专利摘要

本发明公开了一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，包括依次连接的转接板、轴承和旋转基座，转接板上分别设置有光学测量管组件和气动测量管组件，光学测量管组件中设置有光学测量单元，气动测量管组件上设置有气动测量单元。本发明结构简单、造价低，且操作简便、易用性好有效提高了测量精度，并且，可以在很短的时间之内求取多项误差的分量，大大节省了时间成本。

权利要求

1.一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，包括依次连接的转接板(1)、轴承(2)、和旋转基座，转接板(1)上分别设置有光学测量管组件和气动测量管组件，所述光学测量管组件中设置有光学测量单元，所述气动测量管组件上设置有气动测量单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述旋转基座包括外筒(3)，所述外筒中设置有旋转筒(4)，所述旋转筒(4)通过连接杆(5)与轴承(2)连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述光学测量管组件包括由外向里套接在一起的第一光学测量管(6)和第二光学测量管(7)，所述第一光学测量管(6)固定在转接板(1)上。

4.根据权利要求3所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述光学测量单元包括设置在第二光学测量管(7)中的第二透光玻璃(8)，所述第二透光玻璃一侧设置有均位于第一光学测量管(6)中且依次排列的第一透光玻璃(9)、色散透镜(10)和半反半透镜(11)，所述第一光学测量管(6)管壁上设置有针孔(12)，所述针孔(12)处且位于第一光学测量管(6)外部设置有光电探测器(13)，所述光电探测器(13)依次连接有采集卡(29)和计算机(30)，所述第二透光玻璃(8)、第一透光玻璃(9)、色散透镜(10)、半反半透镜(11)、针孔(12)和光电探测器(13)的中心点均位于同一直线上，所述半反半透镜(11)下方设置有LED白光光源(14)，所述LED白光光源(14)连接有光纤(15)，且所述光纤(15)从第一光学测量管(6)中伸出。

5.根据权利要求4所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述第一光学测量管(6)内壁上设置有第一减摩套(16)，所述第一减摩套(16)与针孔(12)对应位置处设置有第一小孔(17)。

6.根据权利要求3所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述气动测量管组件包括由外向里依次套接的第一气动测量管(18)、第二气动测量管(19)和第三气动测量管(20)，所述第一气动测量管(18)固定在转接板(1)上，所述第三气动测量管(20)通过随动杆(21)与第二光学测量管(7)连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述气动测量单元包括分别固定在第一气动测量管(18)和第二气动测量管(19)侧壁、且分别与其内部连通的第一气管(22)和第二气管(23)，所述第一气管(22)和第二气管(23)分别与第一气动测量管(18)和第二气动测量管(19)内部连通，所述第三气动测量管(20)末端设置有精密标准球(24)。

8.根据权利要求7所述的一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，其特征在于，所述第一气动测量管(18)内壁设置有第二减摩套(25)，所述第二减摩套(25)上开设有与第一气管(22)位置对应的第二小孔(26)，所述第二气动测量管(19)内壁设置有第三减摩套(27)，所述第三减摩套(27)上开设有与第二气管(23)位置对应的第三小孔(28)。

说明书

技术领域

本发明属于光电检测装置技术领域，涉及一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置。

背景技术

数控机床装配误差的校验方式一般包括了使用块规、阶规、环规、直角规、标准球、电子式水平仪等，然而，上述任一校验方式往往只能校验一两项误差值，且价格昂贵，不符合经济性、方便性的要求。现有的数控机床装配误差检测装置主要有球杆仪、激光球杆(LBB)测量系统、3D激光跟踪球杆测量系统和基于激光干涉原理的新型球杆测量装置，其中，球杆仪由可伸缩的纤维杆和高精度位移传感器构成，但测量臂长受到限制，一般不小于50mm；激光球杆(LBB)测量系统，是基于双频激光干涉原理实现数控机床装配误差的测量，有较高的测量精度和较大的测量范围，但测量效率低；3D激光跟踪球杆测量系统，是基于激光直线位移测量原理，来实现对运动目标空间运动和定位精度的评定，其测量效率较高，但装置过于笨重，运动不灵活，且球铰链误差过大，会使测量精度受到较大影响；基于激光干涉原理的新型球杆测量装置，其测量效率较高，但装置中光学反射球和伸缩杆误差较大，会使测量精度受到较大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，提高了现有数控机床装配误差检测装置的测量精度。

本发明所采用的技术方案是，一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，包括依次连接的转接板、轴承和旋转基座，转接板上分别设置有光学测量管组件和气动测量管组件，光学测量管组件中设置有光学测量单元，气动测量管组件上设置有气动测量单元。

本发明的特点还在于，

旋转基座包括外筒，外筒中设置有旋转筒，旋转筒通过连接杆与轴承连接。

光学测量管组件包括由外向里套接在一起的第一光学测量管和第二光学测量管，第一光学测量管固定在转接板上。

光学测量单元包括设置在第二光学测量管中的第二透光玻璃，第二透光玻璃一侧设置有均位于第一光学测量管中且依次排列的第一透光玻璃、色散透镜和半反半透镜，第一光学测量管管壁上设置有针孔，针孔处且位于第一光学测量管外部设置有光电探测器，光电探测器依次连接有采集卡和计算机，第二透光玻璃、第一透光玻璃、色散透镜、半反半透镜、针孔和光电探测器的中心点均位于同一直线上，半反半透镜下方设置有LED白光光源，LED白光光源连接有光纤，且光纤从第一光学测量管中伸出。

第一光学测量管内壁上设置有第一减摩套，第一减摩套与针孔对应位置处设置有第一小孔。

气动测量管组件包括由外向里依次套接的第一气动测量管、第二气动测量管和第三气动测量管，第一气动测量管固定在转接板上，第三气动测量管通过随动杆与第二光学测量管连接。

气动测量单元包括分别固定在第一气动测量管和第二气动测量管侧壁、且分别与其内部连通的第一气管和第二气管，第一气管和第二气管分别与第一气动测量管和第二气动测量管内部连通，第三气动测量管末端设置有精密标准球。

第一气动测量管内壁设置有第二减摩套，第二减摩套上开设有与第一气管位置对应的第二小孔，第二气动测量管内壁设置有第三减摩套，第三减摩套上开设有与第二气管位置对应的第三小孔。

本发明的有益效果是：本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置结构简单、造价低，且操作简便、易用性好；利用计算机协同处理数据，实现了测量地自动化，经济和社会效益显著；气动测量管组件中各部件通过套接的方式增大了测量范围，同时结合光学测量管组件为数控机床的精度校验提供了有效的技术手段；依据LED光谱测量原理选用LED白光光源实现数控机床位移的测量，有效提高了测量精度；并且，可以在很短的时间之内求取多项误差的分量，大大节省了时间成本。

附图说明

图1是本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置的结构示意图；

图2是本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置中光学测量单元的结构示意图；

图3是本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置中光学测量管组件的结构示意图；

图4是本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置中气动测量管组件的结构示意图。

图中，1.转接板，2.轴承，3.外筒，4.旋转筒，5.连接杆，6.第一光学测量管，7.第二光学测量管，8.第二透光玻璃，9.第一透光玻璃，10.色散透镜，11.半反半透镜，12.针孔，13.光电探测器，14.LED白光光源，15.光纤，16.第一减摩套，17.第一小孔，18.第一气动测量管，19.第二气动测量管，20.第三气动测量管，21.随动杆，22.第一气管，23.第二气管，24.精密标准球，25.第二减摩套，26.第二小孔，27.第三减摩套，28.第三小孔，29.采集卡，30.计算机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，结构如图1所示，包括依次连接的转接板1、轴承2和旋转基座，旋转基座包括外筒3，外筒3中设置有旋转筒4，旋转筒4通过连接杆5与轴承2连接，转接板1上分别设置有光学测量管组件和气动测量管组件，光学测量管组件中设置有光学测量单元，气动测量管组件上设置有气动测量单元。

如图1所示，光学测量管组件包括由外向里套接在一起的第一光学测量管6和第二光学测量管7，第一光学测量管6固定在转接板1上。

如图2所示，光学测量单元包括设置在第二光学测量管7中的第二透光玻璃8，第二透光玻璃一侧设置有均位于第一光学测量管6中且依次排列的第一透光玻璃9、色散透镜10和半反半透镜11，第一光学测量管6管壁上设置有针孔12，针孔12处且位于第一光学测量管6外部设置有光电探测器13，光电探测器13依次连接有采集卡29和计算机30，第二透光玻璃8、第一透光玻璃9、色散透镜10、半反半透镜11、针孔12和光电探测器13的中心点均位于同一直线上，半反半透镜11下方设置有LED白光光源14，LED白光光源14连接有光纤15，且光纤15从第一光学测量管6中伸出。

如图3所示，第一光学测量管6内壁上设置有第一减摩套16，第一减摩套16与针孔12对应位置处设置有第一小孔17。

如图1所示，气动测量管组件包括由外向里依次套接的第一气动测量管18、第二气动测量管19和第三气动测量管20，第一气动测量管18固定在转接板1上，第三气动测量管20通过随动杆21与第二光学测量管7连接。

气动测量单元包括分别固定在第一气动测量管18和第二气动测量管19侧壁、且分别与其内部连通的第一气管22和第二气管23，第一气管22和第二气管23分别与第一气动测量管18和第二气动测量管19内部连通，第三气动测量管20末端设置有精密标准球24。

如图4所示，第一气动测量管18内壁设置有第二减摩套25，第二减摩套25上开设有与第一气管22位置对应的第二小孔26，第二气动测量管19内壁设置有第三减摩套27，第三减摩套27上开设有与第二气管23位置对应的第三小孔28。

本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置的主要部件其作用如下：

旋转基座的作用是通过旋转筒4在外筒3中旋转带动其他部件进行旋转，增大测量范围。

第一气管22作用是向第一气动测量管18充入或排出管内空气以驱动第二气动测量管19的运动。

第二气管23作用是向第二气动测量管19充入或排出管内空气以驱动第三气动测量管20的运动。

随动杆21的作用是保持光学测量管组件与气动测量管组件同步运动。

第一减摩套、第二减摩套和第三减摩套的作用均为减小各管件之间的摩擦。

精密标准球24是具有磁性的球状物，可以吸附在待检测的数控机床主轴端。

本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置的工作过程具体如下：

(1)首先利用校准规校准本发明的基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，得到光学测量管和气动测量管的初始长度。

(2)将本发明的基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置中的旋转基座固定于工作台上，精密标准球24吸附于数控机床主轴刀具端。

(3)打开LED白光光源14，使本发明的数控机床装配误差测量装置扫过的区域为一圆锥面，完成顺时针和逆时针各360度圆弧数据采集；

数据采集的过程具体为：

LED白光光源14发出的光线通过半反半透镜11到达色散透镜10，当光线照射到第一透光玻璃9与第二透光玻璃8后发生反射，并透过色散透镜10返回到半反半透镜11上；半反半透镜11将反射光汇聚到针孔12，针孔12使聚焦最好的反射光通过。当第一光学测量管6带动第一透光玻璃9移动时，就会在针孔12处获得不同波长的光，最后可由光电探测器13接收。

(4)当该测量装置对被测数控机床进行多站分时测量，光电探测器13得到被测刀具的信号后，该信号经采集卡29送入计算机30，由数据处理软件对原始数据依次进行数控机床主轴端点的位置提取，机床初始和发生变形之后状态的提取，对变形前后两种状态进行比较分析，最终获得被测机床主轴端的误差。

通过上述方式，本发明一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置，依据LED光谱测量原理选用LED白光光源实现数控机床位移的测量，有效提高了测量精度，并且，可以在很短的时间之内求取多项误差的分量，大大节省了时间成本；结构简单、造价低，且操作简便、易用性好；利用计算机协同处理数据，实现了测量地自动化，经济和社会效益显著；气动测量管组件中各部件通过套接的方式增大了测量范围，同时结合光学测量管组件为数控机床的精度校验提供了有效的技术手段。

一种基于LED光谱的新型数控机床装配误差测量装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。