车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学检测领域，涉及一种平行度误差检测系统及检测方法，尤其涉及一种车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着航天、航空事业的不断发展，光学镜头的像质要求越来越高，因此对光学系统同轴度要求日益严格，高同轴度通常通过光学定心加工来保证。光学定心加工后透镜组的同轴精度由车床主轴的旋转精度以及透镜光学定中心精度决定，此外与车床刀架导轨相对车床旋转轴的平行度误差决定。如果刀架导轨相对于车床旋转轴线不平行，那么在车刀车削过程中就会引入一定的加工误差，使得车削端面与旋转轴的垂直度较差，或是车削外圆与旋转轴的同轴度较差，都会使得最终装配完成后的光学系统同轴度较差，无法实现优秀的成像质量，因此车床旋转轴与车床刀架导轨平行度作为定心车床的一项重要指标，必须经过严格的检测，检测合格后方可实现高精度光学定心加工。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本发明提供了一种便于操作以及检测结果可靠的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统及方法。
[0004]本发明的技术解决方案是:本发明提供了一种车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，其特殊之处在于:所述车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统包括车床、多维调整台、车床刀架导轨、定轴工装以及定心仪；所述定轴工装通过多维调整台固定设置在车床上；所述多维调整台带动定轴工装平移及俯仰；所述定心仪设置在车床刀架导轨上并在车床刀架导轨上自如滑动；所述定心仪与定轴工装处于同一光路上。
[0005]上述定轴工装包括镜框以及镶嵌在镜框中的十字分划板。
[0006]上述定轴工装还包括镶嵌于镜框内部并用于压制十字分划板的压圈。
[0007]上述十字分划板包括两个相对设置的透光面；所述两个相对的透光面的平行度不低于0.02mm ;所述十字分划板刻线中心与十字分划板外圆的同心度不低于0.01mm。
[0008]上述定轴工装通过法兰盘固定设置在车床上。
[0009]—种基于如上所述的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统的检测方法，其特殊之处在于:所述检测方法包括以下步骤:
[0010]I)将十字分划板以及压圈组装在定轴工装的镜框中，将定轴工装通过多维调整台固定在车床主轴上；将定心仪固定在车床刀架导轨上；所述定心仪可在车床刀架导轨上自如滑动；
[0011]2)通过调整多维调整台带动定轴工装平移及俯仰，使十字分划板目标在定心仪中穿心且自准像在车床旋转时位置不变；
[0012]3)在车床刀架导轨上移动定心仪，改变定心仪相对车床的位置，观察自准像在定心仪中的变化情况，通过调整定心仪的方位及俯仰使自准像在定心仪中的位置变化尽可能小；判断自准像是否存在变化量，若是，则自准像的变化量就是车床旋转轴与刀架导轨平行度误差引起的变化量，所述自准像的变化量大小的一半是车床旋转轴与刀架导轨平行度的误差值；若否，则车床旋转轴与刀架导轨平行度无误差。
[0013]本发明的优点是:
[0014]本发明基于光学自准直原理以及光学定心加工原理，通过设计定轴工装，将定轴工装与车床旋转轴重合，并且调整定心仪使得定心仪光轴与定轴工装光轴光轴重合，从而将车床旋转轴与定心仪光轴联系起来，通过定心仪在车床导轨上的滑动平移，监视十字分划板工装自准像在定心仪中的晃动量，则可实现车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差的监测。
【附图说明】
[0015]图1为平行度误差检测系统的原理示意图；
[0016]图2是本发明所采用的定轴工装的结构示意图；
[0017]图3是本发明所采用的十字分划板的结构示意图；
[0018]图4是图3的侧视图；
[0019]其中:
[0020]1-车床主轴；2_车床刀架导轨；3_多维调整台；4_定轴工装；41_镜框，42-压圈，43-十字分划板；5_定心仪。
【具体实施方式】
[0021]本发明主要结合光学定心原理以及自准直原理进而提供了一种车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统及方法。
[0022]参见图1、图2、图3以及图4，本发明提供了一种车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，包括车床、多维调整台3以及车床刀架导轨2，车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统还包括定轴工装4以及定心仪5 ;定轴工装4通过多维调整台3固定设置在车床上；定心仪5设置在车床刀架导轨2上并在车床刀架导轨2上自如滑动；定心仪5与定轴工装4处于同一光路上。定轴工装4包括镜框41、镶嵌在镜框41中的十字分划板43以及镶嵌于镜框41内部并用于压制十字分划板43的压圈42。
[0023]定轴工装4为一十字分划板43工装，定轴工装4示意图如图2所示，十字分划板43示意图如图3以及图4所示，十字分划板43以及压圈42安装在定轴工装4镜框41内。在图3以及图4中，A为端面基准，要求两个平面的平行度优于0.02mm，B为外圆基准，要求十字分划板43刻线中心与外圆的同心度优于0.01mm。
[0024]本发明在检测车床旋转轴与车床刀架导轨2平行度的步骤如下:
[0025]1、将定轴工装4通过法兰在车床主轴I上；
[0026]2、通过调整定轴工装4的平移及俯仰，使得十字分划板43目标在定心仪5中穿心且自准像在车床旋转时位置不变；
[0027]3、前后移动定心仪5相对于车床的位置，观察自准像在定心仪5中的变化情况，此时自准像位置的变化量由两个原因引起，一是定心仪5光轴相对与车床导轨的偏移量，另一个是车床旋转轴与刀架导轨平行度误差。通过调整定心仪5的方位及俯仰使得自准像在定心仪5中的位置变化尽可能小。如果沿方位方向有偏移，调整定心仪5的左右方位，若高低方向有偏移，则调整定心仪5的俯仰方向。定心仪5调整完成后，此时自准像的变化量就是由于车床旋转轴与刀架导轨平行度误差引起的变化量，该偏移变化量大小的一半则为车床旋转轴与刀架导轨平行度误差值。
【主权项】
1.一种车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，其特征在于:所述车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统包括车床、多维调整台、车床刀架导轨、定轴工装以及定心仪；所述定轴工装通过多维调整台固定设置在车床上；所述多维调整台带动定轴工装平移及俯仰；所述定心仪设置在车床刀架导轨上并在车床刀架导轨上自如滑动；所述定心仪与定轴工装处于同一光路上。2.根据权利要求1所述的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，其特征在于:所述定轴工装包括镜框以及镶嵌在镜框中的十字分划板。3.根据权利要求2所述的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，其特征在于:所述定轴工装还包括镶嵌于镜框内部并用于压制十字分划板的压圈。4.根据权利要求2或3所述的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，其特征在于:所述十字分划板包括两个相对设置的透光面；所述两个相对的透光面的平行度不低于0.02mm ;所述十字分划板刻线中心与十字分划板外圆的同心度不低于0.01mm。5.根据权利要求4所述的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统，其特征在于:所述定轴工装通过法兰盘固定设置在车床上。6.一种基于如权利要求5所述的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统的检测方法，其特征在于:所述检测方法包括以下步骤: 1)将十字分划板以及压圈组装在定轴工装的镜框中，将定轴工装通过多维调整台固定在车床主轴上；将定心仪固定在车床刀架导轨上；所述定心仪可在车床刀架导轨上自如滑动； 2)通过调整多维调整台带动定轴工装平移及俯仰，使十字分划板目标在定心仪中穿心且自准像在车床旋转时位置不变； 3)在车床刀架导轨上移动定心仪，改变定心仪相对车床的位置，观察自准像在定心仪中的变化情况，通过调整定心仪的方位及俯仰使自准像在定心仪中的位置变化尽可能小；判断自准像是否存在变化量，若是，则自准像的变化量就是车床旋转轴与刀架导轨平行度误差引起的变化量，所述自准像的变化量大小的一半是车床旋转轴与刀架导轨平行度的误差值；若否，则车床旋转轴与刀架导轨平行度无误差。
【专利摘要】本发明涉及一种车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统及方法，包括车床、多维调整台、车床刀架导轨、定轴工装以及定心仪；定轴工装通过多维调整台固定设置在车床上；多维调整台带动定轴工装平移及俯仰；定心仪设置在车床刀架导轨上并在车床刀架导轨上自如滑动；定心仪与定轴工装处于同一光路上。本发明提供了一种便于操作以及检测结果可靠的车床旋转轴与车床刀架导轨平行度误差检测系统及方法。
【IPC分类】G01B11/26
【公开号】CN105157619
【申请号】CN201510404682
【发明人】宋兴, 张学敏, 冀彬栋, 张建
【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月10日