[發明專利]一種實時自反饋數控機床及其加工方法

有效

• 申請號: 201711440930.9
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108311952B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 于振;于萬成;劉永才;陸國玉;張展
• 申請（專利權）人: 于振
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的一種實時自反饋數控機床及其加工方法，包括機體、紅外雙目測量單元、紅外光源、觸發式測頭、控制系統、陶瓷標定板，先將紅外雙目測量單元固定在適當的位置，調整好姿態使其視場能完全覆蓋整個加工區域，然后通過陶瓷標定板標定好紅外雙目測量單元坐標系和機床坐標系間的轉化關系，標定好相機后點亮在主軸最下邊緣處均勻安裝的紅外光源，讓刀具移動到加工區域的各個位置，通過激光跟蹤儀輔助雙目測量單元完成刀具運動軌跡的標定工作，并建立坐標庫，加工中通過紅外雙目單元獲得刀具的運動軌跡，同步對工件加工精度進行檢測，從而實時調整刀具運行軌跡。本發明較好的提高了生產效率，實現了全程自反饋加工。

技術領域

本發明涉及機加工技術領域，特別是涉及實時自反饋數控機床及其加工方法。

背景技術

目前常用的機加工方法多是采用數控機床按預設的程序加工后，再用坐標測量機檢測誤差從而指導加工工藝修正的方法,該方法是目前在我國應用最為廣泛的機加工方法之一，但是這種方法存在檢測效率低，反饋不及時，無法實現自反饋加工等缺陷。

發明內容

為了克服現有技術領域存在的上述缺陷，本發明的目的在于，提供一種實時自反饋數控機床及其加工方法，能夠準確的進行加工中的自動檢測和校準，通過對機床、紅外雙目測量單元、紅外光源和觸發式測頭的控制，可以在加工中及時修正刀具進給的軌跡，從而較好的實現自反饋加工，解決現有機加工過程存在檢測效率低，反饋不及時，無法實現自反饋加工等問題。

本發明所采用的技術方案是：一種實時自反饋數控機床，包括機體、紅外雙目測量單元、紅外光源、觸發式測頭、控制系統、陶瓷標定板，所述紅外雙目測量單元和觸發式測頭固定在機體同一側，所述紅外光源均勻安裝在主軸下邊緣，所述陶瓷標定板安裝在夾具上，所述控制系統與機體、紅外雙目測量單元、紅外光源通信，所述機體包括底座、工作臺、導軌、立柱、主軸箱、主軸、十字滑臺、夾具，所述導軌包括X向導軌、Y向導軌、Z向導軌。

所述的一種實時自反饋數控機床的加工方法，其步驟為：

S1：先將紅外雙目測量單元固定在機體適當的位置，防止切削液濺落干擾測量，調整好紅外雙目測量單元，使其視場能完全覆蓋整個加工區域；

S2：在夾具上以不同姿態擺放陶瓷標定板，用紅外雙目測量單元采集多組標定板圖像，根據標定點分別在兩相平面和標定板平面（可轉化為夾具平面）的坐標，標定出兩相機內部參數和外部參數，通過陶瓷標定板標定好紅外雙目測量單元坐標系和機床坐標系間的轉化關系；

S3：標定好相機后點亮在主軸最下邊緣處均勻安裝的紅外光源，讓刀具移動到加工區域的各個位置，根據紅外雙目測量單元坐標系和機床坐標系間的轉化關系，通過激光跟蹤儀輔助紅外雙目測量單元完成刀具運動軌跡的標定工作，并建立坐標庫；

S4：用機床夾具夾緊毛坯，加工中每次切削過程中都用紅外雙目測量單元通過高斯曲面擬合對主軸最下邊緣處的紅外光源中心進行定位，將獲得的相平面坐標帶入雙目模型獲得紅外雙目測量單元坐標系下的坐標；

S5：根據之前標定出的紅外雙目測量單元坐標系和機床坐標系的轉化關系以及建立的坐標庫，獲得刀具的運動軌跡，從而獲得工件的尺寸；

S6：在加工的過程中，將同步獲得工件的尺寸和原圖紙對比，實時修正道具的進給軌跡，以減小加工誤差；

S7：全部加工完成后根據每次切削后獲得的工件各部位的尺寸重建工件模型，根據重建的模型中尺寸用觸發式測頭對工件進行精確測量，將測量結果與原圖紙進行比較，以判斷工件是否合格，如不合格，及時判斷誤差來源，做出調整。

本發明提供的一種實時自反饋數控機床及其加工方法，其有益效果在于，本發明的技術方案通過使用機床，紅外雙目測量單元，紅外光源等部件，實現了自反饋加工，在完成加工之后通過使用觸發式測頭，較好的對工件加工誤差進行了檢測，本發明可實現快速自反饋加工，并較好的對加工精度進行了檢測，且適用范圍較大。