制液压油缸锁紧端齿盘，从而实现刀盘的锁紧并通过端 齿盘完成精定位。
[0003] 现如今，测试伺服刀架重复定位精度的装置主要是用基准盘和角度检测装置，即 采用自准直仪配合正多面棱体的方法测量伺服刀架的重复定位精度。
[0004] 自准直仪是一种应用光学自准直成像测微原理的高精度测角仪器。它利用光学自 准直法，把角度量变成线值量，由微型线位移光栅传感器测出线值变化量，间接地把角度变 化量测出来。利用自准直仪和正多面棱体测量伺服刀架端齿盘分度精度，主要是根据自准 直仪的工作原理，将多面棱体的工作面平行于伺服刀架每一工位固定，以工作面作为自准 直仪的反射镜，通过刀架工位转动一周，测量重复定位精度。MC030系列0. 1秒数显测微自 准直仪的示值误差为KV范围内< 2"。
[0005] 此种方法的缺点在于测试仪器需要进行仔细的调整，具体内容包括：（1)准直仪 光轴与齿盘啮合圆中心线距离：调整准直仪的位置，使光轴通过被检齿盘啮合圆中心线，允 许偏差Imm ; (2)准直仪的光轴与棱体反射面垂直度误差应在20"以内；（3)分划板上的十 字线象的竖线与被检齿盘啮合圆中心线垂直度不大于2' ； (4)棱支承面与端齿盘啮合圆平 面平行度：将棱体安装在工装支承面上，端齿盘分别在0°，180°，90°，270°位置啮合， 棱体均以同一反射面对准准直仪，每次反射回来的十字线象的水平线与分划板上双十字线 的水平线重合。如不重合，调整或修研棱体支承面；（5)精确调整十字线分划板与端齿盘啮 合圆中心线平行。调整过程费时很长，且难度很大。调整结束后，测量时寻找测点也较为困 难。市场上一台自准直仪报价一般在一万以上。
【发明内容】
[0006] 技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于伺服刀架重复定位精度 的测试装置及其测试方法，能够以低成本、简单操作实现伺服刀架的重复定位精度的测试， 同时能够有较高的测试精度。
[0007] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0008] 一种用于伺服刀架重复定位精度的测试装置，该测试装置包括磁座、上部设有凸 台的定位件、楔形块、中空的转动座和杆件组件，定位件固定连接在磁座上，楔形块固定连 接在定位件上，且位于凸台外侧；沿定位件的周向，楔形块的一端为斜面，另一端为垂直面； 转动座套在凸台上，且转动座的壁面下部设有缺口，该缺口与楔形块相配合；杆件组件固定 连接在转动座的顶面。
[0009] 进一步：所述的杆件组件包括横向杆和纵向杆，横向杆和纵向杆通过连接件连接， 横向杆可沿连接件移动，连接件可沿纵向杆移动，纵向杆固定连接在转动座的顶面。
[0010] 进一步：所述的楔形块为两块，两块楔形块沿定位件的轴线对称布设在定位件的 边缘。
[0011] 进一步：所述的转动架的缺口侧面底部有倒角。
[0012] 一种上述用于伺服刀架重复定位精度的测试装置的测试方法，其特征在于，该测 试方法包括：首先，将测试装置的磁座安装在固定架体上，调整千分表，使千分表的表头安 装在横向杆上，保证千分表测量方向垂直于假刀上表面，且千分表的表头与假刀的上表面 接触，并读取千分表示数a ;然后，手动控制转动座，使其旋转，转动座沿着楔形块的斜面升 起，直至转动座转动到楔形块的上表面；接着，转动伺服刀架一周；随后，将转动座反方向 转动，回至原始位置，利用楔形块竖直面定位，读取千分表的示数b ;最后，根据千分表的两 次示数差值Δ X测算重复定位精度，如式所示：
【主权项】
1. 一种用于伺服刀架重复定位精度的测试装置，其特征在于；该测试装置包括磁座 (1)、上部设有凸台（201)的定位件（2)、模形块（3)、中空的转动座（5)和杆件组件，定位 件（2)固定连接在磁座（1)上，模形块（3)固定连接在定位件（2)上，且位于凸台（201)外 侦h沿定位件（2)的周向，模形块（3)的一端为斜面，另一端为垂直面；转动座（5)套在凸 台（201)上，且转动座巧）的壁面下部设有缺口，该缺口与模形块（3)相配合；杆件组件固 定连接在转动座巧）的顶面。
2. 按照权利要求1所述的用于伺服刀架重复定位精度的测试装置，其特征在于：所述 的杆件组件包括横向杆（4)和纵向杆化），横向杆（4)和纵向杆做通过连接件（7)连接， 横向杆（4)可沿连接件（7)移动，连接件（7)可沿纵向杆做移动，纵向杆做固定连接在 转动座巧）的顶面。
3. 按照权利要求1所述的用于伺服刀架重复定位精度的测试装置，其特征在于：所述 的模形块（3)为两块，两块模形块（3)沿定位件（2)的轴线对称布设在定位件（2)的边缘。
4. 按照权利要求1所述的用于伺服刀架重复定位精度的测试装置，其特征在于：所述 的转动架的缺口侧面底部有倒角。
5. -种利用权利要求1所述的用于伺服刀架重复定位精度的测试装置的测试方法，其 特征在于，该测试方法包括；首先，将测试装置的磁座（1)安装在固定架体上，调整千分表， 使千分表的表头安装在横向杆（4)上，保证千分表测量方向垂直于假刀上表面，千分表的 表头与假刀的上表面接触，并读取千分表示数a;然后，手动控制转动座巧），使其旋转，转 动座妨沿着模形块做的斜面升起，直至转动座妨转动到模形块做的上表面浪着， 转动伺服刀架一周；随后，将转动座（5)反方向转动，回至原始位置，利用模形块（3)竖直面 定位，读取千分表的示数b;最后，根据千分表的两次示数差值AX测算重复定位精度，如式 (1)所示：
式（1) 式（1)中，a表示重复定位误差，单位；角秒；AX表示千分表两次示数差值，单位mm;AX= |a-b| ;L表示千分表测点到刀架转动中屯、的距离，单位；mm。
【专利摘要】本发明公开了一种用于伺服刀架重复定位精度的测试装置，该测试装置包括磁座、上部设有凸台的定位件、楔形块、中空的转动座和杆件组件，定位件固定连接在磁座上，楔形块固定连接在定位件上，且位于凸台外侧；沿定位件的周向，楔形块的一端为斜面，另一端为垂直面；转动座套在凸台上，且转动座的壁面下部设有缺口，该缺口与楔形块相配合；杆件组件固定连接在转动座的顶面。还公开了测试方法。该测试装置和测试方法能够以低成本、简单操作实现伺服刀架的重复定位精度的测试，同时能够有较高的测试精度。
【IPC分类】B23Q17-00
【公开号】CN104786099
【申请号】CN201510213154
【发明人】张建润, 陈龙, 张 诚, 孙蓓蓓, 卢熹, 贾雪
【申请人】东南大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月29日