中心销孔位置的调整系统及其调整方法与流程

本发明涉及中心孔调整领域，尤其涉及工作台上中心销孔位置的调整领域。

背景技术：

随着数控机床在机械加工领域的日益普及，高精度的数控机床加工在汽车、航空等机械领域发挥着重要作用，特别是使用带旋转工作台的加工中心加工汽车发动机零部件，其优势是在一次装夹零部件中通过旋转工作台可完成多道工序内容加工，对于发动机上的关键零部件缸体、缸盖来说显得尤为重要。因为缸体、缸盖属于箱体类零部件，一件成品需要完成六个面甚至包括内部型腔等非常多的复杂形状加工任务，这些高精度发动机零部件加工不但对机床精度要求很高，而且机床在较长时间中保持较高的定位精度，尤其对工作台旋转中心的定位精度和其重复定位精度要求更高。

对于一台数控加工中心来说，其加工环境是非常恶劣的，承受着刀具和主轴长周期、高强度的负荷冲击，同时受周围环境温度变化，可能造成工作台中心销孔在机床坐标系中的实际位置坐标与出厂精度存在偏差，这个偏差同样存在一个设计范围，如果误差值较小，这时可通过设定机床补偿参数来消除，如果偏差过大超出误差范围这样就会造成工件加工精度下降，产品尺寸超差严重。在实际生产中，通常会根据产品尺寸检测的变化趋势，来判断工作台中心销孔位置偏离程度，当实际加工的产品尺寸超差严重，使用机床补偿参数已经无法挽救时，这个时候就需要停止加工，通过手动调整机床工作台定位销孔位置，使其回归正常的工作台旋转中心位置。建立一套操作简单、精度高、适用性强一般操作人员即可完成的工作台定位销孔位置调整方法显得尤为重要。

目前，在机床旋转工作台中心销孔位置出现偏差时，一般采用的方式是，通过调整机床加工补偿参数来消除位置误差，或是调整加工工艺来优化产品加工过程中的位置精度。当前面两种方法都挽救不过来因为工作台中心销孔位置偏差导致的加工精度下降这个问题时，则必须联系机床厂家集中对工作台位置精度进行调整。该现有技术存在以下缺陷：(1)存在较大局限性，调整范围较小，当工作台中心销孔偏差较多时，则无法实现调整；(2)机床厂家对回转工作台中心销孔位置找正实现技术封锁，不同的机床使用的设备专用工装也不一样，通常报价比较高，周期比较长，增加设备维修成本，影响企业效益。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种中心销孔位置的调整系统及其调整方法，本发明操作简单，无需使用专用调整设备即可完成非常复杂的工作台中心销孔位置调整工作，适用性较强。

本发明提供了一种中心销孔位置的调整系统，用于工作台上中心销孔位置的调整，所述中心销孔设置于中心销孔母体上，包括可与中心销孔相配合的调整单元，以及可测量所述调整单元坐标位置的测量单元，所述调整单元包括可与中心销孔相配合的阶梯芯轴，以及可将所述阶梯芯轴固定于工作台上的固定尺，其中，所述阶梯芯轴具有直径不同的第一端与第二端，所述第一端伸入至中心销孔，所述第二端凸出于工作台设置。

作为本发明的进一步优化，所述测量单元包括可插入至主轴中的测量体，所述测量体的端部为触发式的测量头，测量体上安装有可观测测量头测量对象坐标信息的测量盘。

作为本发明的进一步优化，所述测量盘为圆盘。

作为本发明的进一步优化，所述固定尺包括固定安装所述阶梯芯轴第二端的直板，所述直板的另一端设置有螺栓孔，所述螺栓孔穿设有第二螺栓，以通过第二螺栓将直板固定于工作台上。

作为本发明的进一步优化，所述第二螺栓的头部设置为滚花把手，以便于固定或松开第二螺栓。

作为本发明的进一步优化，所述阶梯芯轴的第二端小于所述阶梯芯轴的第一端。

本发明还提供了一种中心销孔位置的调整方法，基于上述任一实施例所述中心销孔位置的调整系统，包括以下步骤：

将调整单元中的阶梯芯轴第一端插入位于工作台上的中心销孔内，将固定尺通过第二螺栓固定安装于工作台上的安装孔内；

将工作台移动至靠近机床的主轴位置，将测量单元中测头插入到主轴内以固定安装，调整主轴的转角使测量盘的表盘朝上，以便于操作者观察；

手动操作机床使主轴沿x、y方向运动，直至测量头接触阶梯芯轴第二端的上部外圆柱，前、后、左、右分别选取不同的测量点完成测量，确定x、z两个方向的位置坐标，因阶梯芯轴与中心销孔相配合，测量所得x、z坐标值即为中心销孔当前位置数值；

操作主轴运动至工作台旋转中心位置，调整测量盘的指针为零点状态，松开位于中心销孔母体上的第一螺栓，使中心销孔母体处于自由状态，调整第一个螺栓以调整阶梯芯轴的x、z两个方向的位置，直至测量盘上的指针指向零位时，拧紧第二螺栓，同时预紧第一螺栓；

将工作台按90度分度依次旋转，分别观察测量头上指针的变化，直至指针变化在预设误差范围之内，拧紧第一螺栓，以实现工作台上中心销孔位置的调整。

本发明提供的中心销孔位置的调整系统及其调整方法，使用阶梯芯轴将工作台中心销孔的内孔位置测量转化为阶梯芯轴外圆柱中心位置测量；使用触发式测量头配合机床主轴测量，保证整个找正过程都是建立在机床坐标基础上进行，消除了系统误差，提高了坐标系的找正精度，本发明的操作过程可靠，可定期对加工中心工作台中心销孔位置进行校验、调整工作，便于在车间、学校等具有大量数控加工设备的场所进行推广应用。

附图说明

图1为本发明中心销孔位置调整系统的结构示意图；

图2为图1中调整单元安装在工作台上的示意图；

图3为调整单元与中心销孔配合示意图。

附图标记说明：

1-工作台；10-中心销孔母体；100-中心销孔；101-第一螺栓；11-安装孔；2-主轴；3-测量单元；30-测量头；31-测量盘；4-调整单元；40-阶梯芯轴；41-直板；42-第二螺栓；420-滚花把手

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1为本发明中心销孔位置调整系统的结构示意图；图2为图1中调整单元安装在工作台上的示意图；图3为调整单元与中心销孔配合示意图。

请参照图1至图3，本发明提供了一种中心销孔位置的调整系统，用于工作台1上中心销孔100位置的调整，所述中心销孔100设置于中心销孔母体10上，该中心销孔母体10通过第一螺栓101可固定于工作台1上，该中心销孔100位置的调整系统包括可与中心销孔100相配合的调整单元4，以及可测量所述调整单元4坐标位置的测量单元3，所述调整单元4包括可与中心销孔100相配合的阶梯芯轴40，以及可将所述阶梯芯轴40固定于工作台1上的固定尺，其中，所述阶梯芯轴40具有直径不同的第一端与第二端，所述第一端伸入至中心销孔100，所述第二端凸出于工作台1设置。

通过本发明的上述方案，因阶梯芯轴与中心销孔配合设置，在测量时只需测量突出于工作台的阶梯芯轴第二端外直径即可，更方便快捷且直观。

另外，上述中，所述阶梯芯轴40的第二端小于所述阶梯芯轴40的第一端。

详细参见图2，所述测量单元3包括可插入至主轴2中的测量体，所述测量体的端部为触发式的测量头30，测量体上安装有可观测测量头30测量对象坐标信息的测量盘31。作为一种优选，该测量盘31为圆盘。

进一步详细参见图3，所述固定尺包括固定安装所述阶梯芯轴40第二端的直板41，所述直板41的一端固定安装所述阶梯芯轴40，所述直板41的另一端设置有螺栓孔，所述螺栓孔穿设有第二螺栓42，以通过第二螺栓42将直板41固定于工作台1上。作为一种优选，所述第二螺栓42的头部设置为滚花把手420，以便于固定或松开第二螺栓。

另外，本发明还提供了一种中心销孔位置的调整方法，该调整方法为基于上述任一实施例所述中心销孔位置的调整系统，包括以下步骤：

将调整单元中的阶梯芯轴第一端插入位于工作台上的中心销孔内，将固定尺通过第二螺栓固定安装于工作台上的安装孔内；此处，因阶梯芯轴的第一端与中心销孔配合，即第一端外圆直径与中心销孔的内孔直径相同，完成间隙配合，配合公差等级高于中心销孔与生产夹具的定位销的配合公差等级，这样调整的精度更高；

将工作台移动至靠近机床的主轴位置，将测量单元中测头插入到主轴内以固定安装，调整主轴的转角使测量盘的表盘朝上，以便于操作者观察；

手动操作机床使主轴沿x、y方向运动，直至测量头接触阶梯芯轴第二端的上部外圆柱，前、后、左、右分别选取不同的测量点完成测量，确定x、z两个方向的位置坐标，因阶梯芯轴与中心销孔相配合，测量所得x、z坐标值即为中心销孔当前位置数值；

操作主轴运动至工作台旋转中心位置，调整测量盘的指针为零点状态，松开位于中心销孔母体上的第一螺栓，使中心销孔母体处于自由状态，因中心销孔母体与工作台相配合的方式是一种法兰面结合，通过四个第一螺栓调整阶梯芯轴的x、z两个方向的位置，观察触发式测头上指针的变化，即调整第一个螺栓以调整阶梯芯轴的x、z两个方向的位置，直至测量盘上的指针指向零位时，拧紧第二螺栓，同时预紧第一螺栓；

将工作台按90度分度依次旋转，分别观察测量头上指针的变化，直至指针变化在预设误差范围之内，拧紧第一螺栓，以实现工作台上中心销孔位置的调整。

通过上述的步骤，即可完成工作台中心销孔位置的调整，松开第二螺栓并拔出阶梯芯轴，装好夹具继续加工即可。

本发明通过调整单元与测量单元，即可完成非常复杂的定位销孔位置调整工作，整个调整单元为放置在工作台的上端安装平面上，保证了整个调整过程是在同一个机床坐标系内进行。同时本发明无需专用的检测设备，使用阶梯芯轴将工作台中心销孔的位置坐标转化为阶梯芯轴第二端的中心位置坐标，极大的简化了测量步骤和方法，同时阶梯芯轴与工作台中心销孔的配合公差要求较高，保证了整个过程中的精度。

因本发明结构简单，操作方便，无需设备制造厂家人员现场指导，普通操作工即可完后，可为企业节约大量的维修成本，在车间、学校等场所具有很强大的推广意义。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。