随形测量加工控制方法及其在首饰加工领域的应用技术

本发明专利技术公开了随形测量加工控制方法及其在首饰加工领域的应用，方法包括步骤1.按照标准首饰坯件外形尺寸，预先编写数控机床自动加工的坐标程序；2.控制加工机床的探头围绕首饰坯件自动逐点随形探测，得到首饰坯件需加工的外形面的空间坐标位置，并反馈到数控机床的电脑中；3.将探测首饰坯件的外形面空间坐标与标准首饰坯件外形空间坐标进行比对和计算，得到加工校准数据，自动补偿到所述预先自动加工的坐标参数中，得到数控机床的实际加工参数；4.启动数控机床刀头加工，得到标准首饰坯件。可动态随形测量每件首饰，自动精密校正补偿偏差，大大提高了数控机床的加工精度，使各类首饰加工合格率达到99.8％以上，报废率显著降低。

Control method of shape following measurement and its application in jewelry processing

【技术实现步骤摘要】
随形测量加工控制方法及其在首饰加工领域的应用
本方案属于机械加工领域，具体首饰加工应用领域。
技术介绍
数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统自动化程度高，按照设计的运行程序工作，有三轴运动的数控机床，也有五轴运动的数控机床，其中XYZ三轴机械臂能立体空间移动，五轴数控机床加工精度高，具有稳定的加工质量，通常用来加工金属零件和塑料部件。很多首饰如黄金、白银、K金、铂金、钯金及其它金属手饰等各种首饰加工通常都靠人工加工配合简单的电动打磨工具，比如专利名称为《空心手镯制造一体化设备》，CN201711431380.4，是在传统的空心手镯制造工艺中，将金银片料加工成圆管和将圆管加工成环体两个工序借助机械加工，但这样操作加工精度难以达到0.1-0.5毫米手镯雕刻花纹的要求，不能保证上千个手镯大小厚度，精细花纹一致。目前五轴数控机床，只用来加工不锈钢、铸铁等硬质金属材料，没有发现运用于首饰加工领域实现大批量工业化统一自动生产。这是因为不同首饰的形状大小、质地、内外侧花纹都有不同，由于每个首饰粗胚体存在细微的厚度不同和尺寸差别，比如不同部位存在0.2-1毫米差别，加上装配到机床夹具上固定时，存在首饰装夹偏差值，另外五轴运动的数控机床本身存在机械偏差值，包括线性误差、水平方向直线度、垂直方向直线度、水平面内偏摆角、垂直面内俯仰角以及绕测量轴旋转的滚摆角偏差，多方面的偏差值累计起来常导致机械加工首饰时按固定程序加工，刀具运行工作不稳定，容易出现0.05-1毫米的雕刻花纹误差，就导致产品报废率大，达4-25％，材料耗费成本巨大，影响首饰品质卖不出去。首饰因为形状多变化，质地较软，要求加工花纹，打磨角度极其精准，传统数控机床没有合适精准的探测方式，以及先进的比对控制算法，无法根据每件首饰的偏差值，精准补偿控制刀具运行位置，无法实现各类外形首饰表面加工深度精准度达0.01-0.2毫米。现有机床加工技术无法保证工业化生产连接一天加工上千件首饰，有高品质和极低的报废率。
技术实现思路
本专利技术提供随形测量加工控制方法及其在首饰加工领域的应用，该方法采用独特的探测方式和采集计算数据方式，动态随形测量每件首饰，自动精密校正补偿偏差，大大提高了数控机床的加工精度，使各类首饰加工合格率达到同行先进水平，报废率显著降低，节约了材料成本。本专利技术提供随形测量加工控制方法在首饰加工领域的应用，按照标准首饰坯件外形尺寸，预先编写数控机床自动加工程序；设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，确定首饰外形加工校准数据，控制改变数控机床刀头加工参数，动态探测并加工每件首饰符合首饰品质要求，这种加工控制方法在首饰加工领域的应用。进一步，所述随形测量加工控制方法应用在手镯、吊坠、挂件、戒指、项链、耳环、头饰的首饰加工；所述设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，确定首饰外形加工校准数据，具体包括设定三坐标首饰外形面加工位置，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，比较得到首饰坯件加工校准数据，自动补偿到所述预先自动加工的坐标参数中，得到数控机床的实际加工参数。进一步，所述设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，具体包括以首饰中心点为加工首饰三坐标原点，均匀分成多个圆周角度，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，比较得到首饰坯件加工校准数据；或者以首饰表面为基准面，将首饰外形面分成XY轴网格面，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，比较得到首饰坯件加工校准数据。本专利技术还提供一种随形测量加工首饰的控制方法，包括步骤1.按照标准首饰坯件外形尺寸，预先编写数控机床自动加工的坐标程序输入到数控机床电脑中；步骤2.控制数控机床的探头围绕首饰坯件加工面自动逐点随形探测，得到首饰坯件需加工的外形面的空间坐标位置，并反馈到数控机床的电脑中；步骤3.将探测首饰坯件需加工的外形面空间坐标与标准首饰坯件外形空间坐标进行比对和计算，得到加工校准数据，并将校准数据自动补偿到所述预先自动加工的坐标参数中，得到数控机床的实际加工参数；步骤4.启动数控机床刀头，按照所述实际加工参数，机床刀头始终沿首饰坯件实际外形面加工，得到标准首饰坯件。进一步，所述步骤2具体包括：根据首饰种类，设置探测的方式，以及探头运行的空间位置，均匀划分多个打点坐标逐点随形探测；设置探头运行的控制程序，按照所述打点坐标去探测，并记录每个点的偏差信息，反馈给数控机床。进一步，所述步骤2具体包括：对于立体圆形或椭圆首饰，以立体圆形或椭圆首饰的中心点为三轴坐标原点，沿着首饰的水平面，每隔N个角度在圆形或椭圆首饰坯件需加工的端面或者外侧面的法向对应位置上，快速均匀的生成360/N个打点坐标，控制探头按照打点坐标逐点随形探测，实时记录圆形或椭圆首饰坯件需加工的外形面的空间坐标位置，并反馈到数控机床的电脑中；对于平面首饰，以首饰表面为基准面，将首饰外形面分成XY轴网格面，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，实时记录平面首饰坯件需加工的外形面的空间坐标位置，并反馈到数控机床的电脑中；对于弧形首饰，以弧形首饰的中心点为三轴坐标原点，沿着弧形首饰的水平面，每隔N个角度在弧形首饰坯件需加工的弧面法向对应位置上，快速均匀的生成360/N个打点坐标，控制探头按照打点坐标逐点随形探测，实时记录弧形首饰坯件需加工的外形面的空间坐标位置，并反馈到数控机床的电脑中。进一步，所述步骤3还包括通过探头的移动探测，还采集机械偏差值和首饰装夹偏差值，通过定位计算，一起自动补偿到所述预先自动加工的坐标参数中，得到数控机床的实际加工参数。进一步，数控机床的探头采用机械接触式探针，或者为激光非接触式探头；所述机械接触式探针包括针头、弹性部件、压力传感器、数据传送装置，压力传感器电性连接所述数据传送装置，将针头接触的探测参数通过数据传送装置发送给数控机床的电脑；所述激光非接触式探头包括激光发射器、采集器、数据传送装置，采集器电性连接所述数据传送装置，将采集器探测参数通过数据传送装置发送给数控机床的电脑。进一步，对于立体圆形首饰或椭圆形首饰加工，采用五轴数控机床，固定首饰的装夹设备采用内撑的装夹方式进行表面加工；对于非圆形首饰或类椭圆形弧面首饰加工，采用五轴或三轴数控机床，固定首饰的装夹设备采用内撑或外夹的装夹方式进行表面加工；对于平面首饰加工，采用五轴或三轴数控机床，固定首饰的装夹设备采用外夹的装夹方式进行表面加工。进一步，所述数控机床根据首饰种类、形状，设置更换刀头的时间点和位置点，按照打点坐标逐点随形加工首饰。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本申请人是深圳市黄金珠宝加工龙头企业，一直努力研发创新无氰镀金和首饰精密加工，有先进独创的技术实现首饰工业化环保生产，其专利技术《一种无氰亚硫酸盐镀金液及其应用》已获得2019年国家专利奖的专利技术优秀奖。在不断的研发过程中，本申请人利用独特的探测装置和动态随形测量计算数据方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.随形测量加工控制方法在首饰加工领域的应用，其特征在于：按照标准首饰坯件外形尺寸，预先编写数控机床自动加工程序；设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，确定首饰外形加工校准数据，控制改变数控机床刀头加工参数，动态探测并加工每件首饰符合首饰品质要求，这种加工控制方法在首饰加工领域的应用。/n

【技术特征摘要】
1.随形测量加工控制方法在首饰加工领域的应用，其特征在于：按照标准首饰坯件外形尺寸，预先编写数控机床自动加工程序；设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，确定首饰外形加工校准数据，控制改变数控机床刀头加工参数，动态探测并加工每件首饰符合首饰品质要求，这种加工控制方法在首饰加工领域的应用。


2.根据权利要求1所述随形测量加工控制方法在首饰加工领域的应用，其特征在于：应用在手镯、吊坠、挂件、戒指、项链、耳环、头饰的首饰加工；所述设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，确定首饰外形加工校准数据，具体包括设定三坐标首饰外形面加工位置，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，比较得到首饰坯件加工校准数据，自动补偿到所述预先自动加工的坐标参数中，得到数控机床的实际加工参数。


3.根据权利要求1或2所述随形测量加工控制方法在首饰加工领域的应用，其特征在于：所述设定立体空间坐标位置，通过自动逐点随形探测首饰坯件外形面空间位置，具体包括以首饰中心点为加工首饰三坐标原点，均匀分成多个圆周角度，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，比较得到首饰坯件加工校准数据；或者以首饰表面为基准面，将首饰外形面分成XY轴网格面，通过探针自动逐点随形接触首饰坯件外形面，比较得到首饰坯件加工校准数据。


4.一种随形测量加工首饰的控制方法，其特征在于：包括步骤
步骤1.按照标准首饰坯件外形尺寸，预先编写数控机床自动加工的坐标程序输入到数控机床电脑中；
步骤2.控制数控机床的探头围绕首饰坯件加工面自动逐点随形探测，得到首饰坯件需加工的外形面的空间坐标位置，并反馈到数控机床的电脑中；
步骤3.将探测首饰坯件需加工的外形面空间坐标与标准首饰坯件外形空间坐标进行比对和计算，得到加工校准数据，并将校准数据自动补偿到所述预先自动加工的坐标参数中，得到数控机床的实际加工参数；
步骤4.启动数控机床刀头，按照所述实际加工参数，机床刀头始终沿首饰坯件实际外形面加工，得到标准首饰坯件。


5.根据权利要求4所述一种随形测量加工首饰的控制方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：
根据首饰种类，设置探测的方式，以及探头运行的空间位置，均匀划分多个打点坐标逐点随形探测；
设置探头运行的控制程序，按照所述打点坐标去探测，并记录每个点的偏差信息，反馈给数控机床。


6.根据权利要求4或5所述一种随形测量加工首饰的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐双喜，
申请(专利权)人：深圳市联合蓝海黄金材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44