[0084]当到达该位置时，机床工具头被停止，工具台上的光放射器的光斑指示安装第一容器的位置。在指示的位置手动排列和固定容器后，操作者指示数控机床移动机床工具头到下一位置，该位置是安装第二容器的光束光斑的位置。重复该过程直到所有容器都被排列在工作台上。
[0085]这些容器相互流体连接以形成连通容器系统并注满电解质溶液。原则上，容器中的电解质溶液的水平面可随机选取。例如，水平面可在低于容器上边缘(如，容器开口)3_到I Omm处。
[0086]CNC机床进一步被编程以通过x-y面上的移动以接近每个容器的x-y位置，随后经由容器上部开口处沿z方向移动以接近电解质溶液的表面。z方向上的移动被控制以使工具头电极11到达或接触到电解质溶液时停止。在这种情况下电势差测量设备13测量电势差。一旦工具头电极接触到电解质溶液的表面，就会产生两个电极间的电压差或电势差，类似于伽凡尼电池。
[0087]当接近电解质溶液表面的时候，机床工具头，首先，可以以高速(如，20毫米/分钟)移动直到工具头电极的尖端在容器开口的水平面。随后，z方向上的速度被减少，如，到3毫米/分钟。电势差测量设备13连续地监视或测量电势差。如果电势差超过预确定的阈值，例如，0.1V，则设备13在其存储器中存储一个指示值。例如，指示参数可为值I。如果未检测到电势差(或如果电势差低于预确定的阈值)，则指示参数被设置为O。
[0088]数控机床的控制周期性读取指示值。如果参数为I，则控制停止机床工具头的移动并记录该位置的z坐标。
[0089]根据一个可替换的实施方式，电势差测量设备13自身被配置以生成指示信号(指示测量到的电势差超过预确定的阈值)，该指示信号被发送到数控机床的控制，因而触发机床工具头停止。在该情况下，数控机床不周期性采样设备13，机床工具头的接近速度可被增加，如，增加到20毫米/分钟。
[0090]另一个可替代实施例中，指示值可周期性的从设备13发送到数控机床的控制，如，每2毫秒。在第一容器中的电解质溶液的水平面对应的z坐标被确定之后，机床工具头在z方向上回缩，并接着移动到下一容器的x-y位置。在那，重复相同的接近电解质溶液表面的过程。在确定所有容器中的电解质溶液的表面对应的z坐标之后，对于多个x-y位置获得了偏差图。
[0091]该偏差图随后被用于纠正系统，经由数控机床的结构路径的机械重排和/或经由数控机床软件的补偿。
[0092]作为软件补偿的示例，容器位置中的一个可被作为参考点。考虑到该参考点，z方向的控制被纠正或补偿，以使，对于数控控制，对于所有容器的x-y位置来说电解质溶液的表面将处在同一 Z坐标。对于容器间的位置，可使用线性插值。
[0093]除了通过上述电势差或电压测量方式确定容器内液体的表面或高度，还可以使用非接触距离传感器。在这种情况下，液体可以不是电解质溶液，可为任何液体，如水;进一步的，无需在容器内设置电极。非接触距离传感器可为激光距离传感器，微波距离传感器或雷达距离传感器。距离传感器被安装在机床工具头，该机床工具头在预确定高度(常数)或z坐标上的x-y平面中被移动到每个容器的x-y位置。对于每个容器，传感器和/或机床工具头到液体表面的距离被测量，通过该距离可确定液体表面的Z坐标。在该方式下，又一次对于多个x-y位置获得了水平表面的图。
[0094]依赖于定位精度检查期间的周围条件和/或时间周期，可考虑到容器内液体的蒸发。可通过相应测量(如，使用蒸发计)和/或计算机仿真(如，分子动力学仿真)来获得。随后，测量得到的液体表面的Z坐标中的蒸发效应可，如，经由相应计算机程序来补偿。
【主权项】
1.一种检查数控机床，尤其是龙门机床，的定位精度的方法，数控机床具有机床工具头和机床工作台，使用X，y，Z坐标系，其中，2坐标是垂直于机床工作台表面的坐标，该方法包括如下步骤: a)在机床工作台上排列多个容器，其中，这些容器相互流体连接以形成连通容器系统，其中，连通容器系统注满液体； b)在机床工具头安装距离传感器； c)将机床工具头定位到与垂直于容器中的一个的液体表面的位置； d)将距离传感器接近液体的表面并确定距离传感器接触的液体表面的z坐标， 或， 对于机床工具头的预确定的z坐标，确定距离传感器和液体表面间的距离； 其中，对于每个容器重复步骤c)和d)以确定相应的液体表面的z坐标。2.如权利要求1所述的方法，其中，距离传感器是非接触距离传感器，尤其是，激光距离传感器，微波距离传感器或雷达距离传感器。3.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤a)，液体是电解质溶液和电极元件，称为容器电极，与每个容器的电解质溶液相接触地放置;在步骤b)，距离传感器包含电极元件，称为工具头电极，该工具头电极被安装在机床工具头，其中，工具头电极的材料与容器电极的材料不同；步骤c)包括将工具头电极接近容器中电解质溶液的表面；以及步骤d)包括通过确定工具头电极和相应容器电极间的电势差来确定工具头电极接触的溶液表面的z坐标。4.如权利要求3所述的方法，其中，步骤c)和步骤d)包括从接近溶液表面开始直到超过预确定的电势差阈值时，周期性和/或连续性地确定电势差。5.如权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤d)中，一旦电势差的增加，特别是超过预确定的电势差阈值，被确定，立即终止接近。6.如权利要求3-5任一项所述的方法，其中，容器电极为金属电极和/或工具头电极为石墨电极。7.如之前权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤c)和步骤d)以自动的方式被执行，特别是，经由数控机床的相应程序。8.如之前权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括: 将光发射器安装到机床工具头， 将放置容器的位置的x-y坐标编程进数控机床， 使用机床工具头接近每个χ-y坐标， 将容器安装在光发射器的光斑标识的位置。9.如之前权利要求中任一项所述的方法，其中，容器以阵列的方式排列。10.如之前权利要求中任一项所述的方法，该方法进一步包括补偿z方向上定位误差的步骤。11.一种用于检查机床的定位精度的装置，该装置包括多个相互流体连接以形成连通容器系统的容器，其中连通容器系统注满液体。12.如权利要求11所述的装置，其中，液体为电解质溶液，以及电极元件，称为容器电极，可与每个容器的电解质溶液相接触地放置，尤其是，其中容器电极是金属电极。13.如权利要求11或12所述的装置，其中，容器以阵列的方式排列。14.如权利要求11-13任一项所述的装置，该装置包含支架，容器安装在该支架上。15.一种检查定位精度的系统，该系统包括: 具有机床工具头和机床工作台的数控机床，尤其是龙门机床， 根据权利要求11-14任一项的装置， 其中，距离传感器被安装到机床工具头。16.如权利要求15所述的系统，其中，距离传感器包含电极元件，称为工具头电极，该工具头电极被安装在机床工具头，其中，工具头电极的材料与容器电极的材料不同，以及 该系统进一步包含电势差测量设备，该设备被配置以测量容器电极与工具头电极间的电势差。17.如权利要求15或16所述的系统，其中，数控机床被编程以将机床工具头定位到垂直于容器中的一个的液体表面的位置， 将距离传感器接近液体的表面以及确定距离传感器接触液体表面的z坐标，或，对于机床工具头的预确定的z坐标，确定距离传感器和液体表面间的距离， 其中，针对每个容器重复定位和确定步骤以确定相应的液体表面的z坐标。
【专利摘要】本发明提供了一种检查数控机床的定位精度的方法，数控机床具有机床工具头和机床工作台，使用x，y，z坐标系，其中，z坐标是垂直于机床工作台表面的坐标，该方法包括如下步骤：a)在机床工作台上排列多个容器，其中，这些容器相互流体连接以形成连通容器系统，其中，连通容器系统注满液体；b)在机床工具头安装距离传感器；c)将机床工具头定位到垂直于容器中的一个的液体表面的位置；d)将距离传感器接近液体的表面并确定距离传感器接触液体表面的z坐标，或，对于z方向上的液体表面之上的机床工具头的预确定位置，确定距离传感器和液体表面间的距离；其中，对于每个容器重复步骤c)和步骤d)以确定相应的液体表面的z坐标。
【IPC分类】B23B25/06, B23Q17/00
【公开号】CN105682831
【申请号】CN201580002348
【发明人】M·韦斯科, G·莫尔芬诺
【申请人】菲迪亚股份公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年2月25日
【公告号】CA2924732A1, EP2913729A1, WO2015128343A1