本实用新型涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种基于多轴陀螺仪的数控机床误差检测装置。
背景技术：
现在多轴机床高精度检测主要是依靠激光干涉仪和球杆仪。激光干涉仪一般可能存在以下缺陷：1.使用激光干涉仪时，不能有效进行大范围精度检测和加工时精度实时检测；2.在实际运用过程中，调节激光干涉仪的难度较高，效率较低；3.受限于空间场地要求，激光干涉仪占地面积较大；4仪器测量费用较高。
球杆仪一般可能存在以下缺陷：1.球杆仪的采集精度较低；2.球杆仪辩识范围小，若想大范围辩识需进行多次，且无法对各点实时检测与补偿；3.其测量误差为相对测量方式，测试精度依赖于球杆仪与机械装配关系。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于多轴陀螺仪的数控机床误差检测装置。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于多轴陀螺仪的数控机床误差检测装置，包括机床工作台、主轴箱、立柱、数控机床摇篮、数控机床摇篮左臂、数控机床摇篮右臂、加工卡盘以及机床主轴，所述立柱通过滑轨与主轴箱连接，所述机床主轴安装在所述主轴箱内，所述机床工作台的中间开有矩阵排布的若干个圆形槽，所述数控机床摇篮安装在所述机床工作台上，数控机床摇篮左臂和数控机床摇篮右臂分别固定在数控机床摇篮的两端，其特征在于：还包括第一多轴陀螺仪、第二多轴陀螺仪、第三多轴陀螺仪、第四多轴陀螺仪以及第五多轴陀螺仪；所述第一多轴陀螺仪安装在所述圆形槽内，所述第二多轴陀螺仪、第三多轴陀螺仪分别安装在所述数控机床摇篮左臂和数控机床摇篮右臂上，所述第四多轴陀螺仪安装在所述加工卡盘的底部一侧，所述第五多轴陀螺仪安装在所述机床主轴上端。
本实用新型的有益效果是:此装置通过主轴上的陀螺仪与工作台上的陀螺仪进行测算，确定两者的相对姿态，通过改变机床摇篮和加工卡盘的位置，来保证主轴与加工工件位置的准确性，减少机床因加工年限的增长而造成的机械部件上精度的降低，通过不同位置的陀螺仪矢量位置的采集，再经过一定的算法来实时定位机床误差，便于后续将误差补偿进数控机床，从而提高机床工作台实时使用精度，利于后期进行实施补偿分析。
附图说明
图1为本实用新型的立体图；
图2为本实用新型中数第二陀螺仪和第三陀螺仪安装位置图；
图3为本实用新型中第四陀螺仪安装位置图；
图4为本实用新型中第五陀螺仪安装位置图；
图5为主轴陀螺仪与工作台上的第一陀螺仪位置关系图。
具体实施方式
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器或特征与其他器或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器被倒置，则描述为“在其他器或构造上方”或“在其他器或构造之上”的器之后将被定位为“在其他器或构造下方”或“在其他器或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1-图4所示，一种基于多轴陀螺仪的数控机床误差检测装置，包括主轴箱1、机床主轴2、加工卡盘3、圆形槽4、工作台5、滑鞍6、加工工件7、立柱8。所述立柱通过滑轨与主轴箱连接，保证运行的平稳性；所述圆形槽在工作台上矩阵式排布，在保证结构稳定性的同时，可确定第一陀螺仪的精确安装位置；所述加工卡盘固定在工作台上，数控机床摇篮为摇篮式，其左右臂安装有第二陀螺仪9和第三陀螺仪10，加工卡盘的下端装有位置确定的第四多轴陀螺仪11，可跟随加工工件来旋转，通过b、c轴的陀螺仪位置的改变来保证工件与主轴相对姿态的精准，提高加工精度；所述主轴上安装有第五多轴陀螺仪12，通过与工作台上圆形槽中多个陀螺仪进行不同组合方式的验算，从而确定机床运动时各点位置的精度误差，将之实时补入机床，来调整工作台卡盘工件与主轴的相对位置来保证机床加工运动精度。便于后期进行实施补偿分析。
优选地，工作台上有矩阵式排布的陀螺仪，可以进行不同点主轴与工作台的相对姿态检测，检测多点的相对误差范围，从而进行补偿。
优选地，使用多轴陀螺仪与机床数控系统相互关联，可以实时检测并将误差量进行补偿，机床精度大大提高。此装置测量过程为相对姿态检测，可有效保持主轴与工作台的相对姿态关系，避免因长时间使用导致的机械误差精度的不可调。
优选地开安装槽采用圆形槽结构，在保证陀螺仪正确安装的前提下，使结构更加稳定，减小因应力集中而导致的变形，从而使机床机械误差增大。
优选地，可直接在机床生产时使用来提升机床精度，同时相对其他提高机床精度的方式，价格相对低廉，泛用程度更高。
装置的调整原理；
将仪器按上述步骤组装完毕，安装前保证工作台圆形槽位置的正确性，且安装结构稳定无损伤，同时在保证仪器的紧密程度较高的条件下，使多轴陀螺仪的位置与工作台位置平行，保证机床出场精度。
装置安装完毕后，初始化陀螺仪，找正多轴陀螺仪空间矢量位置中心，标定各点初始空间姿态，并作为标定基准。各点基准找正后，即可进行精度测量，在过程中可能因装置紧密程度未达到或陀螺仪安装工艺不对，出现精度误差，为避免此结果出现，在出厂时精度的验证，如加工出工件误差不超过0.5°，即测量结果正确，如超过误差范围，则重新检查装置安装的正确性，查找原因解决后并重新检测，如此反复，保证机床精度。
本发明首先在产品外形、产品功能、安全性等多方面进行考虑，达到能满足教师易于操作讲授、学生易于观察学习、可以满足多轴机床的几何精度和运动精度的测量，为进行差值补偿做出量化准备。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
1.一种基于多轴陀螺仪的数控机床误差检测装置，包括机床工作台、主轴箱、立柱、数控机床摇篮、数控机床摇篮左臂、数控机床摇篮右臂、加工卡盘以及机床主轴，所述立柱通过滑轨与主轴箱连接，所述机床主轴安装在所述主轴箱内，所述机床工作台的中间开有矩阵排布的若干个圆形槽，所述数控机床摇篮安装在所述机床工作台上，数控机床摇篮左臂和数控机床摇篮右臂分别固定在数控机床摇篮的两端，其特征在于：还包括第一多轴陀螺仪、第二多轴陀螺仪、第三多轴陀螺仪、第四多轴陀螺仪以及第五多轴陀螺仪；所述第一多轴陀螺仪安装在所述圆形槽内，所述第二多轴陀螺仪、第三多轴陀螺仪分别安装在所述数控机床摇篮左臂和数控机床摇篮右臂上，所述第四多轴陀螺仪安装在所述加工卡盘的底部一侧，所述第五多轴陀螺仪安装在所述机床主轴上端。
技术总结