[发明专利]交点内置正交回转轴轴线共面度检测装置及精度检测方法

说明书

技术领域

本发明属于具有回转运动设备的几何精度检测技术领域，涉及一种交点内置正交回转轴轴线共面度检测装置，本发明还涉及一种交点内置正交回转轴轴线共面度精度检测方法。

背景技术

机器中具有正交、交点内置的回转运动轴的情况很多，如五轴数控机床及坐标测量机中的正交、交点内置的A轴(或B轴)和C轴、A轴(或B轴)和电主轴，机器人中的串联正交的回转关节等都属于正交、交点内置的回转运动轴。正交、交点内置的回转轴的轴线共面度精度对机器整机的几何精度有重要影响。当两个回转运动轴的轴线垂直相交且交点在结构内部时，称为正交、交点内置回转轴。由于交点内置，故无法直接在交点处进行检测，目前尚缺乏适用的正交、交点内置回转轴轴线共面度的高精度检测装置，无法直接实施该种方面的精度检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种交点内置正交回转轴轴线共面度检测装置，解决了现有正交、交点内置回转轴轴线共面度的检测精度无法高精度检测的问题。

本发明的另一目的是提供一种交点内置正交回转轴轴线共面度精度检测方法。

本发明所采用的技术方案是，一种交点内置正交回转轴轴线共面度检测装置，在前组件壳体上同轴连接有前组件回转体，前组件回转体与后组件壳体固定连接，后组件壳体内安装有后组件回转体，后组件回转体的端头安装有三维移动微调机构C，

三维移动微调机构C通过水平设置的连接杆与标准球连接，标准球的水平方向对应设置有三维移动微调机构B，三维移动微调机构B端头设置有非接触位移传感器b，标准球的下方竖直设置有对应的三维移动微调机构A，三维移动微调机构A的端头设置有非接触位移传感器a，

三维移动微调机构A和三维移动微调机构B固定安装在相对前组件壳体不动的固定支架上。

本发明所采用的另一技术方案是，一种利用权利要求1所述的装置进行交点内置正交回转轴轴线共面度精度检测方法，按照以下步骤实施：

步骤1、调整三维移动微调机构C，使标准球球心在包含后组件回转体回转轴线且垂直于前组件回转体回转轴线的平面内，并使标准球球心至前组件回转体回转轴线的垂直距离为标准球球心至后组件回转体回转轴线垂直距离的倍；

步骤2、分别调整三维移动微调机构A、三维移动微调机构B，使非接触位移传感器a和非接触位移传感器b的测头布置在包含后组件回转体回转轴线且垂直与前组件回转体回转轴线的平面内，非接触位移传感器a的测头与后组件回转体回转轴线平行，非接触位移传感器b的测头与后组件回转体回转轴线垂直；

步骤3、将检测装置调整到检测状态1：

①分别微调三维移动微调机构A、三维移动微调机构B，使非接触位移传感器a和非接触位移传感器b的测头对准标准球球体的最大半径，且仍使非接触位移传感器a和非接触位移传感器b的测头布置在包含后组件回转体回转轴线且垂直与前组件回转体回转轴线的平面内，非接触位移传感器a的测头与后组件回转体回转轴线平行，非接触位移传感器b的测头与后组件回转体回转轴线垂直；

②读取检测状态1下的非接触位移传感器a和非接触位移传感器b的测量值δ_a1和δ_b1；

步骤4、将检测装置调整到检测状态2：

①将后组件回转体回转180°，将前组件回转体回转90°，转动后转变为检测状态2；

②读取检测状态2下的非接触位移传感器a和非接触位移传感器b的测量值δ_a2和δ_b2；

步骤5、将检测状态1和检测状态2检测值进行比较：

①计算检测状态1和检测状态2下非接触位移传感器a和非接触位移传感器b的读数差，Δ_a＝δ_a2-δ_a1；Δ_b＝δ_b2-δ_b1；

②比较Δ_a和Δ_b，当Δ_a和Δ_b的差值大于预设值时，微调三维移动微调机构C，微小改变标准球的球心位置，且仍使标准球球心在包含后组件回转体回转轴线且垂直于前组件回转体回转轴线的平面内；

③将后组件回转体回转180°，将前组件回转体回转-90°，返回状态1；

步骤6、重复步骤3-步骤5，直至达到Δ_a≈Δ_b为止；

步骤7、按照下式得到正交、交点内置的回转轴轴线共面度偏差e：