[發明專利]一種基于對刀測量頭的感知部位為球形觸頭的數控機床對刀方法

有效

• 申請號: 201310649934.3
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103707132A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 孟憲章
• 申請（專利權）人: 孟憲章
• 主分類號: B23Q17/22
• 分類號: B23Q17/22;B23Q15/22
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所 44241
• 代理人: 曲家彬

技術領域

本發明涉及一種數控機床的對刀方法，尤其涉及一種基于對刀測量頭的感知部位為球形觸頭的數控機床對刀方法。

背景技術

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，能夠根據已編好的程序，使機床動作并加工零件?，F在的數控機床的X、Y、Z運動精度非常精準，雖然有了高精度機床，但加工精度不一定高，這是因為刀具方面的誤差會導致精度下降，如：刀具直徑誤差、刀具夾頭誤差、人為裝夾刀具誤差、主軸本身偏心誤差等。要想保證加工精度，必須消除以上這些誤差，為了使加工更加精確，在編程時需要將這些誤差參數輸入到控制系統進行誤差補償，而這些誤差參數是通過對刀儀對刀獲得的，數控加工領域對于對刀儀的需求量非常大，每年幾百億元。在零件加工前需要完成對刀的工序，常見的對刀方法有：①人工靠技能用簡單的量具和鋼棒對刀，速度慢、精度差、需要非常精心和技能。②通過Z軸刀具長度對刀儀器對刀，只能快速補償刀具長度誤差，沒有直徑誤差補償功能。③測量頭感知部位為圓柱形的對刀儀，加工制造成本高，價格非常昂貴，而且在對刀過程中刀尖與對刀儀表面為線接觸，為了保證測量精度，對刀儀的表面必須保證絕對水平或垂直，這就增加了對刀儀的安裝難度，所以現有的感知部位為圓柱形的對刀儀的精度也不高。

發明內容

本發明克服了現有技術中的數控機床的對刀的精度不高的缺點，提供了一種基于對刀測量頭的感知部位為球形觸頭的數控機床對刀方法。

本發明實現發明目的采用的技術方案是：一種基于對刀測量頭的感知部位為球形觸頭的數控機床對刀方法，該方法是通過對刀測量頭與刀具接觸獲得刀尖切削刃的機床坐標及實際回轉半徑實現的，所述的對刀測量頭的感知部位為球形觸頭，包括以下步驟：

A．將對刀測量頭安裝在數控機床的工作臺上，對刀測量頭和數控機床的系統信號連接，通過安裝在主軸上的測量頭測得對刀測量頭的球形觸頭中心在數控機床上的X、Y、Z坐標，并將該X、Y、Z坐標值存儲在數控機床系統中；

B．將刀具安裝在數控機床的加工主軸上；

C．將步驟B所述的數控機床的加工主軸上的刀具按數控機床的加工主軸的Z方向最高精度進給，刀具相對數控機床按數控機床的X、Y方向最高精度進給，將主軸上的刀具刀尖切削刃與球形觸頭最高點碰撞接觸，當獲得兩次以上相同的刀尖切削刃Z坐標的數值時，根據此時記錄的加工主軸沿Z軸移動的距離、步驟A?所述的對刀測量頭的球形觸頭中心在數控機床上的Z坐標和已知的加工主軸在數控機床上的Z坐標，計算出刀尖切削刃在數控機床上的Z坐標；

D．將刀具相對數控機床沿數控機床的X或Y方向移動，再沿數控機床的加工主軸的Z方向移動至與步驟A所述的球形觸頭中心的Z坐標對應的位置，旋轉刀具并將刀具相對數控機床按數控機床的X或Y方向最高精度進給，將主軸上的刀具刀尖切削刃與球形觸頭最高點碰撞接觸，當獲得兩次以上相同的加工主軸中心線在數控機床上的X或Y坐標時，根據此時記錄的加工主軸中心線在數控機床上的X或Y坐標和步驟A所述的球形觸頭中心在數控機床上的X或Y坐標，計算出刀尖切削刃的實際回轉半徑；

E．數控機床系統根據步驟C獲得的刀尖切削刃在數控機床上的Z坐標和步驟D獲得的刀尖切削刃的實際回轉半徑，對數控機床系統里的刀具參數進行修正，確定該刀具實際加工的參數。

本發明的有益效果是：采用本方法對刀時，刀尖切削刃與對刀測量頭的球形觸頭是點接觸，和傳統的感知部位為圓柱形的對刀儀相比，不僅降低了制造成本和對刀儀的安裝要求，還提高了測量精度，可見，本方法具有安裝或更換方便、便捷、易操作、精度高、防撞功能強等優點。

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步的描述。

附圖說明

圖1為本發明的流程圖。

具體實施方式

如附圖1所示，本實施例的一種基于對刀測量頭的感知部位為球形觸頭的數控機床對刀方法，該方法是通過對刀測量頭與刀具接觸獲得刀尖切削刃的機床坐標及實際回轉半徑實現的，所述的對刀測量頭的感知部位為球形觸頭，包括以下步驟：

A．將對刀測量頭安裝在數控機床的工作臺上，對刀測量頭和數控機床的系統信號連接，通過安裝在主軸上的測量頭測得對刀測量頭的球形觸頭中心在數控機床上的X、Y、Z坐標，并將該X、Y、Z坐標值存儲在數控機床系統中，為了更好的進行測量，本實施例優選的測量頭的球形觸頭為三坐標紅寶石探針，具有耐磨、硬度高、精度高等優點，安裝時將對刀測量頭以傾斜的方式安裝在數控機床的工作臺上；

B．將刀具安裝在數控機床的加工主軸上；