[发明专利]一种提高机床空间运动精度的方法

权利要求书

1.一种提高机床空间运动精度的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：提供一机床、一框架式测量规、以及一数控补偿系统；所述机床具有一运动空间及垂直于所述运动空间的测臂，所述测臂上安装有在线测头，所述机床的坐标为水平运动轴X、水平运动轴Y、垂直运动轴Z，所述在线测头在所述垂直运动轴Z上；所述框架式测量规由若干标准球及固定所述标准球的结构支架构成；

步骤2：对所述框架式测量规上的所述标准球的相对位置进行标定，标定时，将所述框架式测量规底部平面不在一条直线相对位置比较远的标准球O、标准球A和标准球B构成的平面作为参考平面，其中所述标准球O的中心作为原点建立坐标系，然后得出其余所有球相对于基准平面和原点所在坐标系中的位置关系；

步骤3：将所述框架式测量规放置在所述机床的所述运动空间，调整所述框架式测量规的位置，使其原点置于所述机床相对应的坐标位置附近；

步骤4：利用所述机床主轴测量臂上安装的所述在线测头，对所述标准球O所在的所述机床坐标设置为所述机床运动的参考原点，并对其余每一个标准球的中心点的位置进行测量，得出各个标准球中心点的空间坐标；

步骤5通过矢量坐标的转换，计算所述运动空间的各个所述标准球中心的坐标位置；

步骤6：将测量所得到的各个所述标准球中心点的位置，与坐标变换和计算后所述框架式测量规上所述标准球中心点的位置进行对比，并对位置误差进行比较，所述数控系统对差值进行补偿。

2.如权利要求1所述的一种提高机床空间运动精度的方法，其特征在于：步骤1中：所述在线测头是一个检测元件，通过一定形状的触点，对所述框架式测量规上的所述标准球的位置进行测量。

3.如权利要求1所述的一种提高机床空间运动精度的方法，其特征在于：步骤1中：所述结构支架采用热膨胀系数极低的材料制成，保证所述标准球在框架的位置相对固定，并不易受到外部的影响。

4.如权利要求1所述的一种提高机床空间运动精度的方法，其特征在于：步骤1中：所述数控补偿系统用来将所述在线测头对所述标准球测量采集的信号进行计算，并转换成所述机床坐标系中所述标准球中心点的位置。

5.如权利要求1所述的一种提高机床空间运动精度的方法，其特征在于：步骤2中：标定的方法可以使用高精度的三坐标测量机或其它更高精度的仪器设备。

6.如权利要求1所述的一种提高机床空间运动精度的方法，其特征在于：步骤6中，经过坐标变换后，所述标准球在所述机床坐标系中的实际位置是M点，而在所述机床坐标系中测量到的该点的位置坐标是M’，根据误差矢量ΔE，得到机床坐标空间内对应的三个运动轴的矢量差ΔX、ΔY、ΔZ。