[实用新型]球杆仪与电容位移传感器组合的机床三维误差测量装置

说明书

本实用新型公开了球杆仪与电容位移传感器组合的机床三维误差测量装置。只使用球杆仪难以测量机床主轴运动三维误差。本实用新型的基座与机床工作台固定；同步旋转台一端支承在基座上；球座一固定在基座上，球座二固定在同步旋转台上；球杆仪的两端精密球分别吸附到球座一与球座二的磁性球窝上；电容位移传感器夹具固定在同步旋转台另一端；三个电容位移传感器固定在电容位移传感器夹具上；托板固定在电容位移传感器夹具上。本实用新型利用三个电容位移传感器测量机床主轴圆弧插补运动时的径向及轴向误差，利用球杆仪测量同步旋转台的偏心误差，实现机床三维方向的误差测量，且测量精度高，可实现在一定径向范围内对机床误差进行连续性测量。

技术领域

本实用新型属于机床误差检测技术领域，具体涉及一种球杆仪与电容位移传感器组合的机床三维误差测量装置。

背景技术

随着现代制造业的不断发展，数控机床对加工零件精度的要求也越来越高，有效的检测分离出机床的各项几何误差是提高机床加工精度的前提。因此，快速、准确地检测出机床误差是提高机床加工精度的关键。球杆仪由于其检测精度高、成本低、检测效率高、安装简易、操作方便等优点，成为了数控机床几何精度检测应用最广泛的仪器之一。

球杆仪可以检测出机床的综合误差，通过分析圆弧轨迹，得出并分离出机床的垂直度、伺服不匹配、反向跃冲、直线度、比例不匹配等误差项。但是目前球杆仪仅能检测机床主轴运动过程中沿杆长方向的误差变化，所以在使用传统球杆仪检测机床误差时，只能对单一平面上的圆弧轨迹进行分析，无法准确检测出机床主轴运动时的三维误差。因此，若是能测量出机床主轴运动过程中的三维误差，将能使机床误差检测更加准确，并提高对机床误差的检测效率。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有球杆仪的不足，提出一种球杆仪与电容位移传感器组合的机床三维误差测量装置，将电容位移传感器通过夹具安装在机床主轴上，令机床主轴作圆弧插补运动，利用电容位移传感器测量机床主轴作圆弧插补运动时的径向误差及轴向误差。在机床主轴运动时，通过同步旋转台使得夹具始终保持向心运动。此外，考虑到同步旋转台可能引入的偏心误差，利用球杆仪直接对该误差进行测量。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

本实用新型包括基座、同步旋转台、球座一、球座二、电容位移传感器夹具、电容位移传感器一、电容位移传感器二、电容位移传感器三和托板；所述的基座固定在机床工作台上；同步旋转台的一端通过轴承支承在基座上；所述的球座一固定在基座上，球座二固定在同步旋转台上，且球座一的磁性球窝球心与球座二的磁性球窝球心位于同一高度；球杆仪的两端精密球分别吸附到球座一与球座二的磁性球窝上；所述的电容位移传感器夹具固定在同步旋转台的另一端；电容位移传感器一、电容位移传感器二和电容位移传感器三均固定在电容位移传感器夹具上，电容位移传感器一和电容位移传感器二位于电容位移传感器夹具两侧，电容位移传感器三位于夹具底部，电容位移传感器夹具、电容位移传感器一、电容位移传感器二和电容位移传感器三的中心轴线均位于经过球座一磁性球窝球心的竖直面上，且电容位移传感器一比电容位移传感器二靠近球座二；所述的托板通过托板紧固螺钉固定在电容位移传感器夹具上，并平行于经过球座一磁性球窝球心的竖直面。

优选地，所述的电容位移传感器夹具与同步旋转台通过夹具固定螺栓固定。

优选地，所述的电容位移传感器一、电容位移传感器二和电容位移传感器三均通过传感器紧固螺钉固定在夹具上。

优选地，所述电容传感器夹具的材料为殷钢。

优选地，所述球座一和球座二的磁性球窝内均固定有定位环，定位环设有一体成型且沿周向均布的三块支撑块。

优选地，所述球座一与球座二的磁性球窝中心距经过标定，球杆仪的长度和球座一与球座二的磁性球窝中心距相等。

本实用新型具有的有益效果是：