[發(fā)明專利]基于路徑單元的測量輪廓偏差的樣條曲線補(bǔ)償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210381392.1
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102865847A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡銳龍;孫藝華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京精雕科技有限公司
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于路徑單元的測量輪廓偏差的樣條曲線補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

倒角等輪廓加工時(shí)，為保證產(chǎn)品批量加工的加工精度和一致性，通常選用特定夾具進(jìn)行定位；這種定位方式，對夾具和操作工人的要求都很高，如果出現(xiàn)位置或角度偏差，或者是工件受力變形，加工出來的產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)倒角寬度不一致等質(zhì)量問題，影響了產(chǎn)品美觀度和產(chǎn)品的合格率。隨著產(chǎn)品精度要求的不斷提高，在夾具定位的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了輪廓測量補(bǔ)償技術(shù)，即在產(chǎn)品定位夾緊后，對產(chǎn)品的輪廓進(jìn)行測量和計(jì)算，然后將測量獲得的偏差數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)郊庸ぢ窂街?，從而保證產(chǎn)品的加工精度，提高產(chǎn)品的合格率和產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，數(shù)控系統(tǒng)普遍采用宏程序方法實(shí)現(xiàn)對測量輪廓的路徑補(bǔ)償，由于受程序本身的限制，宏程序在計(jì)算時(shí)不能從整體上考慮各測量點(diǎn)之間的聯(lián)系，只能進(jìn)行相鄰兩測量點(diǎn)間的計(jì)算，因此，其誤差曲線僅能以線性方式進(jìn)行。這樣當(dāng)實(shí)測位置與基準(zhǔn)位置出現(xiàn)較大偏差時(shí)，可能會(huì)在測量節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)微小形狀的路徑拐點(diǎn)，導(dǎo)致加工時(shí)在加工表面出現(xiàn)棱紋，影響了表面質(zhì)量。為減少拐點(diǎn)的出現(xiàn)，就需要采取增加測量點(diǎn)或者控制來料變形量以及提高工裝精度等手段來降低偏差量，無形中增加了生產(chǎn)成本；另外，在工藝初期調(diào)試階段，通常需要對宏程序進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，這不但對技術(shù)人員要求較高，而且耗時(shí)長，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以路徑單元為對象的參數(shù)設(shè)置方法，不但能夠消除路徑拐點(diǎn)，保證加工面質(zhì)量，而且簡單易用，編程效率高，有效降低生產(chǎn)成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種基于路徑單元的測量輪廓偏差的樣條曲線補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

A．選定若干輪廓測量點(diǎn)逐一進(jìn)行測量，并分別計(jì)算各測量點(diǎn)測量數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輪廓數(shù)據(jù)的偏差；

B．將計(jì)算出的各點(diǎn)偏差數(shù)據(jù)映射到坐標(biāo)系中，并采用樣條曲線將各偏差數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來，生成一條樣條偏差曲線；

C．從樣條偏差曲線上獲取每個(gè)加工點(diǎn)的偏差值；

D．將獲取的每個(gè)加工點(diǎn)的偏差值補(bǔ)償?shù)綄?yīng)的路徑點(diǎn)中。

優(yōu)選的，所述步驟B中，為確保補(bǔ)償后的路徑在任何位置光滑，所述樣條曲線的任意位置切矢連續(xù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明以路徑單元為對象，采用樣條誤差補(bǔ)償?shù)姆绞?，有效避免了線性方法造成的不光滑路徑拐點(diǎn)，補(bǔ)償路徑更加光順，滿足了高精高速加工要求，同時(shí)獲得更佳的表面效果，可以完成對較大變形量工件的路徑補(bǔ)償；并且簡單易用，編程效率高，有效降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的測量輪廓偏差樣條曲線補(bǔ)償方法的流程示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的輪廓測量點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例用來解釋測量點(diǎn)測量數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輪廓數(shù)據(jù)偏差的計(jì)算方法的示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的生成樣條偏差曲線的示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的補(bǔ)償前后的加工路徑示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明的基于路徑單元的測量輪廓偏差的樣條曲線補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

步驟101，選定輪廓測量點(diǎn)逐一進(jìn)行測量，并計(jì)算各測量點(diǎn)測量數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輪廓數(shù)據(jù)的偏差。

圖2顯示了對一方形工件輪廓測量的示意圖，在基準(zhǔn)輪廓曲線S1上選定了十個(gè)測量點(diǎn)，點(diǎn)1至點(diǎn)10分別為十個(gè)測量點(diǎn)實(shí)際測量出的位置。

圖3解釋了測量點(diǎn)測量數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)輪廓數(shù)據(jù)偏差的計(jì)算方法，即偏差值△ε=±實(shí)際測量點(diǎn)到基準(zhǔn)輪廓曲線的垂直距離，測量點(diǎn)位于基準(zhǔn)輪廓外側(cè)的取正值，位于內(nèi)側(cè)的取負(fù)值。

步驟102，將計(jì)算出的各點(diǎn)偏差數(shù)據(jù)映射到坐標(biāo)系中，并采用樣條曲線將各偏差數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來，生成一條樣條偏差曲線。

如圖4所示，坐標(biāo)橫向定義為產(chǎn)品輪廓各點(diǎn)的展開位置，即水平線S1′代表了基準(zhǔn)輪廓曲線S1的展開線；坐標(biāo)縱向定義為測量數(shù)據(jù)的偏差量。根據(jù)步驟101所計(jì)算的偏差值，分別對應(yīng)于測量點(diǎn)1至10的位置找到對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，然后用樣條曲線M連接起來。同時(shí)，為避免樣條曲線M生成時(shí)起末點(diǎn)切矢不一致而影響點(diǎn)1處的加工效果，對樣條曲線M的首末點(diǎn)切矢進(jìn)行調(diào)整，使首末點(diǎn)切矢連續(xù)。

步驟103，從樣條偏差曲線M上獲取每個(gè)加工點(diǎn)的偏差值。

步驟104，將步驟103中獲取的各加工點(diǎn)的偏差值補(bǔ)償?shù)綄?yīng)的路徑點(diǎn)中。