[实用新型]一种超精密抛光机床坐标原点标定块

说明书

技术领域

本实用新型属于机械制造技术领域，具体涉及一种超精密抛光机床坐标原点标定块。

背景技术

机床原点是在机床设计制造、装配调试时就已设置下来的固定点，是数控装置控制机床运动的基准参考点，因而对于已设计配合好的精密机床进行机床原点标定是很有必要的。通常情况下我们使用的机床都是从厂家购买好的，不需要使用者进行坐标原点标定，在加工时可以直接使用；但当我们根据设计自己搭建机床或者对原有机床进行调整改动时，为了确保机床的加工精度，便需要对机床进行机床坐标原点标定。本实用新型主要针对已设计搭建完成的超精密抛光机床，设计了一种简便、实用的机床坐标原点标定块，利用该标定块可以对超精密抛光机床原点进行比较精确的坐标标定。

发明内容

本实用新型的目的是针对已设计搭建的超精密抛光机床，设计一种能够对超精密抛光机床原点进行有效坐标标定的标定块，并介绍使用该标定块对超精密抛光机床原点进行精确标定的方法，使超精密抛光机床在后续的实际运转中能够精确、有效地工作。

本实用新型采用如下技术方案实现：

提供一种超精密抛光机床坐标原点标定块，标定块本体1为圆柱体，标定块本体1上部侧面设有两个对称的凹槽Ⅰ2和凹槽Ⅱ3，标定块本体1下部设有凸台4。

根据本实用新型提供的一种超精密抛光机床坐标原点标定块，凹槽Ⅰ2和凹槽Ⅱ3的侧平面互相平行且与标定块本体1的轴线对称，凹槽Ⅰ2和凹槽Ⅱ3的侧平面的平面度公差等级在IT5～IT6之间；凸台4与超精密抛光机床转台中心孔过盈配合，以确保标定块本体的中心轴线能够与精密机床转台中心孔的中心轴线重合。

本实用新型所提供的一种超精密抛光机床坐标原点标定块的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、建立机床坐标系X-Y-Z，其中X轴与机床主轴运动方向相平行，Y轴为铅垂方向，Z轴与机床转台运动方向相平行。

步骤二、将标定块本体插装在超精密抛光机床转台中心孔上。

步骤三、测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系Z轴距离：

1）旋转标定块本体，使凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ的侧平面与Z轴平行；

2）将千分表表头安装在千分表表架上，使千分表表头中心线与千分表表架轴线重合，并使千分表表架轴线与机床主轴中心线重合；水平调整千分表表头在千分表表架上的位置，使千分表表头的测头能够接触到标定块本体上的凹槽Ⅰ或凹槽Ⅱ的侧平面；

3）控制机床主轴从行程一端开始沿X方向移动，直至千分表的测头与最近侧凹槽侧平面接触，且此时千分表的读数为零，控制凹槽侧平面与Z轴平行；

4）记录下机床主轴的移动距离，用X1表示；

5）将机床转台沿Z轴移动到远离千分表测头的安全位置；控制机床主轴同方向继续移动距离d，d表示凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ侧平面之间的距离；

6）将机床转台沿Z轴移向千分表的测头，直至测头能够与另一侧凹槽的侧平面接触，控制机床转台沿Z轴向远离机床主轴的方向移动，使千分表的测头能够在本次所触凹槽侧平面上做直线移动，控制凹槽侧平面与Z轴平行；

7）得到机床转台中心距机床坐标系Z轴的距离X0：X0=X1+d/2。

步骤四、测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系X轴距离：

1）将标定块本体逆时针或顺时针旋转90°，使凹槽Ⅰ和凹槽Ⅱ侧平面与机床X轴平行；

2）在机床转台的远离机床主轴侧安装一精度为0.01mm的激光精密测微仪，使激光精密测微仪的激光发射源、机床转台中心和机床主轴中心位于同一条直线上；

3）测量激光精密测微仪与距其较近的标定块凹槽侧平面之间的距离，用Z1表示；

4）再测量激光精密测微仪距机床主轴的安装工件侧外端面的距离，用Z2表示；

5）得到机床转台中心距机床坐标系X轴的距离Z0：Z0=Z2-Z1+d/2。

步骤五、对机床坐标原点进行标定：由于机床坐标原点为机床坐标系X轴和Z轴的交点，在测得机床转台中心距离机床坐标系X轴和Z轴的距离Z0和X0后，即机床转台中心在该机床坐标系X-Y-Z下的坐标为（X0，0，Z0），进而得到机床转台中心与机床坐标原点的相对位置，最后利用坐标变换确定机床坐标原点的具体位置，完成对机床坐标原点的标定。

根据本实用新型提供的一种超精密抛光机床坐标原点标定块的使用方法，其中，测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系Z轴距离时，需要控制凹槽侧平面与Z轴平行，其步骤为：