[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙擺軸式五軸磁流變機(jī)床拋光點(diǎn)位置標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111326816.X
• 申請(qǐng)日: 2021-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114012585B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周濤;張?jiān)骑w;曾靖超;鄭永成;黃文;陳立;張建飛;李凱隆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B24B29/02
• 分類(lèi)號(hào): B24B29/02;B24B1/00;B24B49/04;G06F17/11
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙擺軸式五軸磁流變機(jī)床拋光點(diǎn)位置標(biāo)定方法，包括：在機(jī)床工作臺(tái)上安裝標(biāo)準(zhǔn)方形工件并調(diào)整其姿態(tài)；擺動(dòng)機(jī)床A軸，采用第一測(cè)頭測(cè)量工件側(cè)面與上表面的點(diǎn)位信息；計(jì)算第一測(cè)頭與機(jī)床A軸軸線(xiàn)的第一結(jié)構(gòu)參數(shù)并更新；采斑計(jì)算拋光輪與機(jī)床第一測(cè)頭的位置關(guān)系；計(jì)算拋光輪最低點(diǎn)與機(jī)床A軸軸線(xiàn)的第二結(jié)構(gòu)參數(shù)并更新；采用第二測(cè)頭根據(jù)拋光輪最低點(diǎn)與第一測(cè)頭的相對(duì)位置關(guān)系，移動(dòng)機(jī)床Y軸，使第二測(cè)頭在拋光輪最低點(diǎn)所在平面；及擺動(dòng)機(jī)床B軸，采用第二測(cè)頭測(cè)量機(jī)床B軸旋轉(zhuǎn)下不同角度的拋光輪表面點(diǎn)位信息，擬合各B軸旋轉(zhuǎn)角度下的拋光輪圓心半徑與坐標(biāo)，將拋光輪圓心坐標(biāo)擬合，得到B軸軸線(xiàn)與跑斷論圓心的關(guān)系，完成標(biāo)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)床結(jié)構(gòu)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙擺軸式五軸磁流變機(jī)床拋光點(diǎn)位置標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)提出了新的課題與要求，尤其是對(duì)非球面光學(xué)元件的口徑、加工精度、加工效率、輕量化程度以及生產(chǎn)成本等方面都提出了更高的要求。磁流變拋光技術(shù)作為一種新式柔性加工方式，具有良好的確定性加工性能，其設(shè)備由機(jī)床床身，拋光輪以及磁流變液循環(huán)系統(tǒng)組成，由于使用的多軸機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，它可以加工各種復(fù)雜曲面。針對(duì)五軸機(jī)床，許多設(shè)備可用于其結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定，如千分表與球頭棒、檢測(cè)棒、對(duì)刀表以及球桿儀等。千分表與球頭棒，檢測(cè)棒等檢測(cè)方法適用于擺軸式結(jié)構(gòu)的機(jī)床，但由于其依靠人工測(cè)量，費(fèi)時(shí)且效率低，并且由于千分表的安裝問(wèn)題存在測(cè)量角度敏感性問(wèn)題，會(huì)影響測(cè)量精度。專(zhuān)利CN108334030A，公開(kāi)了一種雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸數(shù)控機(jī)床RTCP標(biāo)定及補(bǔ)償方法，該方法針對(duì)雙擺頭結(jié)構(gòu)的五軸銑床，利用對(duì)刀表與球頭棒，記錄各旋轉(zhuǎn)軸在不同位置下的標(biāo)定坐標(biāo)值，計(jì)算其偏移矢量，完成標(biāo)定，但上述發(fā)明在測(cè)量過(guò)程中存在較多人工調(diào)整，自動(dòng)化程度以及測(cè)量效率不高，并且無(wú)法針對(duì)五軸輪式機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量。球桿儀測(cè)量雖然自動(dòng)化程度較高，但對(duì)于磁流變拋光這種輪式拋光的機(jī)床，拋光點(diǎn)與球桿儀相對(duì)位置關(guān)系難以確定，且制造對(duì)應(yīng)輔助工具價(jià)格高昂。專(zhuān)利CN105643362A，公開(kāi)了一種基于AxiSet的五軸機(jī)床測(cè)量方法，使用觸發(fā)式測(cè)頭對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，計(jì)算出誤差后，更新機(jī)床參數(shù)，該方法自動(dòng)化測(cè)量程度較高，但針對(duì)的是銑床類(lèi)機(jī)床，無(wú)法解決磁流變拋光機(jī)床拋光點(diǎn)位置高效準(zhǔn)確標(biāo)定的問(wèn)題。鑒于此，如何提供一種適用于雙擺軸式五軸磁流變機(jī)床拋光輪的標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)該類(lèi)型機(jī)床的簡(jiǎn)單，高效，準(zhǔn)確標(biāo)定并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)與標(biāo)定是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有的機(jī)床標(biāo)定方法無(wú)法解決磁流變拋光機(jī)床拋光點(diǎn)位置高效準(zhǔn)確標(biāo)定的問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種雙擺軸式五軸磁流變機(jī)床拋光點(diǎn)位置標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)五軸磁流變機(jī)床拋光點(diǎn)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定工作，提高標(biāo)定精度以及測(cè)量過(guò)程的自動(dòng)化程度。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種雙擺軸式五軸磁流變機(jī)床拋光點(diǎn)位置標(biāo)定方法，該方法包括以下步驟：

在機(jī)床工作臺(tái)上安裝標(biāo)準(zhǔn)方形工件，并調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)方形工件；

擺動(dòng)機(jī)床A軸，采用第一測(cè)頭M1測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)方形工件側(cè)面與上表面的點(diǎn)位信息；根據(jù)所述點(diǎn)位信息計(jì)算第一測(cè)頭M1與機(jī)床A軸軸線(xiàn)的第一結(jié)構(gòu)參數(shù)；

更新所述第一結(jié)構(gòu)參數(shù)，并設(shè)定所述第一結(jié)構(gòu)參數(shù)到機(jī)床上；采斑計(jì)算拋光輪與機(jī)床第一測(cè)頭M1的位置關(guān)系；根據(jù)所述位置關(guān)系計(jì)算拋光輪最低點(diǎn)與機(jī)床A軸軸線(xiàn)的第二結(jié)構(gòu)參數(shù)；

更新所述第二結(jié)構(gòu)參數(shù)，并設(shè)定所述第二結(jié)構(gòu)參數(shù)到機(jī)床上；在機(jī)床工作平臺(tái)上安裝第二測(cè)頭M2，采用第一測(cè)頭M1確認(rèn)第二測(cè)頭M2位置，采用第二測(cè)頭M2根據(jù)拋光輪最低點(diǎn)與第一測(cè)頭M1的相對(duì)位置關(guān)系，移動(dòng)機(jī)床Y軸，使第二測(cè)頭M2在拋光輪最低點(diǎn)所在平面；及擺動(dòng)機(jī)床B軸，采用第二測(cè)頭M2測(cè)量機(jī)床B軸旋轉(zhuǎn)下不同角度的拋光輪表面點(diǎn)位信息，得到不同角度下的拋光輪圓心(即輪心)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；