专利名称：旋转轴误差补偿系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工具机旋转轴的水平测量技术领域，具体而言指一种高精度的旋转轴误差补偿系统，以快速、且准确的进行旋转角度误差校正，从而提高加工合格率。
背景技术：
近年来随科技产业的发展，不论是在精密机械、半导体产业、微(纳)米科技都朝微小化、精密化与纳米级的方向前进，因此用于这些产业的各种工具机、产业机械、测量仪器的精度要求也越来越高，而这类工具机各旋转轴、平台的移动定位、旋转角度、水平度及垂直度的精度高低，也直接影响到后续加工与测量作业的合格率；为此，目前各类工具机中针对其各种运动平台、旋转轴的定位、角度、水平或垂直 等特性的测量与校正的设备与方法越来越多，且测量或校正的精度要求也越来越高。而以其中有关主轴、旋转平台等旋转轴的旋转角度测量为例，受到测量仪器不易架设在主轴上及无法自动测量的限制，而须个别进行测量，但由于每次重新量取的实际测量行程并无法与前次行程相同，多次测量也产生误差，再者测量耗时而且增加测量不确定度，更重要地，实际作测量校正时所需的时间更长，一般操作人员要熟悉相当多不同仪器架设及操作是件困难的事，而造成测量耗时，且影响到整体的精度与稳定性。换言之，如能发展易于架构、且可自动测量的水平测量装置，将可提供旋转轴旋转角度的精密，而对后续校正及加工的精度与合格率有莫大助益。
发明内容本实用新型的目的即在于提供一种旋转轴误差补偿系统，以能以快速、且准确的进行旋转角度测量，从而提高后续校正的准确性及加工合格率，同时提高其测量作业效率。本实用新型的次一目的在于提供一种旋转轴误差补偿系统，其具有易于架构的效，能直接进行安装，无须繁复的安装及对位工作。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种旋转轴误差补偿系统，其特征在于，包括一旋转轴，用于接受参数，并以多个测距点作正向循序旋转；一分度器，设置于旋转轴上且同轴线反向旋转，在接受参数同时反向循序旋转多个测距点的相等角度，以输出测量多个测距点的多个角度资料；一倾斜感测器，固定于分度器，其具有一标准零点，根据所述分度器所输出的多个角度资料，逐次与标准零点分析角度误差，以逐次取得多个测距点的多个角度偏移值；一控制器，用于输出参数，并根据倾斜感测器所求得的角度偏移值，用来补偿旋转轴上的多个测距点的角度偏差值。所述分度器以角倍率方式来测量旋转轴上的多个测距点的角度。所述分度器测量旋转轴正向运动与反向运动的多个测距点的多个角度资料，而所述倾斜感测器用来测量多个测距点上的各个角度误差值，以由控制器对比分度器的多个角度资料与倾斜感测器的各个角度误差值，以求得多个测距点的角度偏移值。与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于I、结构精简本实用新型旋转轴误差补偿系统，仅需在一固定座上组设一倾斜感测器及一分度器，且通过信号线直接连接至控制器，即可在旋转轴作动时，通过自动的方式自行判断回馈至控制器，而对所述旋转轴进行水平测量校正，有效地提供一结构精简的旋转轴误差补偿系统。2、方便测量本实用新型的旋转轴误差补偿系统架构简单，且可由控制器自动执行，使每次重新量取的实际测量行程相同，不仅不致产生测量耗时与不确定的问题，一般操作人员即可进行测量，操作上极为方便。3、测量精度高本实用新型的旋转轴误差补偿系统直接架设于旋转轴上，并通过其内部的倾斜感测器检知偏移值的误差，并通过控制器自动执行，且逐步测量并将误差值回馈形成补偿，如此循环测量，即可迅速、且准确的取得正确补偿值，而能进一步提高其测 量的精度。4.本实用新型的旋转轴误差补偿系统，其具有易于架构的效，能直接进行安装，无须繁复的安装及对位工作。
图I为本实用新型旋转轴误差补偿系统的系统示意图；图2为倾斜感测器设置于壳体与基座的示意图；图3为所述基座的不意图；图4为所述旋转轴误差补偿系统的流程图；图5为所述旋转轴准备正向循序旋转的前视图；图6为所述旋转轴正向循序旋转的动作图；图7为所述分度器反向循序旋转的动作图；图8为所述分度器反向旋转到倾斜感测器的标准零点的前视图。附图标记说明1旋转轴；2分度器；3倾斜感测器；31壳体；32基座；33渐缩部；34分隔槽；35调整部；36调整螺栓；4控制器。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型所提供的旋转轴误差补偿系统，主要包括有一旋转轴I、一分度器2、一倾斜感测器3 (见图2)以及一控制器4所构成。所述旋转轴I (axis of rotation)用于接受参数,并以多个测距点作正向循序旋转；所述分度器2 (protractor)设置于旋转轴I上且同轴线(coaxial)反向旋转,在接受参数同时反向循序旋转多个测距点的相等角度，以输出测量多个测距点的多个角度资料；所述倾斜感测器3固定于分度器2，其具有一标准零点(normal zero)，根据所述分度器2所输出的多个角度资料，逐次与标准零点分析角度误差，以逐次取得多个测距点的多个角度偏移值；[0033]所述控制器4用于输出参数，并根据倾斜感测器3所求得的角度偏移值，用来补偿旋转轴I上的多个测距点的角度偏差值(amount of deflection)。所述分度器2以固定端锁设于工具机的主轴或转盘的旋转轴I上，次的，所述倾斜感测器3以一壳体31固设于分度器2的转动端，所述分度器2与所述倾斜感测器3并可连接工具机的控制器4，供倾斜感测器3重复测量的角度偏移值传输至控制器4，以求得所述旋转轴I的多个测距点的角度偏差值。而关于本实用新型旋转轴误差补偿系统的详细构成，请进一步参阅图2与图3所揭示者，所述倾斜感测器3的壳体31具有一可供选择性锁掣于前述分度器2的基座32，且基座32上形成有一具有渐缩部33的分隔槽34，使基座32中利用所述分隔槽34形成一端部可微调的调整部35，又基座32上设有至少一连结基座32的调整螺栓36，供利用调整螺栓36来微调调整部35的位置；又基座32上覆设有一壳体31，以保护基座32上的倾斜感测器3，再者壳体31上设有一信号线，所述信号线并可令倾斜感测器3与前述控制器4连线，供将倾斜感测器3将测量到的多个角度偏移值传递至控制器4 ;如此，组构成一可快速、 且精度高的旋转轴误差补偿系统。至于本实用新型旋转轴误差补偿系统，则请参阅图4所示，所述测量方法至少包含有一安装分度器步骤、一倾斜感测器零点移位步骤、一设定旋转轴的测距点步骤、一设定分度器的测距点步骤、一旋转轴正向循序旋转步骤、一倾斜感测器范围判断步骤、一分度器反向循序旋转步骤、一倾斜感测器取得角度偏移值步骤、一行程判断步骤及一控制器补偿步骤，以求得所述旋转轴I的原位补偿值；其特征在于，步骤f步骤4为人工安装程序，而步骤5 步骤11为控制器4输出参数程式自动执行测量程序。步骤I，所述安装分度器步骤，将所述分度器2直接架设于工具机欲测量的旋转轴I上，如安装于主轴或旋转工作台，且所述分度器2的旋转轴I线与旋转轴I的中心线为同轴线；步骤2，所述倾斜感测器零点移位步骤，在完成分度器2的架设后，以人工方式将倾斜感测器3以标准零点(或一基准水平面(datum water level))做为分度器2校正标准。步骤3，所述设定旋转轴的测距点步骤，在完成角度调整后，以人工方式对控制器4进行旋转轴I多个测距点的多个角度的行程参数设定；步骤4，所述设定分度器的测距点步骤，完成旋转轴I的多个角度的行程参数设定后，以人工方式设定分度器2多个测距点的反向旋转角度，以供控制器4准备开始记录多个测距点的每次旋转角度的偏移值；步骤5，所述旋转轴正向循序旋转步骤，如图5与图6所示，在完成前述人工安装的程序后，通过控制器4自动执行输出参数至旋转轴1，使工具机的旋转轴I依设定的行程进行多个测距点作正向旋转角度；步骤6，所述倾斜感测器范围判断步骤，为控制器4判断倾斜感测器3是否超出测量范围，如未超出测量范围，则重新进行步骤6判断流程。反的如已超出测量范围则进行步骤7 ;步骤7，所述分度器反向循序旋转步骤，在控制器4判断倾斜感测器3超出测量范围后，则令分度器2依行程反向旋转角度多个测距点的角度，以输出测量多个测距点的多个角度资料，如图7与图8所示；步骤8，所述倾斜感测器取得角度偏移值步骤，在完成分度器2的反向旋转角度后，根据所述分度器2所输出的多个角度资料，逐次与标准零点分析角度误差，以逐次取得多个测距点的多个角度偏移值，以表示所述旋转轴I和分度器2的角度差关系；接续，回到步骤5让旋转轴I进行下一个测距点作正向旋转角度；如，旋转轴I全部测距点完成旋转，则进行步骤9动作；步骤9，所述行程判断步骤，在倾斜感测器3取得角度偏移值步骤后，进行是否完成行程，如尚未完成测量行程，则回到旋转轴I正向循序旋转步骤，并依序进行前述测量流程。如已完成测量行程，则进行步骤10;步骤10，所述控制器补偿步骤，在完成整个测量行程后，则逐次取得多个测距点的多个角度偏移值输出，并由控制器4补偿旋转轴I上的多个测距点的角度偏差值。步骤11，通过前述的设计，让本实用新型可完成整个工具机的旋转轴I的水平测·量，使其偏移值可经控制器4计算产生补偿，使工具机的旋转轴I可在加工前获得正确的补偿，大幅提高其精度，如此不仅具有快速测量的效，更可增进后续加工的合格率。本实用新型所提供的旋转轴误差补偿系统，其他现有技术相互比较时，更具有下列的优点I、结构精简本实用新型旋转轴误差补偿系统，仅需在一固定座上组设一倾斜感测器及一分度器，且通过信号线直接连接至控制器，即可在旋转轴作动时，通过自动的方式自行判断回馈至控制器，而对所述旋转轴进行水平测量校正，有效地提供一结构精简的旋转轴误差补偿系统。2、方便测量本实用新型的旋转轴误差补偿系统架构简单，且可由控制器自动执行，使每次重新量取的实际测量行程相同，不仅不致产生测量耗时与不确定的问题，一般操作人员即可进行测量，操作上极为方便。3、测量精度高本实用新型的旋转轴误差补偿系统直接架设于旋转轴上，并通过其内部的倾斜感测器检知偏移值的误差，并通过控制器自动执行，且逐步测量并将误差值回馈形成补偿，如此循环测量，即可迅速、且准确的取得正确补偿值，而能进一步提高其测量的精度。4.本实用新型的旋转轴误差补偿系统，其具有易于架构的效，能直接进行安装，无须繁复的安装及对位工作。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种旋转轴误差补偿系统，其特征在于，包括 一旋转轴，用于接受参数，并以多个测距点作正向循序旋转； 一分度器，设置于旋转轴上且同轴线反向旋转，在接受参数同时反向循序旋转多个测距点的相等角度，以输出测量多个测距点的多个角度资料； 一倾斜感测器，固定于分度器，其具有一标准零点，根据所述分度器所输出的多个角度资料，逐次与标准零点分析角度误差，以逐次取得多个测距点的多个角度偏移值； 一控制器，用于输出参数，并根据倾斜感测器所求得的角度偏移值，用来补偿旋转轴上的多个测距点的角度偏差值。
2.如权利要求I所述的旋转轴误差补偿系统，其特征在于，所述分度器以角倍率方式来测量旋转轴上的多个测距点的角度。
3.如权利要求I所述的旋转轴误差补偿系统，其特征在于，所述分度器测量旋转轴正向运动与反向运动的多个测距点的多个角度资料，而所述倾斜感测器用来测量多个测距点上的各个角度误差值，以由控制器对比分度器的多个角度资料与倾斜感测器的各个角度误差值，以求得多个测距点的角度偏移值。
专利摘要本实用新型是一种旋转轴误差补偿系统，主要为由一旋转轴为接受参数，并以多个测距点作正向循序旋转；一分度器设置于旋转轴上且同轴线反向旋转，在接受参数同时反向循序旋转多个测距点的相等角度，以输出测量多个测距点的多个角度资料；一倾斜感测器固定于分度器，其具有一标准零点，根据所述分度器所输出的多个角度资料，逐次与标准零点分析角度误差，以逐次取得多个测距点的多个角度偏移值；一控制器为供输出参数，并根据前述倾斜感测器所求得的各个测距点的角度偏移值，用来补偿旋转轴上的多个测距点的角度偏差值；所述参数是每一个或多个命令旋转位置，且所述分度器的参数是根据在一个实际的旋转位置精确测量旋转位置给定的命令。
文档编号G01B21/22GK202734806SQ201220389018
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者柯佩岑 申请人:柯佩岑
专业数控铣床产品供应商
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