專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工具機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的水平測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言指一種高精度的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，以快速、且準(zhǔn)確的進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度誤差校正，從而提高加工合格率。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不論是在精密機(jī)械、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、微(納)米科技都朝微小化、精密化與納米級(jí)的方向前進(jìn)，因此用于這些產(chǎn)業(yè)的各種工具機(jī)、產(chǎn)業(yè)機(jī)械、測(cè)量?jī)x器的精度要求也越來(lái)越高，而這類(lèi)工具機(jī)各旋轉(zhuǎn)軸、平臺(tái)的移動(dòng)定位、旋轉(zhuǎn)角度、水平度及垂直度的精度高低，也直接影響到后續(xù)加工與測(cè)量作業(yè)的合格率；為此，目前各類(lèi)工具機(jī)中針對(duì)其各種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)軸的定位、角度、水平或垂直 等特性的測(cè)量與校正的設(shè)備與方法越來(lái)越多，且測(cè)量或校正的精度要求也越來(lái)越高。而以其中有關(guān)主軸、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)等旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量為例，受到測(cè)量?jī)x器不易架設(shè)在主軸上及無(wú)法自動(dòng)測(cè)量的限制，而須個(gè)別進(jìn)行測(cè)量，但由于每次重新量取的實(shí)際測(cè)量行程并無(wú)法與前次行程相同，多次測(cè)量也產(chǎn)生誤差，再者測(cè)量耗時(shí)而且增加測(cè)量不確定度，更重要地，實(shí)際作測(cè)量校正時(shí)所需的時(shí)間更長(zhǎng)，一般操作人員要熟悉相當(dāng)多不同儀器架設(shè)及操作是件困難的事，而造成測(cè)量耗時(shí)，且影響到整體的精度與穩(wěn)定性。換言之，如能發(fā)展易于架構(gòu)、且可自動(dòng)測(cè)量的水平測(cè)量裝置，將可提供旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度的精密，而對(duì)后續(xù)校正及加工的精度與合格率有莫大助益。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即在于提供一種旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，以能以快速、且準(zhǔn)確的進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量，從而提高后續(xù)校正的準(zhǔn)確性及加工合格率，同時(shí)提高其測(cè)量作業(yè)效率。本實(shí)用新型的次一目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其具有易于架構(gòu)的效，能直接進(jìn)行安裝，無(wú)須繁復(fù)的安裝及對(duì)位工作。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括一旋轉(zhuǎn)軸，用于接受參數(shù)，并以多個(gè)測(cè)距點(diǎn)作正向循序旋轉(zhuǎn)；一分度器，設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸上且同軸線(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)，在接受參數(shù)同時(shí)反向循序旋轉(zhuǎn)多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的相等角度，以輸出測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料；一傾斜感測(cè)器，固定于分度器，其具有一標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)，根據(jù)所述分度器所輸出的多個(gè)角度資料，逐次與標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)分析角度誤差，以逐次取得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度偏移值；一控制器，用于輸出參數(shù)，并根據(jù)傾斜感測(cè)器所求得的角度偏移值，用來(lái)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏差值。所述分度器以角倍率方式來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度。所述分度器測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸正向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料，而所述傾斜感測(cè)器用來(lái)測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)上的各個(gè)角度誤差值，以由控制器對(duì)比分度器的多個(gè)角度資料與傾斜感測(cè)器的各個(gè)角度誤差值，以求得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏移值。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)在于I、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，僅需在一固定座上組設(shè)一傾斜感測(cè)器及一分度器，且通過(guò)信號(hào)線(xiàn)直接連接至控制器，即可在旋轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)，通過(guò)自動(dòng)的方式自行判斷回饋至控制器，而對(duì)所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行水平測(cè)量校正，有效地提供一結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。2、方便測(cè)量本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，且可由控制器自動(dòng)執(zhí)行，使每次重新量取的實(shí)際測(cè)量行程相同，不僅不致產(chǎn)生測(cè)量耗時(shí)與不確定的問(wèn)題，一般操作人員即可進(jìn)行測(cè)量，操作上極為方便。3、測(cè)量精度高本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)直接架設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸上，并通過(guò)其內(nèi)部的傾斜感測(cè)器檢知偏移值的誤差，并通過(guò)控制器自動(dòng)執(zhí)行，且逐步測(cè)量并將誤差值回饋形成補(bǔ)償，如此循環(huán)測(cè)量，即可迅速、且準(zhǔn)確的取得正確補(bǔ)償值，而能進(jìn)一步提高其測(cè) 量的精度。4.本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其具有易于架構(gòu)的效，能直接進(jìn)行安裝，無(wú)須繁復(fù)的安裝及對(duì)位工作。

圖I為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；圖2為傾斜感測(cè)器設(shè)置于殼體與基座的示意圖；圖3為所述基座的不意圖；圖4為所述旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的流程圖；圖5為所述旋轉(zhuǎn)軸準(zhǔn)備正向循序旋轉(zhuǎn)的前視圖；圖6為所述旋轉(zhuǎn)軸正向循序旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作圖；圖7為所述分度器反向循序旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作圖；圖8為所述分度器反向旋轉(zhuǎn)到傾斜感測(cè)器的標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)的前視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1旋轉(zhuǎn)軸；2分度器；3傾斜感測(cè)器；31殼體；32基座；33漸縮部；34分隔槽；35調(diào)整部；36調(diào)整螺栓；4控制器。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型所提供的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，主要包括有一旋轉(zhuǎn)軸I、一分度器2、一傾斜感測(cè)器3 (見(jiàn)圖2)以及一控制器4所構(gòu)成。所述旋轉(zhuǎn)軸I (axis of rotation)用于接受參數(shù),并以多個(gè)測(cè)距點(diǎn)作正向循序旋轉(zhuǎn)；所述分度器2 (protractor)設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸I上且同軸線(xiàn)(coaxial)反向旋轉(zhuǎn),在接受參數(shù)同時(shí)反向循序旋轉(zhuǎn)多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的相等角度，以輸出測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料；所述傾斜感測(cè)器3固定于分度器2，其具有一標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)(normal zero)，根據(jù)所述分度器2所輸出的多個(gè)角度資料，逐次與標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)分析角度誤差，以逐次取得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度偏移值；[0033]所述控制器4用于輸出參數(shù)，并根據(jù)傾斜感測(cè)器3所求得的角度偏移值，用來(lái)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸I上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏差值(amount of deflection)。所述分度器2以固定端鎖設(shè)于工具機(jī)的主軸或轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)軸I上，次的，所述傾斜感測(cè)器3以一殼體31固設(shè)于分度器2的轉(zhuǎn)動(dòng)端，所述分度器2與所述傾斜感測(cè)器3并可連接工具機(jī)的控制器4，供傾斜感測(cè)器3重復(fù)測(cè)量的角度偏移值傳輸至控制器4，以求得所述旋轉(zhuǎn)軸I的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏差值。而關(guān)于本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的詳細(xì)構(gòu)成，請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖2與圖3所揭示者，所述傾斜感測(cè)器3的殼體31具有一可供選擇性鎖掣于前述分度器2的基座32，且基座32上形成有一具有漸縮部33的分隔槽34，使基座32中利用所述分隔槽34形成一端部可微調(diào)的調(diào)整部35，又基座32上設(shè)有至少一連結(jié)基座32的調(diào)整螺栓36，供利用調(diào)整螺栓36來(lái)微調(diào)調(diào)整部35的位置；又基座32上覆設(shè)有一殼體31，以保護(hù)基座32上的傾斜感測(cè)器3，再者殼體31上設(shè)有一信號(hào)線(xiàn)，所述信號(hào)線(xiàn)并可令傾斜感測(cè)器3與前述控制器4連線(xiàn)，供將傾斜感測(cè)器3將測(cè)量到的多個(gè)角度偏移值傳遞至控制器4 ;如此，組構(gòu)成一可快速、 且精度高的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。至于本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，則請(qǐng)參閱圖4所示，所述測(cè)量方法至少包含有一安裝分度器步驟、一傾斜感測(cè)器零點(diǎn)移位步驟、一設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)距點(diǎn)步驟、一設(shè)定分度器的測(cè)距點(diǎn)步驟、一旋轉(zhuǎn)軸正向循序旋轉(zhuǎn)步驟、一傾斜感測(cè)器范圍判斷步驟、一分度器反向循序旋轉(zhuǎn)步驟、一傾斜感測(cè)器取得角度偏移值步驟、一行程判斷步驟及一控制器補(bǔ)償步驟，以求得所述旋轉(zhuǎn)軸I的原位補(bǔ)償值；其特征在于，步驟f步驟4為人工安裝程序，而步驟5 步驟11為控制器4輸出參數(shù)程式自動(dòng)執(zhí)行測(cè)量程序。步驟I，所述安裝分度器步驟，將所述分度器2直接架設(shè)于工具機(jī)欲測(cè)量的旋轉(zhuǎn)軸I上，如安裝于主軸或旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，且所述分度器2的旋轉(zhuǎn)軸I線(xiàn)與旋轉(zhuǎn)軸I的中心線(xiàn)為同軸線(xiàn)；步驟2，所述傾斜感測(cè)器零點(diǎn)移位步驟，在完成分度器2的架設(shè)后，以人工方式將傾斜感測(cè)器3以標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)(或一基準(zhǔn)水平面(datum water level))做為分度器2校正標(biāo)準(zhǔn)。步驟3，所述設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)距點(diǎn)步驟，在完成角度調(diào)整后，以人工方式對(duì)控制器4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸I多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度的行程參數(shù)設(shè)定；步驟4，所述設(shè)定分度器的測(cè)距點(diǎn)步驟，完成旋轉(zhuǎn)軸I的多個(gè)角度的行程參數(shù)設(shè)定后，以人工方式設(shè)定分度器2多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的反向旋轉(zhuǎn)角度，以供控制器4準(zhǔn)備開(kāi)始記錄多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的每次旋轉(zhuǎn)角度的偏移值；步驟5，所述旋轉(zhuǎn)軸正向循序旋轉(zhuǎn)步驟，如圖5與圖6所示，在完成前述人工安裝的程序后，通過(guò)控制器4自動(dòng)執(zhí)行輸出參數(shù)至旋轉(zhuǎn)軸1，使工具機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸I依設(shè)定的行程進(jìn)行多個(gè)測(cè)距點(diǎn)作正向旋轉(zhuǎn)角度；步驟6，所述傾斜感測(cè)器范圍判斷步驟，為控制器4判斷傾斜感測(cè)器3是否超出測(cè)量范圍，如未超出測(cè)量范圍，則重新進(jìn)行步驟6判斷流程。反的如已超出測(cè)量范圍則進(jìn)行步驟7 ;步驟7，所述分度器反向循序旋轉(zhuǎn)步驟，在控制器4判斷傾斜感測(cè)器3超出測(cè)量范圍后，則令分度器2依行程反向旋轉(zhuǎn)角度多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度，以輸出測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料，如圖7與圖8所示；步驟8，所述傾斜感測(cè)器取得角度偏移值步驟，在完成分度器2的反向旋轉(zhuǎn)角度后，根據(jù)所述分度器2所輸出的多個(gè)角度資料，逐次與標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)分析角度誤差，以逐次取得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度偏移值，以表示所述旋轉(zhuǎn)軸I和分度器2的角度差關(guān)系；接續(xù)，回到步驟5讓旋轉(zhuǎn)軸I進(jìn)行下一個(gè)測(cè)距點(diǎn)作正向旋轉(zhuǎn)角度；如，旋轉(zhuǎn)軸I全部測(cè)距點(diǎn)完成旋轉(zhuǎn)，則進(jìn)行步驟9動(dòng)作；步驟9，所述行程判斷步驟，在傾斜感測(cè)器3取得角度偏移值步驟后，進(jìn)行是否完成行程，如尚未完成測(cè)量行程，則回到旋轉(zhuǎn)軸I正向循序旋轉(zhuǎn)步驟，并依序進(jìn)行前述測(cè)量流程。如已完成測(cè)量行程，則進(jìn)行步驟10;步驟10，所述控制器補(bǔ)償步驟，在完成整個(gè)測(cè)量行程后，則逐次取得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度偏移值輸出，并由控制器4補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸I上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏差值。步驟11，通過(guò)前述的設(shè)計(jì)，讓本實(shí)用新型可完成整個(gè)工具機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸I的水平測(cè)·量，使其偏移值可經(jīng)控制器4計(jì)算產(chǎn)生補(bǔ)償，使工具機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸I可在加工前獲得正確的補(bǔ)償，大幅提高其精度，如此不僅具有快速測(cè)量的效，更可增進(jìn)后續(xù)加工的合格率。本實(shí)用新型所提供的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其他現(xiàn)有技術(shù)相互比較時(shí)，更具有下列的優(yōu)點(diǎn)I、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，僅需在一固定座上組設(shè)一傾斜感測(cè)器及一分度器，且通過(guò)信號(hào)線(xiàn)直接連接至控制器，即可在旋轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)，通過(guò)自動(dòng)的方式自行判斷回饋至控制器，而對(duì)所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行水平測(cè)量校正，有效地提供一結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。2、方便測(cè)量本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，且可由控制器自動(dòng)執(zhí)行，使每次重新量取的實(shí)際測(cè)量行程相同，不僅不致產(chǎn)生測(cè)量耗時(shí)與不確定的問(wèn)題，一般操作人員即可進(jìn)行測(cè)量，操作上極為方便。3、測(cè)量精度高本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)直接架設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸上，并通過(guò)其內(nèi)部的傾斜感測(cè)器檢知偏移值的誤差，并通過(guò)控制器自動(dòng)執(zhí)行，且逐步測(cè)量并將誤差值回饋形成補(bǔ)償，如此循環(huán)測(cè)量，即可迅速、且準(zhǔn)確的取得正確補(bǔ)償值，而能進(jìn)一步提高其測(cè)量的精度。4.本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其具有易于架構(gòu)的效，能直接進(jìn)行安裝，無(wú)須繁復(fù)的安裝及對(duì)位工作。以上說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括 一旋轉(zhuǎn)軸，用于接受參數(shù)，并以多個(gè)測(cè)距點(diǎn)作正向循序旋轉(zhuǎn)； 一分度器，設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸上且同軸線(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)，在接受參數(shù)同時(shí)反向循序旋轉(zhuǎn)多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的相等角度，以輸出測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料； 一傾斜感測(cè)器，固定于分度器，其具有一標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)，根據(jù)所述分度器所輸出的多個(gè)角度資料，逐次與標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)分析角度誤差，以逐次取得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度偏移值； 一控制器，用于輸出參數(shù)，并根據(jù)傾斜感測(cè)器所求得的角度偏移值，用來(lái)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏差值。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述分度器以角倍率方式來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度。
3.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述分度器測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸正向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料，而所述傾斜感測(cè)器用來(lái)測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)上的各個(gè)角度誤差值，以由控制器對(duì)比分度器的多個(gè)角度資料與傾斜感測(cè)器的各個(gè)角度誤差值，以求得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏移值。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種旋轉(zhuǎn)軸誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，主要為由一旋轉(zhuǎn)軸為接受參數(shù)，并以多個(gè)測(cè)距點(diǎn)作正向循序旋轉(zhuǎn)；一分度器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸上且同軸線(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)，在接受參數(shù)同時(shí)反向循序旋轉(zhuǎn)多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的相等角度，以輸出測(cè)量多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度資料；一傾斜感測(cè)器固定于分度器，其具有一標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)，根據(jù)所述分度器所輸出的多個(gè)角度資料，逐次與標(biāo)準(zhǔn)零點(diǎn)分析角度誤差，以逐次取得多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的多個(gè)角度偏移值；一控制器為供輸出參數(shù)，并根據(jù)前述傾斜感測(cè)器所求得的各個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏移值，用來(lái)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸上的多個(gè)測(cè)距點(diǎn)的角度偏差值；所述參數(shù)是每一個(gè)或多個(gè)命令旋轉(zhuǎn)位置，且所述分度器的參數(shù)是根據(jù)在一個(gè)實(shí)際的旋轉(zhuǎn)位置精確測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置給定的命令。
文檔編號(hào)G01B21/22GK202734806SQ201220389018
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者柯佩岑 申請(qǐng)人:柯佩岑