[发明专利]多轴工具机的误差检测装置与误差检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置与检测方法，特别是指一种用于侦测多轴工具机的误差检测装置与误差检测方法。

背景技术

随着工业技术不断进步，产品可通过工具机被加工，以让产品满足高效率加工的需求。举例而言，通过配设在三个线性轴上移动的机构可让工具机成为三轴工具机。另外，通过现有的三个线性轴机构与两个旋转轴机构可让工具机成为五轴工具机，其可应付日趋复杂的曲面加工或是结构更复杂的零件，如扇叶及引擎汽缸等。由于五轴工具机可具有五轴同动的特性，因此能让产品大幅缩短被加工时间而增加生产效率，故五轴工具机已逐渐受到业界的重视与使用。

对于提升上述多轴工具机的技术等级与加工精密度以满足产品高质量的需求，可从两方面进行改善。一种为改善工具机整体的结构精度，但此举较为费时与费力花钱，无法快速解决目前业界迫切的需求。而另一种则是利用检测装置检测出工具机的误差，并通过误差补偿方式来提升工具机的精度，此种方法不但快速且简便。因此，目前业界大多朝向检测工具机的误差来提升工具机的技术等级与加工密度。

承上所述，在习知检测五轴工具机的误差中可通过双球杆杆循圆量测仪(Double Ball Bar,DBB)、雷射干涉仪、电子水平仪等装置而达成。然而，这些装置的检测信息仅能获得单轴的误差，而无法同时获得多轴的误差。故，对于五轴工具机的多轴同动的检测，诚有加以改善之处。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种误差检测装置，其具有夹一锐角的两道光束，且两道光束分别入射于两个位置传感器内以同时侦测多轴工具机的多轴误差。

本发明还提供一种误差检测方法，其通过上述误差检测装置同时侦测多轴工具机的多轴误差。

为达到上述目的，本发明所提供的多轴工具机的误差检测装置，用于检测一多轴工具机的误差，其中所述多轴工具机具有一转动件与一移动件，其特征在于所述误差检测装置包括：一光学元件，设置于所述转动件上且具有一反射层，以将光线平行于其入射方向地反射出去；一侦测单元，设置于所述移动件上且朝向所述光学元件发射夹一锐角的一第一光束与一第二光束，所述侦测单元包含有一第一位置传感器及一第二位置传感器，当所述光学元件随着所述转动件旋转且所述移动件与所述转动件相对移动而使所述侦测单元与所述光学元件进行相同的循圆运动时，所述第一光束与所述第二光束分别入射至所述光学元件并被所述反射层反射且进而分别入射至所述第一位置传感器与所述第二位置传感器，所述侦测单元通过所述第一位置传感器与所述第二位置传感器分别感测所述第一光束与所述第二光束的位置而侦测所述转动件与所述移动件的相对位置的变化。

上述本发明的技术方案中，所述侦测单元包含有分别发射出所述第一光束与所述第二光束的一第一光源与一第二光源。

所述侦测单元包含有一光源及一光学镜组，所述光源发射一光束，所述光束通过所述光学镜组后产生所述第一光束与所述第二光束。

所述第一位置传感器具有一第一感测面，且所述第二位置传感器具有一第二感测面，当所述光学元件随着所述转动件绕着所述多轴工具机的一第一旋转轴旋转且所述侦测单元与所述光学元件的相对位置改变时，所述第一感测面测得一第一偏移与一第二偏移，且所述第二感测面测得一第三偏移，所述第一偏移、所述第二偏移与所述第三偏移分别用于推算所述转动件旋转时在所述多轴工具机的一第一线性轴、一第二线性轴与一第三线性轴的误差。

所述移动件的一延伸方向垂直或平行于所述第一旋转轴，且所述第一旋转轴与所述第三线性轴平行。

所述多轴工具机更具有一能绕着一第二旋转轴旋转的旋转座，所述转动件设置于所述旋转座上，所述第一旋转轴在所述旋转座未旋转时与所述第三线性轴平行，而所述第二旋转轴与所述第二线性轴平行。

所述光学元件为一球透镜，所述球透镜具有一折射率，且所述折射率为2。

所述侦测单元包含有一光源及一光学镜组，所述光源发射一光束，所述光束通过所述光学镜组后产生所述第一光束与所述第二光束，所述光学镜组包括一第一偏极分光镜、一第二偏极分光镜、一第一四分之一波片与一第二四分之一波片，所述第一偏极分光镜设置于所述第一四分之一波片与所述光源之间，且所述第一位置传感器与所述第二偏极分光镜设置于所述第一偏极分光镜的两侧，而所述第二偏极分光镜设置于所述第二四分之一波片与所述第二位置传感器之间。