一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法技术

本发明专利技术涉及五轴激光装备，具体涉及一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。本发明专利技术的目的是解决现有五轴激光装备存在难以进行RTCP标定的技术问题，提供一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。该设备包括基座、旋转台、俯仰调整装置、轴向调整装置、CCD探测器和控制器；旋转台安装于基座上，其旋转轴线水平设置；CCD探测器安装于轴向调整装置上，轴向调整装置安装于俯仰调整装置上，俯仰调整装置安装于旋转台上；或者，CCD探测器安装于俯仰调整装置上，俯仰调整装置安装于轴向调整装置上，轴向调整装置安装于旋转台上；控制器根据五轴激光装备的运动程序控制旋转台旋转、根据CCD探测器反馈信息计算五轴激光装备的RTCP参数以及偏移量。该方法利用该设备进行。

【技术实现步骤摘要】
一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法
本专利技术涉及标定设备，具体涉及一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。
技术介绍
RTCP(英文名为RotationalToolCenterPoint，可翻译为旋转刀具中心编程)是五轴机床实现刀具中心管理功能的数控系统编程，也是判断一个五轴机床是真五轴还是假五轴的唯一衡量标准。五轴机床中的五轴用于协同控制机床中刀具中心点的位置，从而使刀具实际加工点落在刀具与工件表面实际的接触点上。这里的五轴，如图1所示，具体包含X、Y、Z三个相互垂直的直线轴构成的三维直角坐标系、围绕Z轴旋转的C轴、以及围绕X轴旋转的A轴，当然围绕Z轴旋转的C轴也可以替换为围绕Y轴旋转的B轴。加工零件时，机床的五个轴需要进行复杂的多坐标运动学变换，对于不含RTCP功能的五轴机床而言，由于其运算需要在CAM软件的后处理过程中进行，故生成的程序只能被一台设备使用，其它机床加工同种零件时，需要重新生成程序，属于假五轴机床。而对于含有RTCP功能的五轴机床，由于其坐标系变换在控制器中完成，这样轴偏参数可以记录在机床数控系统的寄存器列表中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴激光装备RTCP标定设备，其特征在于：包括基座(1)、旋转台(2)、俯仰调整装置(3)、轴向调整装置(4)、CCD探测器(5)和控制器；/n所述旋转台(2)安装于基座(1)上，其旋转轴线水平设置；/n所述CCD探测器(5)安装于轴向调整装置(4)上，轴向调整装置(4)安装于俯仰调整装置(3)上，俯仰调整装置(3)安装于旋转台(2)上；/n或者，所述CCD探测器(5)安装于俯仰调整装置(3)上，俯仰调整装置(3)安装于轴向调整装置(4)上，轴向调整装置(4)安装于旋转台(2)上；/n所述控制器根据五轴激光装备(8)的运动程序控制旋转台(2)旋转、根据CCD探测器(5)反馈信息计算五轴...

【技术特征摘要】
1.一种五轴激光装备RTCP标定设备，其特征在于：包括基座(1)、旋转台(2)、俯仰调整装置(3)、轴向调整装置(4)、CCD探测器(5)和控制器；
所述旋转台(2)安装于基座(1)上，其旋转轴线水平设置；
所述CCD探测器(5)安装于轴向调整装置(4)上，轴向调整装置(4)安装于俯仰调整装置(3)上，俯仰调整装置(3)安装于旋转台(2)上；
或者，所述CCD探测器(5)安装于俯仰调整装置(3)上，俯仰调整装置(3)安装于轴向调整装置(4)上，轴向调整装置(4)安装于旋转台(2)上；
所述控制器根据五轴激光装备(8)的运动程序控制旋转台(2)旋转、根据CCD探测器(5)反馈信息计算五轴激光装备(8)的RTCP参数以及偏移量。


2.根据权利要求1所述的五轴激光装备RTCP标定设备，其特征在于：所述旋转台(2)的轴定位精度＜4角秒，轴重复定位精度＜3角秒。


3.根据权利要求2所述的五轴激光装备RTCP标定设备，其特征在于：所述CCD探测器(5)的分辨率为2448×2048，光学尺寸为三分之二英尺，像素尺寸为3.45μm×3.45μm，帧率为79.1fps。


4.根据权利要求3所述的五轴激光装备RTCP标定设备，其特征在于：所述基座(1)为大理石材质。


5.一种基于权利要求1至4任一所述标定设备的五轴激光装备RTCP标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)调整标定设备
1.1)将五轴激光装备RTCP标定设备固定于五轴激光装备(8)的工作台(6)上，对其CCD探测器(5)进行调平，使得CCD探测器(5)靶面平行于工作台面，所述五轴激光装备(8)的五轴包括X、Y、Z三个相互垂直的直线轴构成的三维直角坐标系，围绕X轴旋转的A轴，围绕Z轴旋转的C轴或者围绕Y轴旋转的B轴；
1.2)将五轴激光装备(8)的A轴、C轴旋转至零位，去掉激光加工头(7)上的聚焦镜，使激光垂直向下，使激光加工头(7)沿Z轴上下移动，在CCD探测器(5)上观察光斑位置，若光斑位置不变动，则激光垂直于CCD探测器(5)靶面；若光斑位置变动，则调整激光方向，直至光斑位置不再变动；
1.3)在激光加工头(7)上安装聚焦镜，使激光加工头(7)沿Z轴上下移动，在CCD探测器(5)上观察光斑位置，光斑最小时为焦点位置，将五轴激光装备RTCP标定设备当前位置设为其原点位置，建立RTCP标定设备的三维直角坐标系，并令RTCP标定设备的三维直角坐标系与五轴激光装备(8)三维直角坐标系的方向相同；
2)参数标定
所述参数包括AB、BC、CD和DE，点A为五轴激光装备(8)C轴的旋转中心，点C为五轴激光装备(8)A轴的旋转中心；AB为A轴旋转中心和C轴旋转中心在Y轴的偏置，BC为C轴旋转中心和A轴旋转中心在X轴的偏置，CD为C轴旋转中心和A轴旋转中心在Z轴偏置，DE为激光和CD偏置之间的距离；
2.1)以绝对运动模式使C轴从零位逆时针旋转90°，使激光加工头(7)沿X和Y轴移动，直至聚焦光斑移动到CCD探测器(5)中心位置，CCD探测器(5)获取激光加工头(7)沿X轴移动距离ΔX11以及沿Y轴移动距离ΔY11，且ΔX11和ΔY11满足以下关系：
ΔX11＝AB1+DE1+BC1；
ΔY11＝AB1+DE1-BC1；
控制器分别计算(AB1+DE1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，安永刚，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61