[發明專利]一種雙并聯桿鉆鉚設備的法矢調姿及其偏移補償方法

有效

• 申請號: 201810853114.9
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109032072B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 劉杰;王飛;何華兵
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

1.一種雙并聯桿鉆鉚設備的法矢調姿及其偏移補償方法，用于鉆鉚加工數控系統的法矢調姿及其偏移補償，其特征在于：人為調整各數控軸，由可編程控制器獲取人為調整過程中各數控軸數據、雙并聯桿結構特征參數反向計算得到各數控軸的特征參數，結合位移傳感器值計算得到的法矢偏角計算得到法矢調整量、偏移補償量，多軸聯動完成法矢調姿及其偏移補償；

所述數控系統包括數控單元和分別與數控單元連接的四個安裝在鉆鉚設備末端執行器上的區域位移傳感器、一個用于定位加工中心點的目標位移傳感器，數控單元包括依次連接的模擬量輸入模塊、內置計算模塊的可編程控制器、伺服驅動控制器、驅動裝置；四個區域位移傳感器射出的測試線在工件表面形成四個測試點且四個測試點形成一個四邊形；所述目標位移傳感器為激光位移傳感器，射出的激光點位于四邊形內；

所述法矢調姿及其偏移補償方法具體包括以下步驟：

步驟S100：進行工件在雙并聯桿鉆鉚設備上的安裝，即先確認雙并聯桿鉆鉚設備的并聯機構在機床坐標系中的位置，然后安放工件并使工件上待鉆鉚的加工中心點與加工主軸對應；

步驟S200：完成步驟S100后，進行雙并聯桿結構特征參數其機械坐標值的標定，即通過人為模擬調整，由模擬量輸入模塊記錄各數控軸數據并通過計算模塊反向計算以獲得雙并聯桿結構各數控軸在機床坐標系中的實際位置值；

步驟S300：與步驟S200同時計算出法矢調整量，即利用可編程控制器分別讀取區域位移傳感器值、目標位移傳感器值，獲得加工主軸末端與加工中心點的距離，通過法矢偏角算法得到工件其加工中心點的法矢偏角，并由計算模塊計算出法矢調整量；

步驟S400：結合步驟S200中獲得的各數控軸在機床坐標系中的實際位置值和步驟S300中計算出的法矢調整量，由計算模塊通過偏移補償算法計算各數控軸相應的偏移補償量；

步驟S500：可編程控制器將各數控軸在機床坐標系中的實際位置值、法矢調整量、各數控軸相應的偏移補償量同時計算并編制成數控加工子程序，一次性生成程序指令值，通過伺服驅動控制器驅動驅動裝置實現多軸聯動以完成鉆鉚時的法矢調姿及其偏移補償。

2.根據權利要求1所述的一種雙并聯桿鉆鉚設備的法矢調姿及其偏移補償方法，其特征在于：所述數控系統設置有與工件加工中心點對應設置的位移傳感器；所述法矢調姿及其偏移補償方法具體是指，所述法矢調姿及其偏移補償方法為記錄人為調整的各數控軸數據，反向計算進行特征參數其機械坐標值的標定并獲得各數控軸的實際位置值，然后利用可編程控制器獲取位移傳感器值，得到工件在加工中心點的法矢偏角，計算得到法矢調整量，再根據雙并聯桿結構特征參數計算相應各數控軸的偏移補償量，將各數控軸的實際位置值、法矢調整量、偏移補償量同時匯總到數控系統，多軸聯動完成法矢調姿及其偏移補償。

3.根據權利要求2所述的一種雙并聯桿鉆鉚設備的法矢調姿及其偏移補償方法，其特征在于：所述記錄人為調整的各數控軸數據，具體是指先找準加工中心點，通過人工分別多次旋轉A旋轉軸以及Z軸、W軸差動形成的虛擬B角，在不同狀態下手動移動各直線坐標軸重新對準加工中心點，記下相應的機械坐標值。

4.根據權利要求1所述的一種雙并聯桿鉆鉚設備的法矢調姿及其偏移補償方法，其特征在于：所述步驟S100具體是指，將雙并聯桿鉆鉚設備的加工主軸沿Z軸方向設置，先在機床坐標系中確認并聯機構的一端在W軸的位置且并聯機構的另一端在Z軸的位置，再確認加工中心點落在由四個區域位移傳感器射出的測試點形成的四邊形的中心，對蒙皮表面的測試點進行清晰的標記；標記后分別讀取第一區域位移傳感器、第二區域位移傳感器、第三區域位移傳感器、第四區域位移傳感器這四個區域位移傳感器的值S₁、S₂、S₃、S₄，并調取第一區域位移傳感器與第二區域位移傳感器之間的中心距L₁₂、第三區域位移傳感器與第四區域位移傳感器之間的中心距L₃₄，建立數學模型，得到蒙皮表面加工中心點與鉆鉚主軸間距離h。