专利名称：数控机床两维移动轨迹动态测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态轨迹测量仪，特别涉及一种数控机床两维移动轨迹动态
背景技术：
目前，国内市场对数控加工机械的需求量非常大，并且呈持续增加的趋势，因此，
国内数控机床的产量也相应地增加；除在数量需求上的增加外，随着市场对产品水平要求
的日益提高，对加工机械的质量和精度的要求也在同时提高中，因此对机床生产厂来说，要
提高产量和提高质量，必须在技术、生产方法、产品检验等方面上作出改良。 在国内数控机床精度检测中，最广泛使用的是球杆仪和激光干涉仪。从性能上来
说，激光干涉仪着重于检测机床单轴精度，进行静态测量或部分动态精度测量，而非在于多
轴的轴同动测量；球杆仪主要是测量在机床进行两轴圆型运动时的动态精度，这种动态测
量是当机床按预定程序以球杆仪长度为半径走圆时，传感器检测到机床动运半径方向的变
化，分析软件将机床的直线度、垂直度、反向间隙、各轴的比例是否匹配及伺服性能等从半
径的变化中分离出来，也就是说，这种在国内使用泛为最广的测量仪器，在测量的过程中，
只能做圆形运动，对其它动运轨迹如转角等则无法进行测量，同时由于这种仪器的测量数
据有限，且为复合资料，故其故障分析能力并不理想。此外，激光干涉仪和球杆仪的使用也
较为麻烦，进行动态测量时，需由激光测量仪和球杆仪配套使用，如果激光测量仪精度失
准，校准方式只有两种以另一套仪器为标准进行校对或送回原厂家代为校准；而如果仪
器出现故障，就只能送回原厂家维修，除此以外别无它法。 至于国外的一些动态轨迹测量仪，因价格高，会大量增加成本。 在没有动态轨迹测量仪的情形下，机床厂如要实施动态测试， 一般会由被测机床 进行工件加工，然后对工件以座标测量仪进行精度测量，这方法较为不直接，因工件的精 度不但受机床精度所影响，同时受刀具、加工方法等的影响，而且这种测量方式所需时间较 长。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种数控机床两维移动轨迹动态测量 仪，测量数控机床两直线轴的动态轨迹及位置精度等。 为解决上述问题，本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪，其包括两轴 数控云台和位移检测部分，其中位移检测部分主要由两个位移测量感应器组成，位移测量 感应器以水平直角方式安装在两轴数控云台的移动平台上。 此外，位移检测部分还包括测量柱。 其中的两轴数控云台包括两层，每一层包括底座、底座两侧边上的线性导轨、与移 动平台连接并与线性导轨匹配的线性滑块，移动平台由与电机接触的皮带带动进行移动。 两轴数控云台的第一层的移动平台可以作为第二层的底座，第二层移动平台的移
3动方向与第一层的移动方向呈直角。 本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪，由于采用两轴数控云台和两个位移测量感应器的结构，可以对被测量机床进行任何轨迹的动态测量，所测数据更为全面，并且由于是直接对被测量机床进行测量，可以减少其它非机械精度的因素对测量结果的影响，同时，由于本实用新型属机械性测量仪，维修及校准的可操作性更强，并降低成本。[0012]
图1为本实用新型的整体结构示意图。[0014] 图2为本实用新型中的两轴数控云台的结构示意图。[0015] 图3为本实用新型中的位移检测部分的结构示意图。[0016] 图号说明 1…两轴数控云台 2…位移检测部分 3…X轴位移感应器 4…Y轴位移感应器 5…测量柱 6…底座[0019] 7…线性导轨 8…线性滑块 9…移动平台 10…皮带 11…电机
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。 本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪(图l)，其包括两轴数控云台1 (图2)和位移检测部分2 (图3)，其中的位移检测部分2主要由X轴位移感应器3和Y轴位移感应器4两个位移测量感应器组成(例如LVDT(差动式位移检出变压器)原件)，位移测量感应器以水平直角方式安装在两轴数控云台1的移动平台上，用以测出测量柱5的X轴向和Y轴向的位移量；此外，位移检测部分2还可以包括测量柱5。[0023] 两轴数控云台l(图2)包括两层，每一层包括底座6、底座6两侧边上的线性导轨7、与移动平台9连接并与线性导轨7匹配的线性滑块8，移动平台9由与电机11接触的皮带10带动进行移动。 第二层的结构与第一层的结构一致，其中第一层的移动平台可以作为第二层的底座，但第二层移动平台的移动方向与第一层的移动方向呈直角。 两轴数控云台1可作水平和垂直移动，由测量仪内的计算机控制电机对两轴数控云台l进行运动控制，再经由光栅尺反馈位置。 本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪的工作原理为追踪式测量。数控机床两维移动轨迹动态测量仪放置于被测量机床的工作台面上，而测量柱5安装于被测量机床的主轴上，测量柱5与位移测量感应器相互接触，在被测量机床静止时，所测出的位置为零点，当被测量机床开始移动时，会使安装在被测量机床主轴上的测量柱5移动并会单独或同时挤压/或远离位移测量感应器，位移测量感应器会感应出相应移动的方向和位移量，并反馈至测量仪的计算器中，经计算后，会指示两轴数控云台1移动，以追踪测量柱5的位置，直至位移量回复至零。此过程会被还原成两轴数控云台1一直追踪测量柱5的动作，并且此过程中会定时记录由光栅尺和位移感应器所传回的数值，经运算后得出每一记录点的座标位置，这些座标位置可用于分析机床之动态精度。 在实际操作时，被测量机床会被编入所需测试程序，当机床执行程序上的运动时，由数控机床两维移动轨迹动态测量仪定时记录座标数值(通常会是每秒1000次或以上)，
当完成程序后，会对座标资料进行分析，从而知道机床的动态座标精度。 本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪在一定的范围内可以取代激光
干涉仪和球杆仪的使用。 本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪的所有追踪误差均可由光栅迟 和位移感应器的数据作数学运算消除。 上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的 保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本 实用新型的保护范围。
权利要求一种数控机床两维移动轨迹动态测量仪，其特征在于其包括两轴数控云台和位移检测部分，其中所述的位移检测部分主要由两个位移测量感应器组成，位移测量感应器以水平直角方式安装在两轴数控云台的移动平台上。
2. 根据权利要求1所述的数控机床两维移动轨迹动态测量仪，其特征在于所述的位移检测部分还包括测量柱。
3. 根据权利要求1所述的数控机床两维移动轨迹动态测量仪，其特征在于所述的两轴数控云台包括两层，每一层包括底座、底座两侧边上的线性导轨、与移动平台连接并与线性导轨匹配的线性滑块，移动平台由与电机接触的皮带带动进行移动。
4. 根据权利要求3所述的数控机床两维移动轨迹动态测量仪，其特征在于所述的两轴数控云台的第一层的移动平台可以作为第二层的底座，第二层移动平台的移动方向与第一层的移动方向呈直角。
专利摘要一种数控机床两维移动轨迹动态测量仪，包括两轴数控云台和位移检测部分，位移检测部分主要由两个位移测量感应器组成，位移测量感应器以水平直角方式安装在两轴数控云台的移动平台上。本实用新型的数控机床两维移动轨迹动态测量仪，由于采用两轴数控云台和两个位移测量感应器的结构，可以对被测量机床进行任何轨迹的动态测量，所测数据更为全面，并且由于是直接对被测量机床进行测量，可以减少其它非机械精度的因素对测量结果的影响，同时，由于本实用新型属机械性测量仪，维修及校准的可操作性更强。
文档编号B23Q17/00GK201534293SQ20092006062
公开日2010年7月28日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者邝锦祥 申请人:东莞盈拓科技实业有限公司