一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法，屬于數(shù)控加工在線測量領(lǐng)域，改變傳統(tǒng)人工找正加工作標(biāo)系費時費力，而且找正質(zhì)量偏向于操作者的加工經(jīng)驗的做法，在五坐標(biāo)加工中心配置紅外測頭，利用紅外測頭測碰采點，并根據(jù)測碰點的機械坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出第四軸和第五軸旋轉(zhuǎn)角度和各軸零點位置，最后寫入零點偏置表而實現(xiàn)零點設(shè)置；該方法應(yīng)用條件簡單，適用兩個旋轉(zhuǎn)軸在工作臺的五坐標(biāo)加工中心，在線測量技術(shù)的合理使用，使加工與檢測一體，有效地實現(xiàn)系統(tǒng)自動找正，縮短零件工序加工時間，減少操作人員工作量，避免零件加工由于找正原因?qū)е碌馁|(zhì)量隱患，為實現(xiàn)零件全過程無干預(yù)加工提供有效保障。
【專利說明】一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控加工在線測量領(lǐng)域，具體涉及一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)的五坐標(biāo)加工中心的確定方法，均需要在工件裝夾和裝夾后通過人工進(jìn)行找正，操作者每次加工一個新零件，均需要重新進(jìn)行人工找正加工作標(biāo)系圓點，費時費力，而且找正質(zhì)量偏向于操作者的加工手法、經(jīng)驗，會花費很多時間和精力，失誤率較高，導(dǎo)致加工過程人員勞動強度大、零件加工效率低下，零件加工質(zhì)量無法得到保證。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提出一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法，以達(dá)到縮短零件工序加工時間，減少操作人員工作量的目的。
[0004]一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法，該方法采用具備紅外線測頭的五坐標(biāo)機床，方法包括以下步驟:
[0005]步驟1、將被加工的直角邊零件放置于五坐標(biāo)機床上；
[0006]步驟2、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭，分別移動至零件上表面的任意空間三點，測量該三點的坐標(biāo)值；
[0007]步驟3、五坐標(biāo)機床根據(jù)測量的上表面三點的坐標(biāo)值，使用探測循環(huán)的3點測量獲取五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的第四軸旋轉(zhuǎn)角度和第五軸旋轉(zhuǎn)角度；
[0008]步驟4、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭，分別移動至零件上表面與側(cè)面相交的兩條直線上，在上述兩條直線上任意測量三點坐標(biāo)值；所述的兩條直線相交；
[0009]步驟5、五坐標(biāo)機床根據(jù)測量的直線上三點的坐標(biāo)值，使用探測循環(huán)的3點測量獲得兩條直線的交點坐標(biāo)，將該交點作為五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的原點，獲得五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X坐標(biāo)值和Y坐標(biāo)值；
[0010]步驟6、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭移動至零件上表面的任意一點，使用探測循環(huán)的I點測量該點的坐標(biāo)值；
[0011]步驟7、根據(jù)上表面的測量點的坐標(biāo)值，獲取五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的Z坐標(biāo)值；
[0012]步驟8、根據(jù)獲得的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的第四軸旋轉(zhuǎn)角度、第五軸旋轉(zhuǎn)角度、五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X坐標(biāo)值、Y坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)值，完成五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的確定。
[0013]步驟2所述的空間三點為X坐標(biāo)值、Y坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)值均不相同的點。
[0014]本發(fā)明優(yōu)點:
[0015]本發(fā)明一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法，改變傳統(tǒng)人工找正加工作標(biāo)系費時費力而且找正質(zhì)量偏向于操作者的加工經(jīng)驗的做法，在五坐標(biāo)加工中心配置紅外測頭，利用紅外測頭測碰采點，并根據(jù)測碰點的機械坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出第四軸和第五軸旋轉(zhuǎn)角度和各軸零點位置，最后寫入零點偏置表而實現(xiàn)零點設(shè)置；在線測量系統(tǒng)在大多數(shù)數(shù)控機床上都有配置，該方法應(yīng)用條件較為簡單，可適用兩個旋轉(zhuǎn)軸在工作臺的五坐標(biāo)加工中心，在線測量技術(shù)的合理使用，使加工與檢測一體，有效地實現(xiàn)系統(tǒng)自動找正，縮短零件工序加工時間，由人工確定工作坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣訖z測，減少操作人員工作量，避免零件加工由于找正原因?qū)е碌馁|(zhì)量隱患，為實現(xiàn)零件全過程無干預(yù)加工提供有效保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種實施例的基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法流程圖；
[0017]圖2是本發(fā)明一種實施例的探測循環(huán)的3點測量確定斜面的角度值示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明一種實施例的零件上表面3點位置坐標(biāo)示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明一種實施例的探測循環(huán)的3點測量確定原點X和Y值示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明一種實施例的直線上3點位置坐標(biāo)示意圖；
[0021]圖6是本發(fā)明一種實施例的探測循環(huán)的I點測量確定原點Z值示意圖；
[0022]圖7是本發(fā)明一種實施例的零件上表面I點位置坐標(biāo)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種實施例做進(jìn)一步說明。
[0024]本發(fā)明在五坐標(biāo)加工中心配置紅外測頭，利用紅外測頭測碰采點，并根據(jù)測碰點的機械坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲取五坐標(biāo)加工中心第四軸和第五軸旋轉(zhuǎn)角度和各軸零點位置，最后自動輸入到原點表或預(yù)設(shè)表中而實現(xiàn)零點設(shè)置。
[0025]本發(fā)明實施例中，采用如下內(nèi)容:
[0026]五坐標(biāo)加工中心(Hermle C40u)，
[0027]海德漢控制系統(tǒng)(iTNC530)；
[0028]探測循環(huán)的3 點測量(TCH PROBE 431MEASURE PLANE)，
[0029]探測循環(huán)的3 點測量(TCH PROBE 414DATUM INSIDE CORNER)；
[0030]探測循環(huán)的I 點測量(TCH PROBE 0.0 REF.PLANE Q5X-，TCH PROBE 0.1X Y Z)，
[0031]方法流程圖如圖1所示，方法包括以下步驟:
[0032]步驟1、將被加工的直角邊零件放置于五坐標(biāo)機床上；
[0033]步驟2、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭分別移動至零件上表面的任意空間三點，測量該三點的坐標(biāo)值；所述的空間三點為X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)均不相同的點。
[0034]如圖2所示，本發(fā)明實施例中，使用探測循環(huán)的3點測量在機床坐標(biāo)系內(nèi)確定斜面位置，其中，+X、+Y、+Z為機床坐標(biāo)系；如圖3所示，在零件上表面采集的三點坐標(biāo)分別為(30.141，-5.246，15.774)，(40.107，10.939，19.119)，(45.328，-0.725，18.857)；
[0035]步驟3、五坐標(biāo)機床根據(jù)測量的上表面三點的坐標(biāo)值，基于使用探測循環(huán)的3點測量獲取五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的第四軸旋轉(zhuǎn)角度和第五軸旋轉(zhuǎn)角度，并存儲于五坐標(biāo)機床內(nèi)部的原點表或預(yù)設(shè)表中；
[0036]本發(fā)明實施例中，使用基于探測循環(huán)3點測量獲取五坐標(biāo)加工中心的第四軸旋轉(zhuǎn)角度和第五軸旋轉(zhuǎn)角度，五坐標(biāo)加工中心的第四軸旋轉(zhuǎn)角度為-39.332，五坐標(biāo)加工中心的第五軸旋轉(zhuǎn)角度為227.072，將角度值自動輸入寫到原點表或預(yù)設(shè)表中。
[0037]步驟4、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭，分別移動至零件上表面與側(cè)面相交的兩條直線上，在上述兩條直線上任意測量三點坐標(biāo)值；
[0038]如圖4所示，本發(fā)明實施例中，使用探測循環(huán)的3點測量確定兩條直線的交點并將其定義為五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的原點，如圖5所示，在直線上采集的三點坐標(biāo)分別為(25.738，-5.363，12.083)、(51.337，-6.199，16.702)、(37.051，-14.448，13.540)；
[0039]步驟5、五坐標(biāo)機床根據(jù)測量的直線上三點的坐標(biāo)值，基于探測循環(huán)的3點測量獲取兩條直線的交點坐標(biāo)，將該交點作為五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的原點，即獲得五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)值；
[0040]本發(fā)明實施例中，確定五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X值為50.998和Y值為-29.298，將X和Y點值自動寫到原點表或預(yù)設(shè)表中；
[0041]步驟6、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭移動至零件上表面的任意一點，測量該點的坐標(biāo)值；
[0042]如圖6所示，本發(fā)明實施例中，使用探測循環(huán)中的I點測量確定垂直于Z方向上探頭工作面，如圖7所示，測量點坐標(biāo)為(36.328，-0.496，17.321)；
[0043]步驟7、五坐標(biāo)機床根據(jù)上表面的測量點的坐標(biāo)值，基于探測循環(huán)I點測量獲取五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的Z坐標(biāo)值，并存儲于五坐標(biāo)機床內(nèi)部的原點表或預(yù)設(shè)表中；
[0044]本發(fā)明實施例中，根據(jù)測量點坐標(biāo)，確定五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的Z值為341.253，將Z原點值自動輸入寫到原點表或預(yù)設(shè)表中。
[0045]步驟8、根據(jù)獲得的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的第四軸旋轉(zhuǎn)角度、第五軸旋轉(zhuǎn)角度、五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)，完成五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系+X’、+Y’、+Z’的確定。
[0046]本發(fā)明實施例中，通過3、3、1法確定零點偏移寫入原點表或預(yù)設(shè)表中值為(Χ50.998Υ-29.298Ζ341.253Α-39.332C227.072)，
[0047]本方法主要針對五坐標(biāo)加工中心利用紅外測頭測量工件并自動建立坐標(biāo)系的方法。
【權(quán)利要求】
1.一種基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法，該方法采用具備紅外線測頭的五坐標(biāo)機床，其特征在于，方法包括以下步驟: 步驟1、將被加工的直角邊零件放置于五坐標(biāo)機床上； 步驟2、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭，分別移動至零件上表面的任意空間三點，測量該三點的坐標(biāo)值； 步驟3、五坐標(biāo)機床根據(jù)測量的上表面三點的坐標(biāo)值，使用探測循環(huán)的3點測量獲取五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的第四軸旋轉(zhuǎn)角度和第五軸旋轉(zhuǎn)角度； 步驟4、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭，分別移動至零件上表面與側(cè)面相交的兩條直線上，在上述兩條直線上任意測量三點坐標(biāo)值；所述的兩條直線相交； 步驟5、五坐標(biāo)機床根據(jù)測量的直線上三點的坐標(biāo)值，使用探測循環(huán)的3點測量獲得兩條直線的交點坐標(biāo)，將該交點作為五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的原點，獲得五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X坐標(biāo)值和Y坐標(biāo)值； 步驟6、將五坐標(biāo)機床的紅外線測頭移動至零件上表面的任意一點，使用探測循環(huán)的I點測量該點的坐標(biāo)值； 步驟7、根據(jù)上表面的測量點的坐標(biāo)值，獲取五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的Z坐標(biāo)值；步驟8、根據(jù)獲得的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的第四軸旋轉(zhuǎn)角度、第五軸旋轉(zhuǎn)角度、五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系原點的X坐標(biāo)值、Y坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)值，完成五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系的確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于7點探測循環(huán)的五坐標(biāo)加工中心坐標(biāo)系確定方法，其特征在于，步驟2所述的空間三點為X坐標(biāo)值、Y坐標(biāo)值和Z坐標(biāo)值均不相同的點。
【文檔編號】B23Q17/24GK104476330SQ201410623648
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】李海泳, 劉德生, 范吉平, 張文明 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團(tuán))有限責(zé)任公司