CN109520455A - 旋转工作台几何精度误差量测装置及量测方法 - Google Patents

Abstract

一种旋转工作台几何精度误差量测装置及量测方法，该装置与一五轴加工机组设，此五轴加工机具有一可沿A轴线枢摆的摆动台、一可沿C轴线旋转的工作台以及一可沿X轴、Y轴、Z轴移动的进给平台；工作台上设有一位于A轴线上的标准圆球，进给平台上设有一连接标准圆球的三方向位移感测器；一计算单元依标准圆球与C轴线的相对距离计算标准圆球的理论轨迹，并据以计算进给平台的移动轨迹，使三方向位移感测器维持其与标准圆球的相对位置。通过上述装置，将标准圆球设置于工作台上复数个待测位置，测得复数个量测资讯，进行并合计算即可得知几何精度误差。

Description

旋转工作台几何精度误差量测装置及量测方法

技术领域

本发明与自动加工机有关，特别指一种量测加工机的工作台几何精度误差的装置及方法。

背景技术

一般而言，五轴加工机共存在有43项几何误差，而旋转工作台在运动过程中共有6个自由度误差，必须通过量测得知误差值，并藉此校正或提供补正值以提升加工精度。

已知技术是以回转精度测试仪进行误差量测，其将一标准圆球设置于旋转轴心上进行固定转速的连续转动，并利用数学方法取得误差值。然而倾斜式的旋转工作台因机构设计关系，无法将标准圆球架设于轴心上，且不具有无限回转的机制，因而无法使用这种测试仪进行量测。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转工作台几何精度误差量测装置及量测方法，其可降低直线轴几何误差所造成的影响，并在不同位置取得数个量测资讯，通过并合计算以得到较精准的几何精度误差值。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供一种旋转工作台几何精度误差量测装置，其与一五轴加工机组设，其中该五轴加工机具有一以一虚拟的A轴线为枢摆中心的摆动台、一设于该摆动台且以一虚拟的C轴线为旋转中心的工作台以及一可沿一包括X轴、Y轴、Z轴的三维轴向系统移动的进给平台；该量测装置包括有：

一标准圆球，其设于该工作台上且可被该工作台的转动带动，该标准圆球的球心位于该A轴线上；

一三方向位移感测器，其设于该进给平台上且可被该进给平台带动移动，该三方向位移感测器与该标准圆球连接；

一计算单元，其可依该标准圆球与该C轴线的相对距离计算该标准圆球的一理论轨迹，并依该理论轨迹计算该进给平台的一移动轨迹，使该三方向位移感测器维持其与该标准圆球的相对位置。

本发明更提供一种使用前述量测装置的量测方法，其包括有：

A.在该工作台上沿该X轴的方向上界定复数个待测位置；

B.将该标准圆球设置于其中一个待测位置上，且该标准圆球的球心位于该A轴线上；

C.以该计算单元计算该标准圆球的理论轨迹，并依该理论轨迹计算该进给平台的移动轨迹；

D.以该三方向位移感测器量测该标准圆球的动作，取得一量测资讯；

E.重复步骤B至D，测得该标准圆球在所有待测位置的量测资讯；

F.将所有量测资讯并合计算。

本发明的有益效果是：本发明旋转工作台几何精度误差量测装置及量测方法，其可降低直线轴几何误差所造成的影响，并在不同位置取得数个量测资讯，通过并合计算以得到较精准的几何精度误差值。

附图说明

图1为本发明量测装置的立体示意图。

图2和图3为本发明量测装置的平面示意图。

图4为本发明量测方法的流程图。

图5为本发明量测C轴几何精度误差的使用状态示意图。

图6为本发明量测A轴几何精度误差的使用状态示意图。

具体实施方式

请参阅图1-图3，所示者为本发明提供的旋转工作台几何精度误差量测装置，其与一五轴加工机1组设，此五轴加工机1具有一摆动台11、一工作台12及一进给平台13，其中该摆动台11枢设于一固定架14上，且可以一虚拟的A轴线为枢摆中心进行枢摆；该工作台12设于该摆动台11上，且可以一虚拟的C轴线为旋转中心转动；而该进给平台13可沿一包括X轴、Y轴、Z轴的三维轴向系统移动。

上述加工机可能由于零件尺寸精度或是组装精度而造成误差，包括有元件误差及位置误差。元件误差是指此误差值会随着位置不同而产生变化，例如沿着X轴移动时会导致Y方向或Z方向上的移动误差；位置误差是指旋转轴未在其该在的位置上，其误差值不会随着位置不同而产生变化，例如应呈相互垂直的两轴未呈垂直而形成误差，以其中一轴为轴心转动时，该误差不会随着转动而变化。

本发明的量测装置2包括有一标准圆球21、一三方向位移感测器22及一计算单元(图中未示)。该标准圆球21设于该工作台12上，且可被该工作台12的转动带动，其中该标准圆球21以一支撑座211撑高，而使该标准圆球21的球心位于该A轴线上。该三方向位移感测器22设于该进给平台13上，可被该进给平台13带动移动，且该三方向位移感测器22与该标准圆球21连接。又该计算单元用以依该标准圆球21与该C轴线的相对距离计算该标准圆球21的一理论轨迹，并依该理论轨迹计算该进给平台13的一移动轨迹，藉此令该进给平台13沿该移动轨迹移动时，该三方向位移感测器22得以维持其与该标准圆球21的相对位置。

通过上述装置，本发明更提出一如图4所示的量测方法，其包括有：

A.在该工作台上沿该X轴的方向上界定复数个待测位置；

B.将该标准圆球设置于其中一个待测位置上，且该标准圆球的球心位于该A轴线上；

C.以该计算单元计算该标准圆球的理论轨迹，并依该理论轨迹计算该进给平台的移动轨迹；

D.以该三方向位移感测器量测该标准圆球的动作，取得一量测资讯；

E.重复步骤B至D，测得该标准圆球在所有待测位置的量测资讯；

F.将所有量测资讯并合计算。

在上述方法中，将该标准圆球21设于使其球心位于A轴线上的位置，可移除前述的位置误差，而在后续D步骤中取得较精确的量测结果，即仅取得元件误差。举例而言，在该工作台12(C轴线)几何精度误差的量测上，如图5所示，该标准圆球21随该工作台12转动后，通过该三方向位移感测器22量测该标准圆球21的实际位置与理论位置的差异，即可取得误差的量测资讯，而在所有待测位置上取得所有量测资讯后，将其并合计算即可得到该工作台12(C轴线)的几何精度误差。

另一方面，在该摆动台11(A轴线)几何精度误差的量测上，如图6所示，该标准圆球21随该摆动台11枢摆后，通过该三方向位移感测器22量测该标准圆球21的实际位置与理论位置的差异，即可取得误差的量测资讯，而在所有待测位置上取得所有量测资讯后，将其并合计算即可得到该摆动台11(A轴线)的几何精度误差。

Claims (2)

1.一种旋转工作台几何精度误差量测装置，其与一五轴加工机组设，其中该五轴加工机具有一以一虚拟的A轴线为枢摆中心的摆动台、一设于该摆动台且以一虚拟的C轴线为旋转中心的工作台以及一可沿一包括X轴、Y轴、Z轴的三维轴向系统移动的进给平台；其特征在于，该量测装置包括有：

一标准圆球，其设于该工作台上且可被该工作台的转动带动，该标准圆球的球心位于该A轴线上；

一三方向位移感测器，其设于该进给平台上且可被该进给平台带动移动，该三方向位移感测器与该标准圆球连接；

一计算单元，其可依该标准圆球与该C轴线的相对距离计算该标准圆球的一理论轨迹，并依该理论轨迹计算该进给平台的一移动轨迹，使该三方向位移感测器维持其与该标准圆球的相对位置。

2.一种如权利要求1所述的旋转工作台几何精度误差量测装置的量测方法，其特征在于，它包括：

A.在该工作台上沿该X轴的方向上界定复数个待测位置；

B.将该标准圆球设置于其中一个待测位置上，且该标准圆球的球心位于该A轴线上；

C.以该计算单元计算该标准圆球的理论轨迹，并依该理论轨迹计算该进给平台的移动轨迹；

D.以该三方向位移感测器量测该标准圆球的动作，取得一量测资讯；

E.重复步骤B至D，测得该标准圆球在所有待测位置的量测资讯；

F.将所有量测资讯并合计算。