[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: 202011355194.9
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112621378B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 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: B23Q15/00
• 分類號: B23Q15/00;B23Q17/24
• 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

1.一種用于在機床的結構性參數的標定中獲取光斑偏差的方法，所述機床包含旋轉軸，所述方法包括如下步驟：

記錄從機床的光束發射裝置出射的光束的光斑位置作為光斑初始位置P₀；

在使機床定點擺動的指令下記錄所述光束的n個光斑偏移位置P₁~ P_n，n為自然數，其中使所述機床定點擺動是指，使所述機床的加工頭末端的位置不變、方向變化；以及

分別計算所述n個光斑偏移位置P₁~ P_n與所述光斑初始位置P₀之間的差以得到一組光斑偏差，其中，所述光斑初始位置P₀和所述n個光斑偏移位置P₁~ P_n通過光斑采集裝置采集并經采樣坐標系與世界坐標系或相對世界坐標系之間的轉換矩陣得到，所述相對世界坐標系的各個坐標軸相對于所述世界坐標系的各個坐標軸平行偏移。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采樣坐標系與相對世界坐標系之間的轉換矩陣通過以下步驟得到：

使所述機床在水平面上平移；

檢測所述光束的光斑圓心偏移像素值；

基于所述光斑圓心偏移像素值得到所述機床與所述光斑采集裝置之間的向量夾角以及所述采樣坐標系與所述世界坐標系之間的縮放系數；以及

基于所述向量夾角和所述縮放系數獲得所述轉換矩陣。

3.一種用于標定機床的結構性參數的方法，包括如下步驟：

a）采用如權利要求1或2所述的方法獲取光束的光斑偏差，并基于該光斑偏差和誤差閾值相關量來確定是否需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定，其中，N為自然數，n至少為N的一半；

b）如果不需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定，則直接將所述機床的N個結構性參數的預設值確定為標定值；以及

c）如果需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定，則至少基于所述N個結構性參數的預設改變量和相應的光斑偏差來同時得到所有所述N個結構性參數的標定值或分步得到所述N個結構性參數各自的標定值。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述誤差閾值相關量為預設的誤差閾值或對該誤差閾值進行相關運算后得到的閾值相關運算值，所述步驟a）包括：

將所述光斑偏差與所述誤差閾值進行比較或將所述光斑偏差進行所述相關運算后與所述閾值相關運算值進行比較；

如果所述光斑偏差小于所述誤差閾值或進行所述相關運算后的光斑偏差小于所述閾值相關運算值，則確定不需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定；以及

如果所述光斑偏差大于或等于所述誤差閾值或進行所述相關運算后的光斑偏差大于或等于所述閾值相關運算值，則確定需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定。

5. 如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述步驟c）包括：

c11）為所述N個結構性參數中的每一個設置預設改變量；以及

c12）基于所述一組光斑偏差、所述定點擺動的指令所對應的指令世界坐標以及所述N個結構性參數的預設值和預設改變量得到所述N個結構性參數的標定值。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法在所述步驟c）之后進一步包括如下步驟：

d）再次執行所述步驟a）；

e）當確定需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定時，再次依序執行所述步驟c）和所述步驟a），同時K減1，直到確定不需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定或K減為0，其中K為預設的次數；以及

f）當確定不需要對所述機床的N個結構性參數進行重新標定時，所述方法進一步包括如下步驟：

g）判定當前的標定角度是否達到了預設的最大角度；和

h）如果當前的標定角度還未達到預設的最大角度，則增大當前的標定角度，并再次執行所述步驟d）、步驟e）、步驟f）和步驟g），直到當前的標定角度達到預設的最大角度。