1.一种超精密抛光机床坐标原点标定块,其特征在于,标定块本体(1)为圆柱体,标定块本体(1)上部侧面设有两个对称的凹槽Ⅰ(2)和凹槽Ⅱ(3),标定块本体(1)下部设有凸台(4)。
2.如权利要求1所述的一种超精密抛光机床坐标原点标定块,其特征在于,凹槽Ⅰ(2)和凹槽Ⅱ(3)的侧平面互相平行且与标定块本体(1)的轴线对称,凹槽Ⅰ(2)和凹槽Ⅱ(3)的侧平面的平面度公差等级在IT5~IT6之间;凸台(4)与超精密抛光机床转台中心孔过盈配合。
3.如权利要求1所述的一种超精密抛光机床坐标原点标定块的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、建立机床坐标系X-Y-Z,其中X轴与机床主轴运动方向相平行,Y轴为铅垂方向,Z轴与机床转台运动方向相平行;
步骤二、将标定块本体(1)插装在超精密抛光机床转台中心孔上;
步骤三、测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系Z轴距离,用X0表示;
步骤四、测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系X轴距离,用Z0表示;
步骤五、对机床坐标原点进行标定:由于机床坐标原点为机床坐标系X轴和Z轴的交点,在测得机床转台中心距离机床坐标系X轴和Z轴的距离Z0和X0后,即机床转台中心在该机床坐标系X-Y-Z下的坐标为(X0,0,Z0),进而得到机床转台中心与机床坐标原点的相对位置,最后利用坐标变换确定机床坐标原点的具体位置,完成对机床坐标原点的标定。
4.如权利要求3所述的一种超精密抛光机床坐标原点标定块的使用方法,其特征在于,所述的测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系Z轴距离包括如下步骤:
1)旋转标定块本体(1),使凹槽Ⅰ(2)和凹槽Ⅱ(3)的侧平面与Z轴平行;
2)将千分表表头安装在千分表表架上,使千分表表头中心线与千分表表架轴线重合,并使千分表表架轴线与机床主轴中心线重合;水平调整千分表表头在千分表表架上的位置,使千分表表头的测头能够接触到标定块本体(1)上的凹槽Ⅰ(2)或凹槽Ⅱ(3)的侧平面;
3)控制机床主轴从行程一端开始沿X方向移动,直至千分表的测头与最近侧凹槽侧平面接触,且此时千分表的读数为零,控制凹槽侧平面与Z轴平行;
4)记录下机床主轴的移动距离,用X1表示;
5)将机床转台沿Z轴移动到远离千分表测头的安全位置;控制机床主轴同方向继续移动距离d,d表示凹槽Ⅰ(2)和凹槽Ⅱ(3)侧平面之间的距离;
6)将机床转台沿Z轴移向千分表的测头,直至测头能够与另一侧凹槽的侧平面接触,控制机床转台沿Z轴向远离机床主轴的方向移动,使千分表的测头能够在本次所触凹槽侧平面上做直线移动,控制凹槽侧平面与Z轴平行;
7)得到机床转台中心距机床坐标系Z轴的距离X0:X0=X1+d/2。
5.如权利要求4所述的一种超精密抛光机床坐标原点标定块的使用方法,其特征在于,所述的测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系Z轴距离时,需要控制凹槽侧平面与Z轴平行,其步骤为:(1)控制机床转台沿Z轴向远离机床主轴的方向移动,使千分表的测头在所触凹槽侧平面上做直线移动;
(2)若在移动过程中千分表的指针只在表盘的第一个单位刻度格范围内微小摆动,则可认为凹槽侧平面与Z轴平行;
(3)若在移动过程中千分表指针的摆动超过表盘上的第一个单位刻度格宽度范围,则说明凹槽侧平面与Z轴不平行,应根据指针的波动范围情况来旋转调整标定块本体(1),直至其凹槽侧平面与Z轴平行。
6.如权利要求3所述的一种超精密抛光机床坐标原点标定块的使用方法,其特征在于,所述的测量超精密抛光机床转台中心距机床坐标系X轴距离包括如下步骤:
1)将标定块本体(1)逆时针或顺时针旋转90°,使凹槽Ⅰ(2)和凹槽Ⅱ(3)侧平面与机床X轴平行;
2)在机床转台的远离机床主轴侧安装一精度为0.01mm的激光精密测微仪,使激光精密测微仪的激光发射源、机床转台中心和机床主轴中心位于同一条直线上;
3)测量激光精密测微仪与距其较近的标定块凹槽侧平面之间的距离,用Z1表示;
4)再测量激光精密测微仪距机床主轴的安装工件侧外端面的距离,用Z2表示;
5)得到机床转台中心距机床坐标系X轴的距离Z0:Z0=Z2-Z1+d/2。