大连理工大学刘阔获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于触发式测头的机床转摆台误差测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121715910B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610222842.4,技术领域涉及:B23Q17/00;该发明授权一种基于触发式测头的机床转摆台误差测量方法是由刘阔;张添奕;陆涛;韩宇;张振;王永青设计研发完成,并于2026-02-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于触发式测头的机床转摆台误差测量方法在说明书摘要公布了:本发明属于数控机床误差测量技术领域,公开了一种基于触发式测头的机床转摆台误差测量方法。首先,进行转摆台几何误差元素及运动学分析,建立转摆台几何误差模型;然后,采用接触式测头和标准球的工具组合,确定误差测量模式,在转摆台不同旋转角度下利用测头读数计算标准球球心坐标,并根据测量模式,在转摆台不同旋转角度下计算标准球球心三向位移偏差;最后,利用测量计算得到的球心坐标、三向位移偏差,结合几何误差模型,辨识得到五轴数控机床转摆台的全部20项几何误差。本发明所提出的误差测量方法可有效分离旋转轴位置无关的几何误差和位置相关的几何误差两类误差,且对测量工具安装精度要求低,测量模式简单,测量误差项数全。
本发明授权一种基于触发式测头的机床转摆台误差测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于触发式测头的机床转摆台误差测量方法,其特征在于,包含以下步骤: 步骤1、转摆台几何误差元素及运动学分析; 步骤2、确定误差测量模式,获取测点坐标; 在机床坐标系下,将测头安装在主轴刀柄上,标准球安装在五轴数控机床转摆台远离旋转轴中心处,使测头从不同方向接近五轴数控机床转摆台上的标准球球面,通过至少测量标准球球面上4个点确定标准球的球心坐标; 步骤2的具体实现过程如下: 根据步骤1中确定的变换矩阵,规划标准球的球心坐标的测量点数和位置; 步骤2.1、C旋转轴位置无关误差的测量点规划:保持A旋转轴处于零位,标准球的球心距离五轴数控机床转摆台的旋转轴面的安装高度为,测量标准球的球心初始位置坐标,控制C旋转轴转动,在0~360°范围内等间隔测量n次标准球的球心坐标; 步骤2.2、C旋转轴位置相关误差的测量点规划:在步骤2.1完成后,将A旋转轴、C旋转轴调至零位,两次调整标准球的初始安装位置,使其分别处于和,重复步骤2.1,得到关于C旋转轴转动的三组不同初始位置下的标准球的球心坐标; 步骤2.3、A旋转轴位置无关误差的测量点规划:保持C旋转轴处于零位,标准球的球心距离五轴数控机床转摆台的旋转轴面的安装高度为,测量标准球的球心初始位置坐标,控制A旋转轴转动,在-30~90°范围内等间隔测量m次标准球的球心坐标; 步骤2.4、A位置相关误差的测量点规划:在步骤2.3完成后,将A旋转轴、C旋转轴调至零位,两次调整标准球的初始安装位置,使其分别处于和,重复步骤2.3,得到关于A旋转轴转动的三组不同初始位置下的标准球的球心坐标; 步骤3、计算转摆台几何误差; 步骤3中,关于计算C旋转轴和A旋转轴的位置相关误差具体如下: 保持A旋转轴处于零位,则变换矩阵和均设为单位阵;保持C旋转轴处于零位,则变换矩阵和均设为单位阵;分别利用步骤2.2和步骤2.4得到的工件坐标系下的标准球的球心坐标,计算当标准球处于不同安装位置时各C旋转轴转角和A旋转轴转角下的理想坐标值;此处C旋转轴转角对应步骤2.1中对标准球的球心坐标进行等间隔测量时C旋转轴转动的角度,A旋转轴转角对应步骤2.3中对标准球的球心坐标进行等间隔测量时A旋转轴转动的角度;假设每组标准球的球心坐标第一个转角下对应的理想坐标值与测量值一致,则后续每个转角下的标准球的球心坐标的理想坐标值都根据步骤1中的实际变换矩阵得到;根据步骤1中标准球的球心坐标P在理想情况下和实际情况下的差值的计算方法分别得到关于C旋转轴在初始安装位置,,时的误差方程,联立误差方程,获得C旋转轴位置相关误差辨识方程组AE=B;A旋转轴在初始安装位置,,时的误差方程,联立误差方程,获得A旋转轴位置相关误差辨识方程组CF=D,其中, 其中,对应步骤2.1中对标准球的球心坐标进行等间隔测量时C旋转轴转动的角度,A对应步骤2.3中对标准球的球心坐标进行等间隔测量时A旋转轴转动的角度,C旋转轴在X、Y、Z三个方向的位置偏差为、、,C旋转轴绕X、Y、Z三个方向的角度偏差为、、,A旋转轴在X、Y、Z三个方向的位置偏差为、、,A旋转轴绕X、Y、Z三个方向的角度偏差为、、,与理想坐标值的差值为、、,与理想坐标值的差值为与理想坐标值的差值为与理想坐标值的差值为与理想坐标值的差值为,与理想坐标值的差值为、、。
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