一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法技术

本发明专利技术公开了一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法，包括步骤：S1)安装3D测头和固定标定球；S2)在标定球的球心所在水平面的圆周上，选定四个等分点，在水平方向上平移3D测头，分别测量3D测头的测尖球心与所述四个等分点的最短距离；S3)根据所述最短距离，计算3D测头的测尖球心的偏移量和偏移方向；S4)将所述偏移量和偏移方向作为补偿量，自动校准测尖球心位置。本发明专利技术通过对四个等分点的测量，计算出测尖球心轴线与主轴轴线之间的偏移量和偏移角度即补偿量，并输入CNC控制器中内置的标准程序中，消除3D测头的测针轴线与主轴轴线发生偏移产生的误差，实现自动补偿找直，在测量开始之前测尖球心位置的自动校准。

Automatic calibration method for measuring the tip of the center location of 3D probe with a CNC machine tool

The invention discloses a tip center position automatic calibration method, measured by 3D probe of a CNC machine tool comprising the steps of: S1) to install the 3D probe and the fixed calibration ball; S2) is located in the center of the calibration ball circumference, selected four points, in the horizontal direction of translation 3D probe, the short distance 3D probe tip center were measured with the four points; S3) according to the shortest distance, the calculation of the 3D probe tip center offset and offset direction; S4) the offset and offset direction as the amount of compensation, automatic calibration of the measuring tip center position. Through the measurement of the four points, calculated between the measuring tip center axis and axis offset and offset angle of the compensation amount, and enter the standard procedure of built-in CNC controller in eliminating the probe axis and the axis of the 3D probe to shift the error, automatic compensation for straight, automatic calibration of the measuring point in the center position prior to the start of the measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法
本专利技术涉及数控机床在机测量
，具体的说，是一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法。
技术介绍
目前数控机床用的3D测头，在使用时首先需要校准3D测头的测尖球心位置，才能进行后续的3D测头标定及实际测量。对于3D测头的测尖球心位置的校准，通常的做法是使用3D测头与某个基准平面的距离，获取测尖顶端Z向坐标后，减去测尖理论半径值即认为是该3D测头的测尖球心位置。这种方法实现了3D测头的测尖球心在竖直方向的校准，但是，缺点是没有考虑到由于3D测头的测针轴线与安装3D测头的测座主轴轴线发生偏移时测尖球心在水平方向的偏移量。而测针发生水平偏移是经常会发生的，其结果是测尖等效半径与实际半径不一致，导致测量不准确。影响3D测头测针位置精度的因素有：第一类是3D测头测座，在数控机床加工过程中，3D测头测座需进行频繁更换装夹，产生位置精度变化导致3D测头测针位置偏离；第二类是测量点位数据量大、测量频繁，3D测头测针在频繁测量过程中产生复位精度误差；第三类是设备本身的定位精度误差，设备在长时间使用过程中，产生位置精度变化，使3D测头测针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法，其特征在于，包括步骤：S1)安装3D测头和固定标定球，所述3D测头包括安装数控机床主轴上的测针和与测针连接的测尖；S2)在标定球的球心所在水平面的圆周上，选定四个等分点，在水平方向上平移3D测头，使测尖球心与等分点的连线在所述水平面上，然后分别测量3D测头的测尖球心与所述四个等分点的最短距离；S3)根据所述最短距离，计算3D测头的测尖球心的偏移量和偏移方向；S4)将所述偏移量和偏移方向作为补偿量，自动校准测尖球心位置。

【技术特征摘要】
1.一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法，其特征在于，包括步骤：S1)安装3D测头和固定标定球，所述3D测头包括安装数控机床主轴上的测针和与测针连接的测尖；S2)在标定球的球心所在水平面的圆周上，选定四个等分点，在水平方向上平移3D测头，使测尖球心与等分点的连线在所述水平面上，然后分别测量3D测头的测尖球心与所述四个等分点的最短距离；S3)根据所述最短距离，计算3D测头的测尖球心的偏移量和偏移方向；S4)将所述偏移量和偏移方向作为补偿量，自动校准测尖球心位置。2.根据权利要求1所述的一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法，其特征在于，所述步骤S1)具体为：S1.1)将3D测头安装在数控机床的主轴上，固定标定球，确定标定球的球心坐标为(0,0)；S1.2)以标定球的球心所在的水平面建立坐标轴，确定X轴和Y轴；S1.3)调整3D测头的位置，使3D测头的测尖球心在X轴与Y轴所在的平面上。3.根据权利要求2所述的一种数控机床用3D测头的测尖球心位置自动校准方法，其特征在于，所述步骤S2)中包括：S2.1)在标定球的球心所在水平面与标定球面相交的点组成的圆周上，设定四个等分点R1、R2、R3和R4，坐标分别为R1(-R，0)、R2(R，0)、R3(0，R)和R4(0，-R)，R为所述标定球的标准半径；S2.2)将3D测头平移靠近等分点R1，使3D测头的测尖球心位于X轴上，测量3D测头的测尖球心与R1的最短距离r1以及此时测尖球心坐标(-r1-R,0)；将3D测头移平至靠近等分点R2，使3D测头的测尖球心位于X轴上，测量3D测头的测尖球心与R2的最短距离r2以及此时测尖球心坐标(r2+R,0)；将3D测头平移靠近等分点R3，使3D测头的测尖球心位于Y轴上，测量3D测头的测尖球心与R3的最短距离r3以及此时测尖球心坐标(0，r3+R)；将3D测头平移靠近等分点R4，使3D测头的测尖球心位于Y轴上，测量3D测头的测尖球心与R...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志刚，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51