[發明專利]用于標定機床的結構性參數的方法、裝置及機床控制系統

有效

• 申請號: 202011355184.5
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112631199B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 謝淼;徐力宇;羅一堯
• 申請（專利權）人: 上海柏楚電子科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19;B23Q17/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張鑫

本發明涉及用于標定機床的結構性參數的方法、裝置及機床控制系統。該方法包括：a)在機床的加工頭末端的高度保持不變的情況下，使機床的各個旋轉軸分別旋轉到至少2個不同的旋轉角度以構成N個不同的旋轉角度組，并獲取加工頭末端的對應的N個機床機械坐標中的高度坐標值，其中N為大于1的自然數且至少比結構性參數的個數大1；b)基于所述N個不同的旋轉角度組和所獲取的N個高度坐標值，從加工頭的末端位姿矩陣計算出待標定的結構性參數；c)檢驗所計算出的結構性參數是否滿足精度要求；d)如果不滿足，則增大N，再次執行上述步驟a)至c)，直到滿足精度要求；以及e)將所述計算出的結構性參數標定為機床的結構性參數。

技術領域

本發明涉及機床領域，更具體地涉及用于標定機床的結構性參數的方法和裝置以及相應的機床控制系統。

背景技術

機床加工在現代機械制造中起到舉足輕重的作用，但凡屬于精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件，一般都需要在機床上進行最終加工。機床的種類很多，但不管是哪一種機床，其結構性參數都會直接影響實際加工精度。

實際機床在依據其設計圖紙進行安裝的過程中，由于公差和安裝誤差的存在，其實際結構性參數無可避免地會與其最初設計的結構性參數存在偏差。同樣，安裝完成后，在實際使用過程中，機床加工所產生的震動也不可避免地會影響到該機床的結構性參數，特別在長時間工作之后，結構性參數可能就會發生細微變化。如果機床的實際結構性參數已經有了變化，即，與預設的結構性參數有了偏差，那么仍然按照預設值進行的加工可能將會發生加工軌跡變形。因此，需要在機床的安裝時和使用壽命中多次對該機床的實際結構性參數進行標定，這樣才能按照標定后的結構性參數及時調整機床加工方案。

現有對機床的結構性參數進行標定的方法有采用球桿儀的數控系統和利用激光干涉儀或千分表進行標定的方法。然而，采用球桿儀的數控系統，儀器成本高，同時操作人員需要熟悉相關的編程以及球桿儀的使用，而且這種方法僅適用于帶硬件刀具的機床，有一定的局限性。采用激光干涉儀進行標定，雖然測量精度高，但設備成本又過于昂貴，操作也極為繁瑣復雜。使用千分表進行標定，又需要大量人力介入，費時費力。

因此，亟需一種新的技術方案能快速、方便且低成本地實現對機床結構性參數的自動標定。

發明內容

本發明就旨在克服現有技術中的上述和/或其它問題。通過本發明所提供的用于標定機床的結構性參數的方法、裝置和機床控制系統，可以不需要任何額外設備，就完成對機床結構性參數的全自動標定。

根據本發明的第一方面，提供一種用于標定機床的結構性參數的方法，包括如下步驟：a)在所述機床的加工頭末端的高度保持不變的情況下，使所述機床的各個旋轉軸分別旋轉到至少2個不同的旋轉角度以基于所述結構性參數的個數構成N個不同的旋轉角度組，并獲取所述加工頭末端的對應的N個機床機械坐標中的高度坐標值，其中N為大于1的自然數且至少比所述結構性參數的個數大1；b)基于所述N個不同的旋轉角度組和所獲取的所述N個高度坐標值，從所述機床的加工頭的末端位姿矩陣計算出待標定的結構性參數；c)檢驗所計算出的結構性參數是否滿足精度要求；d)如果所計算出的結構性參數不滿足精度要求，則增大N，再次執行上述步驟a)至c)，直到所計算出的結構性參數滿足精度要求；以及e)將所述計算出的結構性參數標定為所述機床的結構性參數。