[發明專利]一種數控加工中坐標系自動設置與在線測量方法

在審

• 申請號: 202110113573.5
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN113009881A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王磊;蘇小龍;謝瑋;錢衛中;劉亞;宛春博
• 申請（專利權）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;仇蕾安

本發明公開了一種數控加工中坐標系自動設置與在線測量方法，包括以下步驟：步驟一、確定刀具坐標軸的加工補償方案，并確定加工該面時運動的軸為補償軸；步驟二、編制坐標系自動設置測量程序，通過數控加工中心測頭對工件的零點基準進行在線測定，獲得動態數據，并自動儲存到機床的設定#變量里，得到動態#變量；步驟三、根據步驟一中的加工補償方案和步驟二中的動態#變量，編制可自動補償數控加工程序；步驟四、工件按照步驟三中的可自動補償數控加工程序加工后，根據理論尺寸編制測頭在線測量程序，對加工后的工件尺寸進行自動測量，并與理論尺寸進行比較。

技術領域

本發明涉及數控機械加工技術領域，具體涉及一種數控加工中坐標系自動設置與在線測 量方法。

背景技術

如圖1所示，在科德五軸立式加工中心上加工的某型號發動機燃燒室外殼組件中，在加 工噴射座安裝位置14處凸臺需保證平面高度5.5±0.02mm，在安裝位置9處設置的凹槽，凹槽底面J與零件已加工外圓平面K接平，其高度差不能超過0.04mm，外殼組件 由零件擴壓器外環與外殼通過焊接而成，焊接產生的變形量較大，且在2mm左右，導致后續 加工余量不均勻。前期采用普通銑加工的方式進行外殼組件噴射座安裝位置的機加工，由于 要求其高度差不能超過0.04mm，導致操作者需要通過“沾刀”方式對每一個安裝平面單獨加 工，加工時間非常長，單臺銑床單獨加工一件產品需要一天時間。

隨著薄壁、鑄造、焊接等零件越來越多的出現在航空航天發動機的結構中；薄壁、焊接 零件易變形，鑄造零件余量不均勻，一致性較差等問題日益突出，而現有的加工技術，控制 加工基準突變能力比較有限，加工時必須通過反復修整加工基準，才能減小零件誤差，保證 零件加工質量，這樣進一步導致加工效率低、人為影響因素大、人力成本及質量事故高等問 題。隨著國內外形勢不斷變換，對航空航天發動機穩定性、質量、效率和成本，都提出了更 高的要求。因此，有必要提出一種能夠實現產品既能低成本、低報廢、高產率的生產,又能 保證產品質量的數控加工中坐標系自動設置與在線測量方法。特別是在多品種大批量生產條 件下,在線測量技術的意義尤其重大。

發明內容

有鑒于此，為解決薄壁、鑄造、焊接等加工效率低下、變形大、加工基準易變化的問題， 更加高效的提高加工自動化水平，提高加工效率，降低成本，降低加工風險，本發明提供了 一種數控加工中坐標系自動設置與在線測量方法，能夠將找正、加工、檢測和誤差補償集成 在一起，實現加工前、加工中和加工后的高精度自動化，避免了由于多次裝夾、人為干預過 多而引起的誤差及錯誤。

本發明的技術方案為：一種數控加工中坐標系自動設置與在線測量方法，包括以下步驟：

步驟一、根據工件所需加工面，確定刀具坐標軸的加工補償方案，并確定加工該面時運 動的軸為補償軸；

步驟二、根據步驟一中的加工補償方案，編制坐標系自動設置測量程序，通過數控加工 中心測頭對工件的零點基準進行在線測定，獲得動態數據，并自動儲存到機床的設定#變量里， 得到動態#變量；

步驟三、根據步驟一中的加工補償方案和步驟二中的動態#變量，編制可自動補償數控加 工程序；

步驟四、工件按照步驟三中的可自動補償數控加工程序加工后，根據理論尺寸編制測頭 在線測量程序，對加工后的工件尺寸進行自動測量，并與理論尺寸進行比較，如果自動測量 的尺寸與理論尺寸之間的誤差在設定范圍內，則零件加工合格，機床加工完成；如果自動測 量的尺寸與理論尺寸之間的誤差大于設定范圍，則零件加工不合格，需要進行返修加工，自 動補償其與理論尺寸之間的差值。

優選地，所述步驟二中編制的坐標系自動設置測量程序的執行過程為：

第一步：確定在設定的坐標系下測量工件并調出測頭；

第二步：確定工件內孔的直徑，并將測頭移動到工件的角向基準處；

第三步：在第一步確定的坐標系下，結合第二步中確定的工件內孔直徑，測量工件在機 床上的具體位置；