[發明專利]五軸三維激光切割機RTCP精度誤差補償方法

有效

• 申請號: 201711219561.0
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107717219B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 沈義平;張小龍;金永喬;金誠;計來華;張俊
• 申請（專利權）人: 上海航天精密機械研究所
• 主分類號: B23K26/08
• 分類號: B23K26/08;B23K26/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供的一種五軸三維激光切割機RTCP精度誤差補償方法，包括如下步驟：步驟1，固定檢驗平板；步驟2，執行切割程序，使激光束在檢驗平板上形成第一檢驗孔；步驟3，旋轉切割機的A/C軸；步驟4，執行切割程序，使激光束在檢驗平板上形成第二檢驗孔；步驟5，獲取第一檢驗孔與第二檢驗孔的孔心在X/Y軸方向上的間距，間距值的一半即為補償值；步驟6，重復步驟2至步驟5，直至第一檢驗孔和第二檢驗孔的孔心的距離達到精度要求。本發明的有益效果如下：1、填補了五軸三維激光切割機RTCP精度誤差補償方法的空白，簡便快速保證了五軸聯動激光切割的加工精度；2、為其他五軸聯動激光加工(激光焊接、激光雕刻、激光清洗等)精度控制提供了一種有效可行的借鑒方法。

技術領域

本發明涉及一種三維激光切割機精度控制方法，更具體地，涉及一種五軸三維激光切割機RTCP精度誤差補償方法。

背景技術

激光切割是一種高能束流加工技術，相比于傳統機械刀具切割和其他熱切割方法具有以下優點：(1)切割質量好：切口寬度窄、熱影響區小、切口光潔；(2)柔性高：可切割任意三維空間形狀；(3)非接觸式切割：不接觸工件，不受切削力影響，消除機械加工的不利影響，且不存在工具的磨損；(4)切割速度快，加工效率高；(5)切割材料廣泛：金屬、復合材料、陶瓷、石英、木材及纖維等。在諸多優勢支撐下，激光切割迅速廣泛應用于航空航天、汽車制造、鈑金加工、電子等行業，市場前景廣闊。

隨著激光切割技術與裝備制造業的不斷發展，三維激光切割加工設備相繼推出，而五軸三維激光切割機則是其中的典型代表。該類型與機械加工五軸龍門式數控機床結構基本一致，在3個移動軸和2個旋轉軸聯動下實現三維激光加工。由于旋轉軸運動的引入使得機床各軸運動合成的實際刀位點軌跡偏離編程刀位點軌跡，該偏差稱為非線性運動誤差。RTCP(繞刀具中心點旋轉)功能可以實時補償直線軸非線性運動誤差，因此RTCP精度是衡量五軸機床動態特性的重要指標。2個旋轉軸為A軸、C軸組合或者B軸、C軸組合。

誤差補償是指依據機床現有的幾何誤差，通過數控系統相應地在誤差負方向設置補償量進行抵消修正誤差的過程。該方法檢測便利，耗費成本低。機械加工五軸機床RTCP精度誤差補償采用“標準檢查棒+千分表”組合工具檢測，其應用形式為將標準檢查棒代替刀具安裝在主軸上，在不同旋轉軸角度下觸碰千分表計量誤差。然而三維激光切割機旋轉軸直接配裝切割頭，結構形式上不存在主軸，也并無配備與切割頭相同外形尺寸的“切割頭檢棒”。顯然，傳統五軸機床RTCP精度誤差補償檢測方法不適用三維激光切割機。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種克服三維激光切割機因結構限制而不能應用傳統五軸機床RTCP精度誤差補償檢測方法的局限的五軸三維激光切割機RTCP精度誤差補償方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種五軸三維激光切割機RTCP精度誤差補償方法，包括如下步驟：

步驟1，固定檢驗平板；

步驟2，執行切割程序，使激光束在檢驗平板上形成第一檢驗孔；

步驟3，旋轉切割機的C軸；

步驟4，執行切割程序，使激光束在檢驗平板上形成第二檢驗孔；

步驟5，獲取第一檢驗孔與第二檢驗孔的孔心在X軸方向上的間距，間距值的一半即為補償值；

步驟6，重復步驟2至步驟5，直至第一檢驗孔和第二檢驗孔的孔心的距離達到精度要求。

優選地，步驟1包括：

步驟1.1，將檢驗平板固定在切割機內的工裝上；

步驟1.2，調節檢驗平板，使檢驗平板的長、寬和高分別平行于切割機的X軸、Y軸和Z軸。

優選地，步驟3中，C軸的旋轉角度為180°。