[發明專利]基于對位平臺實現雙軸數控機床校正定位的方法及系統

有效

• 申請號: 201410441130.9
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104181861B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 方敏;孫彥春;齊偉;湯同奎;鄭之開
• 申請（專利權）人: 上海維宏電子科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔,鄭暄

技術領域

本發明涉及數控機床控制系統領域，尤其涉及雙軸數控機床加工技術領域，具體是指一種基于對位平臺實現雙軸數控機床校正定位的方法及系統。

背景技術

隨著科技不斷發展，數控機床控制系統在數控技術上得到廣泛應用。數控機床自1952年在美國成功研制以來先后經歷了五個發展階段。隨著微電子和計算機技術的日益成熟，推動了我國數控技術的發展，國產數控系統相繼開發成功，使我國數控機床在品質上、性能上得到了保障。由于數控機床有著對工件改型的適應性強、加工精度高、提高生產率等特點，因此數控技術在現代機械加工系統中的廣泛推廣應用。隨著數控機床應用的興起，機床操作員對機床的加工效率和加工精度的要求也逐漸提高，例如在數控機床上采用CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件，可作為圖像傳感器)校正，對于某些精密的工件，比如說已經印好電路的玻璃，此時人為手工地加工定位精度不夠，引入CCD視覺系統來更準確地加工。

此外，數控機床中的雙Z軸機床出于成本和效率的考慮，共用XY軸，2個Z軸上安裝的2個主軸用于同時加工2個一模一樣的工件。目前國內的雙Z軸數控機床控制系統，已經實現了雙Z軸輪動加工和雙Z軸聯動加工，雙Z軸系統常用的聯動加工方式是，同時加工一組兩個工件，這組工件的間距為雙Z軸的間距，該組工件加工結束后，再加工第二組，……，以此類推，直到所以工件加工結束，停止機床。雙Z軸系統加工多個工件的效率比單Z軸系統加工相同個數工件的效率高，但加工精度不理想，由于同時加工多個工件，對于工件位置的定位精確度要求更高，定位校準難度更大。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種通過CCD圖像采集傳感器采集工件實際位置，利用對位平臺先自動校正其中一個工件的定位，再通過雙軸數控機床的運動同時校正兩個工件的定位，實現多個工件精確校正定位，提高校正速率和加工效率的基于對位平臺實現雙軸數控機床校正定位的方法及系統。

為了實現上述目的，本發明的基于對位平臺實現雙軸數控機床校正定位的方法及系統具有如下構成：

該基于對位平臺實現雙軸數控機床校正定位的方法，其主要特點是，對位平臺放置于雙軸數控機床的工作平臺上，所述的工作平臺上放置第一工件，所述的對位平臺上放置第二工件，所述的方法包括以下步驟：

(1)圖像傳感器采集所述的工作平臺上的第一工件的第一實際位置和所述的對位平臺上的第二工件的第二實際位置；

(2)所述的雙軸數控機床的處理器比較所述的第一實際位置和第二實際位置，并得到所述的第二工件相對于所述的第一工件的旋轉偏移量；

(3)所述的對位平臺根據所述的旋轉偏移量進行移動和旋轉。

進一步地，所述的雙軸數控機床的處理器比較所述的第一實際位置和第二實際位置并得到所述的第二工件相對于所述的第一工件的旋轉偏移量，包括以下步驟：

(2.1)所述的處理器建立所述的第一工件對應的第一虛擬坐標系和所述的第二工件對應的第二虛擬坐標系；

(2.2)所述的處理器計算得到所述的第一實際位置在所述的第一虛擬坐標系中的第一虛擬坐標，和所述的第二實際位置在所述的第二虛擬坐標系中的第二虛擬坐標；

(2.3)所述的處理器根據所述的第一虛擬坐標和第二虛擬坐標計算得到所述的第二工件相對于所述的第一工件的旋轉偏移量。

進一步地，所述的步驟(3)之后，還包括以下步驟：

(4)所述的圖像傳感器再次采集所述的第二工件的第二實際位置；

(5)所述的處理器判斷所述的第一實際位置和再次采集得到的第二實際位置之間的距離是否超出誤差允許范圍；

(6)如果判斷結果為所述的第一實際位置和再次采集得到的第二實際位置之間的距離超出誤差允許范圍，則返回上述步驟(2)，否則繼續步驟(7)；

(7)所述的數控機床開始加工所述的第一工件和第二工件。

更進一步地，所述的步驟(6)和(7)之間，還包括以下步驟：

(6.1)所述的處理器比較所述的第一實際位置和所述的第一工件的理論位置，得到所述的工作平臺的二次旋轉偏移量；

(6.2)所述的工作平臺根據所述的二次旋轉偏移量進行移動和旋轉，且在所述的工作平臺移動和旋轉過程中，所述的對位平臺與所述的工作平臺相對靜止。

此外，本發明還提供一種基于對位平臺的雙軸數控機床校正定位系統，其用于實現上述的方法，其主要特點是，所述的系統包括：

圖像采集模塊，用以采集所述的第一工件的第一實際位置和所述的第二工件的第二實際位置；