一种AB双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具及检测方法与流程

一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具及检测方法
技术领域
1.本发明涉及机床精度检测技术领域，具体是指一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具及检测方法。


背景技术：

2.随着我国航空航天和汽车制造业的迅速发展，更多的零件从简单型面向复杂型面转变，常规的三坐标机床已无法满足加工需求，因此多轴联动数控机床被广泛应用于各种复杂零件的加工中。多轴联动机床应用于复杂零件加工时，如何保证高精度加工要求，必须满足两方面要求：（1）为满足复杂零件的加工精度要求，必须确保机床具有足够的初始几何精度。（2）为了满足零件加工高精度要求，必须确保机床各轴具有较高的定位精度，但机床定位精度随温度，加工状态，机械磨损等影响较大，必须定期对机床进行误差检测及补偿，以保证机床加工精度维持在较高水平。
3.目前对于直线轴定位精度误差检测均采用激光干涉仪进行检测，转台可以使用回转轴校准仪检测，但对于ab类型双摆角铣头摆角定位精度检测，没有一个准确性高，可靠性高的仪器及方法实现全角度测量，如果使用回转轴校准仪进行检测，又必须要求仪器与a、b轴转轴中心同心才能检测，ab类型双摆角铣头由于独特的结构类型，a、b转轴中心均在防护内部，且被机床床身遮挡，不满足安装回转轴校准仪的要求，无法直接实现测量。因此设计一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具，用于将回转轴校准仪快速安装在主轴上，并实现回转轴校准仪与被测轴旋转平面快速平行定位。由于ab类型双摆角铣头结构特征，在旋转a轴或b轴时，安装在主轴上的回转轴校准仪会绕a、b轴转动中心旋转，测量过程就会断光，因此提出了一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测方法，利用机床rtcp五轴联动功能，实现a、b轴旋转时绕回转轴校准仪转动中心进行旋转，从而实现ab双摆角铣头a、b摆角定位精度全角度检测及补偿，同时辅助夹具采用机械液压刀柄，可以快速实现不同刀套的更换，满足不同主轴刀柄夹持需求，具有重要的应用前景。现有公开号为cn 104476325 b发明专利提出了一种双摆角万能铣头旋转轴定位精度测量装置，该装置为12面体或36面体棱镜，必须安装在旋转轴轴心上才能完成测量，而一般旋转轴轴心均被床身或者防护包裹，要安装在轴心上必须拆除大量防护，无法实现快速安装测量，由于该装置采用12面体或36面体棱镜，测量角度有限，无法实现全角度任意角度测量，存在很大局限性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种避免了拆装防护的麻烦，大大缩短了ab双摆角铣头摆角定位精度检测时间和成本的ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具及检测方法。
5.本发明的另一个发明目的在于提供上述ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具及检测方法的检测方法。
6.本发明通过下述技术方案实现：一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具，包括上部的水平设置的横板与下部竖直设置的竖板，所述横板的一端与竖板固定连接，所
述横板的上表面固定安装有有用于安装机械液压刀套的卡盘；所述竖板上设置有用于安装回转轴校准仪的通孔。
7.为了更好地实现本发明，进一步地，所述卡盘上设置有夹持杆，所述机械液压刀套嵌套在夹持杆上，并通过机械液压刀套自带的锁紧螺钉与卡盘固定。
8.为了更好地实现本发明，进一步地，所述卡盘通过以夹持杆为圆心的呈环阵列的固定螺钉与横板固定连接。
9.为了更好地实现本发明，进一步地，所述竖板上的通孔外沿设置有与之匹配的定位凸台，所述定位凸台周围以通孔中心呈环阵列设置有用于固定回转轴校准仪的螺孔。
10.为了更好地实现本发明，进一步地，所述横板与竖板呈一体结构。
11.一种ab双摆角铣头摆角定位精度的检测方法，包括以下步骤：s1：打开机床rtcp五轴联动功能，执行traori指令激活五轴联动功能；s2：将机械液压刀套安装在上述的定位精度检测辅助夹具上，并测量刀柄端面到定位凸台中心距离l1，将l1的值输入所调用的刀具长度值；s3：机床运行到原点位置，将所述定位精度检测辅助夹具安装在机床的主轴上；s4：将回转轴校准仪安装在所述定位精度检测辅助夹具上；s5：以所述定位精度检测辅助夹具中横板自由端的端面为基准平面，沿被测摆角运行方向检测该基准平面，并调整基准平面与被测轴线平面平行；s6：数控系统执行主轴锁紧指令；s7：在rtcp功能打开时旋转a轴或者b轴时，则a轴或者b轴绕回转轴校准仪中心进行回转；s8：根据现场空间布置，架设激光干涉仪和角度干涉镜，调整激光光束，保证激光信号充足；s9：将激光干涉仪、回转轴校准仪与测量电脑连接，打开测量软件，设置测量参数；s10：在机床控制面板编辑点位测量程序，以每5
°
一个测量点进行测量，每个位置暂停4s，便于数据采集，当程序控制机床摆角正向步进5
°
时，回转轴校准仪上的测量镜就反向回转5
°
，保证测量过程不断光，反射镜回转的5
°
为绝对5
°
，激光通过角度干涉镜反射到激光头的入射光口，激光头通过角度干涉原理，测量出实际位置与理论位置的角度误差，该误差即为角度定位误差，软件记录每一个目标点位的误差值，从而实现ab双摆角铣头摆角定位精度全角度检测。
12.为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤中，采用百分表进行基准平面的检测，调整该基准平面与被测轴线平面平行，使其平行度≤0.02mm。
13.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本发明通过一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具，可以快速将回转轴校准仪安装在主轴上，并实现回转轴校准仪与被测轴旋转平面快速平行定位，方便检测ab双摆角铣头摆角任意角度定位精度，避免拆装防护，旋转中心难定位的问题，缩短了检测准备时间，提高了工作效率；（2）本发明中的辅助夹具通过液压夹持的刀柄，可以快速实现不同规格刀柄更换，并且保证其安装精度，适应所有类型主轴，安装方便，通过主轴锁紧功能实现锁紧，避免在测量过程中辅助夹具出现偏摆现象，保证高精度测量；
（3）本发明针对回转轴校准仪是通过辅助夹具安装在主轴上，并未直接安装在摆角回转轴上，所以提出了一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测方法，通过机床的rtcp五轴联动功能，将摆角轴绕自身摆角回转中心旋转转移到摆角轴绕回转轴校准仪回转中心旋转，保证了激光测量过程不断光，实现了ab双摆角铣头摆角定位精度全角度检测；（4）本发明提供的辅助夹具与相应的检测方个，能够大幅提升检测精度，其误差分辨率可达到0.0001
°
，其可以克服现有夹具存在的技术缺陷，具有良好的市场前景，适宜广泛推广应用。
附图说明
14.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：图1为本发明的西南等轴测立体结构示意图；图2为本发明的西北等轴测立体结构示意图；图3为本发明安装机械液压刀套后的平面结构示意图；图4为本发明安装回转轴校准仪后的立体结构图；图5为本发明的整体安装结构示意图；图6为本发明的检测过程示意图。
15.其中：1—横板，2—竖板，3—卡盘，31—夹持杆，32—固定螺钉，4—机械液压刀套，41—锁紧螺钉，5—回转轴校准仪，6—通孔，7—定位凸台，8—螺孔。
具体实施方式
16.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，而不能理解为对本发明的限制。
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.实施例1：本实施例的提供一种ab双摆角铣头摆角定位精度检测辅助夹具，其具体结构如图
1，图2，所示，包括上部的水平设置的横板1与下部竖直设置的竖板2，所述横板1的一端与竖板2固定连接，所述横板1的上表面固定安装有有用于安装机械液压刀套4的卡盘3；所述竖板2上设置有用于安装回转轴校准仪5的通孔6。
20.其中，所述卡盘3上设置有夹持杆31，所述机械液压刀套4嵌套在夹持杆31上，并通过机械液压刀套4自带的锁紧螺钉41与卡盘3固定；所述卡盘3通过以夹持杆31为圆心的呈环阵列的固定螺钉32与横板1固定连接；所述竖板2上的通孔6外沿设置有与之匹配的定位凸台7，所述定位凸台7周围以通孔6中心呈环阵列设置有用于固定回转轴校准仪5的螺孔8；所述横板1与竖板2呈一体结构。
21.使用该定位精度检测辅助夹具的具体过程，首先将卡盘3通过以夹持杆31为圆心的呈环阵列的四颗固定螺钉32与横板1固定连接；接着将机械液压刀套4嵌插入夹持杆31，并利用机械液压刀套4自带的锁紧螺钉41与卡盘3固定，如图3所示，测量刀柄端面到定位凸台中心距离l1；然后将回转轴校准仪5安装在竖板2的通孔6，利用定位凸台7实现回转轴校准仪5的快速准确定位，再通过紧固螺钉与螺孔8的配合，将回转轴校准仪5固定在竖板2的通孔6内，如图4所示；最后，将机械液压刀套4的刀柄安装在机床的主轴上，如图5所示，并锁紧主轴后，确保在测量过程中辅助夹具不会出现偏摆现象。
22.使用该定位精度检测辅助夹具进行ab双摆角铣头摆角定位精度的检测方法，如图6所示，包括以下步骤：s1：打开机床rtcp五轴联动功能，执行traori指令激活五轴联动功能；s2：将机械液压刀套4安装在所述的定位精度检测辅助夹具上，并测量刀柄端面到定位凸台中心距离l1，将l1的值输入所调用的刀具长度值；s3：机床运行到原点位置，将所述定位精度检测辅助夹具安装在机床的主轴上；s4：将回转轴校准仪5安装在所述定位精度检测辅助夹具上；s5：以所述定位精度检测辅助夹具中横板1自由端的端面为基准平面，沿被测摆角运行方向检测该基准平面，并调整基准平面与被测轴线平面平行；s6：数控系统执行主轴锁紧指令；s7：在rtcp功能打开时旋转a轴或者b轴时，则a轴或者b轴绕回转轴校准仪中心进行回转；s8：根据现场空间布置，架设激光干涉仪和角度干涉镜，调整激光光束，保证激光信号充足；s9：将激光干涉仪、回转轴校准仪与测量电脑连接，打开测量软件，设置测量参数；s10：在机床控制面板编辑点位测量程序，以每5
°
一个测量点进行测量，每个位置暂停4s，便于数据采集，当程序控制机床摆角正向步进5
°
时，回转轴校准仪上的测量镜就反向回转5
°
，保证测量过程不断光，反射镜回转的5
°
为绝对5
°
，激光通过角度干涉镜反射到激光头的入射光口，激光头通过角度干涉原理，测量出实际位置与理论位置的角度误差，该误差即为角度定位误差，软件记录每一个目标点位的误差值，从而实现ab双摆角铣头摆角定位精度全角度检测。
23.其中，所述步骤5中，采用百分表进行基准平面的检测，调整该基准平面与被测轴线平面平行，使其平行度≤0.02mm。
24.实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上，以西门子具有五轴联动功能的机床为例，采用上述实施例提供的定位精度检测辅助夹具和检测方法，进行ab双摆角铣头摆角定位精度全角度检测，结果如表1所示：表一 检测情况表根据表一内容可知，该定位精度检测辅助夹具通过液压夹持的刀柄，可以快速实现不同规格刀柄更换，并且保证其安装精度，适应所有类型主轴，安装方便，通过主轴锁紧功能实现锁紧，避免在测量过程中辅助夹具出现偏摆现象，保证高精度测量，误差分辨率可以达0.0001
°
。
25.可以理解的是，根据本发明一个实施例的定位精度检测辅助夹具结构，例如卡盘3和定位凸台7等部件的工作原理和工作过程都是现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，这里就不再进行详细描述。
26.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。