一种五轴机床的标定方法技术

本发明专利技术公开了一种五轴机床的标定方法，包括获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度；根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量以及所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；采集各所述运动轴在预设定点间往复运动时所述预设定点的坐标数据，并根据所述坐标数据得到各所述运动轴的重复定位精度。该标定方法能够实现五轴机床的简单、高效标定以及提高标定精度。本发明专利技术还公开了一种五轴机床的标定系统、装置以及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种五轴机床的标定方法
本专利技术涉及五轴机床领域，特别涉及一种五轴机床的标定方法；还涉及一种五轴机床的标定系统、装置以及计算机可读存储介质。
技术介绍
五轴机床包括X直线运动轴、Y直线运动轴、Z直线运动轴以及A旋转轴与C旋转轴，属于高精密设备，其对机床标定具有较高的精度要求。而目前多采用直接测量的方式进行机床标定，一方面，存在标定过程中的一些参量无法通过直接测量得到的情况，如无法直接测量旋转轴坐标系原点与刀具坐标系原点的相对位置关系；另一方面，直接测量得到参量存在误差，从而严重影响机床的标定精度。有鉴于此，如何提供一种五轴机床的标定方案，实现五轴机床的简单、高效标定以及提高标定精度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种五轴机床的标定方法，能够实现五轴机床的简单、高效标定以及提高标定精度；本专利技术的另一目的是提供一种五轴机床的标定系统、装置以及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种五轴机床的标定方法，包括：获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度；根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量以及所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；采集各所述运动轴在预设定点间往复运动时所述预设定点的坐标数据，并根据所述坐标数据得到各所述运动轴的重复定位精度。可选的，通过激光跟踪仪获取所述坐标点以及采集所述坐标数据。可选的，所述根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度，包括：根据θ＝cos-1<n1,n2>计算得到所述运动轴间的所述垂直度；其中，所述θ为所述垂直度，所述n1与所述n2分别为不同的两个所述运动轴对应的所述方向向量。可选的，所述根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量，包括：选定参考点，根据所述参考点与所述交点计算得到旋转轴坐标系原点相对所述参考点的第一偏移量；根据所述参考点与可测点所在平面计算得到刀具坐标系原点相对所述参考点的第二偏移量；根据所述第一偏移量与所述第二偏移量计算得到所述旋转轴坐标系与所述刀具坐标系的相对偏移量。可选的，所述根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量，包括：根据X＝Y＝0，Z＝d+H得到所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；其中，X、Y、Z分别为所述旋转轴坐标系相对所述工件坐标系在X、Y、Z坐标轴方向的相对偏移量，d为所述交点与工件台面的距离，H为工件高度。可选的，所述根据所述坐标数据计算得到各所述运动轴的重复定位精度，包括：根据以及分别得到各所述运动轴的所述重复定位精度；其中，RPl为所述重复定位精度，n为所述坐标数据的数量，Xj、Yj、Zj分别为所述坐标数据的X坐标值、Y坐标值、Z坐标值。可选的，所述根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点，包括：根据所述坐标点通过最小二乘法拟合得到各所述运动轴的所述方向向量及所述两个旋转轴的交点。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种五轴机床的标定系统，包括：坐标点获取模块，用于获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；垂直度计算模块，用于根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度；相对偏移量计算模块，用于根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量以及所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；重复定位精度计算模块，用于采集各所述运动轴在预设定点间往复运动时所述预设定点的坐标数据，并根据所述坐标数据得到各所述运动轴的重复定位精度。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种五轴机床的标定装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的五轴机床的标定方法的步骤。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的五轴机床的标定方法的步骤。本专利技术所提供的五轴机床的标定方法，包括获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度；根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量以及所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；采集各所述运动轴在预设定点间往复运动时所述预设定点的坐标数据，并根据所述坐标数据得到各所述运动轴的重复定位精度。可见，本专利技术所提供的五轴机床的标定方法，通过间接测量的方式实现五轴机床的各项标定。具体而言，获取各运动轴的运动轨迹上的多个坐标点，进而依据此多个坐标点实现各运动轴间垂直度、各坐标系间相对偏移量的标定；采集各运动轴在预设定点间单轴往复运动时，预设定点的坐标数据，进一步根据此坐标数据实现各运动轴的重复定位精度的标定。该标定方法不仅可以实现五轴机床的简单、高效标定，还可以提高标度精度，满足五轴机床的高精度标定的要求。本专利技术所提供的五轴机床的标定系统、装置以及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种五轴机床的标定方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例所提供的一种参考点位置示意图；图3为本专利技术实施例所提供的一种可测点位置的示意图；图4为本专利技术实施例所提供的一种五轴机床的标定系统的示意图；图5为本专利技术实施例所提供的一种五轴机床的标定装置的示意图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种五轴机床的标定方法，能够实现五轴机床的简单、高效标定以及提高标定精度；本专利技术的另一目的是提供一种五轴机床的标定系统、装置以及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为本专利技术实施例所提供的一种五轴机床的标定方法的流程示意图；参考图1可知，该标定方法包括：S100：获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；具体的，本实施例采用间接测量的方式实现机床标定。具体而言，获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，进而分别根据各运动轴的运动轨迹上的各坐标点计算得到各运动轴的方向向量以及A旋转轴与C旋转轴的交点。其中，在一种具体的实施方式中，上述根据坐标点计算得到各运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点包括：根据坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴机床的标定方法，其特征在于，包括：获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度；根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量以及所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；采集各所述运动轴在预设定点间往复运动时所述预设定点的坐标数据，并根据所述坐标数据得到各所述运动轴的重复定位精度。

【技术特征摘要】
1.一种五轴机床的标定方法，其特征在于，包括：获取各运动轴在单轴运动时运动轨迹上的预设数量的坐标点，并根据所述坐标点计算得到各所述运动轴的方向向量及两个旋转轴的交点；根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度；根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量以及所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；采集各所述运动轴在预设定点间往复运动时所述预设定点的坐标数据，并根据所述坐标数据得到各所述运动轴的重复定位精度。2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，通过激光跟踪仪获取所述坐标点以及采集所述坐标数据。3.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述根据各所述运动轴的所述方向向量计算得到所述运动轴间的垂直度，包括：根据θ＝cos-1<n1,n2>计算得到所述运动轴间的所述垂直度；其中，所述θ为所述垂直度，所述n1与所述n2分别为不同的两个所述运动轴对应的所述方向向量。4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，所述根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与刀具坐标系的相对偏移量，包括：选定参考点，根据所述参考点与所述交点计算得到旋转轴坐标系原点相对所述参考点的第一偏移量；根据所述参考点与可测点所在平面计算得到刀具坐标系原点相对所述参考点的第二偏移量；根据所述第一偏移量与所述第二偏移量计算得到所述旋转轴坐标系与所述刀具坐标系的相对偏移量。5.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于，所述根据所述交点计算得到旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量，包括：根据X＝Y＝0，Z＝d+H得到所述旋转轴坐标系与工件坐标系的相对偏移量；其中，X、Y、Z分别为所述旋转轴坐标系相对所述工件坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国栋，张恒，丁梓豪，王正，王振华，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32