[发明专利]一种分度二连杆式球杆仪及其对机床精度的检测方法

说明书

本发明公开了一种分度二连杆式球杆仪及其对机床精度的检测方法。现有二连式球杆仪测角范围有限或测角精度偏低。本发明的刚性连杆一端支承在与基座固定的支承轴上，另一端与分度式光电角度编码器的座体固定；分度式光电角度编码器的输出轴支承在刚性连杆上；伸缩杆的杆段一与杆段二之间设有直线位移传感器；杆段一套置在分度式光电角度编码器的输出轴上；分度式光电角度编码器的输出轴末端定位孔通过法兰盘与杆段一固定；连接轴支承在杆段二上。本发明通过两连杆的夹角变化来改变测量半径，且第二根连杆为伸缩杆，易于实现在二维平面内测量半径连续的全范围测量，且分度式光电角度编码器保证了高测量精度。

技术领域

本发明属于机床精度检测技术领域，具体涉及一种分度二连杆式球杆仪及其对机床精度的检测方法。

背景技术

球杆仪作为一种数控机床几何误差检测的仪器，从面世之初就被快速接受，并被广泛应用于实际检测工作。

常规球杆仪的机械结构采用一个测量杆连接两个高精度标准球，其工作范围取决于测量杆长度值。虽然球杆仪通常会配备几个增长杆，以增加其测量圆的半径值，但增长杆的使用也仅仅是增加了几个固定的测量圆的半径值，被测平面内还存在许多无法测量的点，且每次更换增长杆都需要将球杆仪拆下，然后重新标定，再重新安装检测，影响了球杆仪的检测效率。目前，针对这一问题日本学者发明了二连杆式球杆仪，其中两根连杆是通过普通的旋转关节相连并由旋转编码器测量两杆间的夹角。由于二连式球杆仪有较高的旋转定位精度要求，所以需要采用高精度测角器件来实现精密测角，常见的测角器件一般采用光电角度编码器。由于二连式球杆仪的球铰关节受到体积限制，仅能采用小尺寸的光电角度编码器，导致光电角度编码器的测角精度受限(通常高精度的光电角度编码器其体积较大)，因此，目前二连式球杆仪的球铰关节采用的角度编码器存在以下问题：若采用较高精度的角度编码器，其体积较大会影响球杆仪的检测，若采用小体积的角度编码器则测角精度偏低，另外，采用高精度角度编码器会造成装置的成本提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有球杆仪的不足，提供一种分度二连杆式球杆仪及其对机床精度的检测方法，其中第二根连杆为伸缩杆，该分度二连杆式球杆仪主要利用两根连杆实现球杆仪随着机床主轴的圆弧插补运动做二维平面范围内的圆周运动，同时采用分度式光电角度编码器提供高精度的角度，通过检测伸缩杆的长度变化来反映机床的误差，可以提高球杆仪测量精度和检测范围。

本发明解决技术问题采取的技术方案是：

本发明一种分度二连杆式球杆仪，包括连接轴、轴承、伸缩杆、直线位移传感器、法兰盘、套筒、分度式光电角度编码器、刚性连杆和基座；所述刚性连杆的一端通过一个轴承支承在支承轴上，支承轴固定在基座上；所述分度式光电角度编码器的座体固定在刚性连杆的另一端；分度式光电角度编码器的输出轴通过一个轴承与刚性连杆连接；所述的伸缩杆包括构成滑动副的杆段一和杆段二，且杆段一与杆段二之间设有直线位移传感器；所述伸缩杆的杆段一套置在分度式光电角度编码器的输出轴上；分度式光电角度编码器的输出轴末端开设的定位孔与法兰盘固定，法兰盘与杆段一固定；所述的连接轴通过一个轴承支承在杆段二上。

优选地，轴承通过套筒和刚性连杆支承孔处的凸环实现相对支承轴的轴向定位。

优选地，分度式光电角度编码器的输出轴末端定位孔与法兰盘通过紧定螺钉连接。

优选地，法兰盘与杆段一通过紧固螺钉连接。

该分度二连杆式球杆仪对机床精度的检测方法，具体如下：