一种数控加工角度自动测量方法技术

本发明专利技术涉及数控加工技术，具体涉及一种数控加工角度自动测量方法。步骤为(1)分析数控机床结构和零件加工工艺，针对零件角度测量特征要素，分析测量方式，确定移动轴和数据提取轴，从而确立特征测量方案；(2)根据特征测量方案，建立特征测量模型，对零件特征进行分类，针对不同零件特征，编制模块化特征测量程序；(3)根据特征测量程序，进行数据测量采集周期的全过程防错体系建立，本发明专利技术提高机床回转角度控制精度，保证零件的加工质量，有效提高加工自动化、标准化、智能化水平，提高加工效率，降低成本，降低加工风险。

【技术实现步骤摘要】
一种数控加工角度自动测量方法
本专利技术涉及数控加工技术，具体涉及一种数控加工角度自动测量方法。
技术介绍
数控机床上目前采用的在线测量技术主要是以三坐标测量为主，而航空发动机上大部分零件以环形件为主，向心角度特征较多，多为四轴或者多于四轴加工的零件，需要对零件的角度数据进行测量。越来越多的零件生产应用现有的加工技术，控制机床回转角度和零件角度特征测量能力比较有限，传统加工技术必须通过手动测量的方法，从而保证零件的加工质量，加工效率低，人为影响因素大，人力成本高。随着国内外形势的不断变换，对航空发动机稳定性、可靠性、一致性，质量，效率，成本，都提出了更高的要求，因此迫切需要找到一种有效解决此类问题的方法。通过在线测量技术的不断开发应用，我们意识到这可能是一种高效、低成本、自动化解决此类问题的一种方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种数控加工角度自动测量方法，解决了数控机床回转角度和零件角度测量对零件质量和自动化加工造成深远的影响，提高机床回转角度控制精度，保证零件的加工质量，有效提高加工自动化、标准化、智能化水平，提高加工效率，降低成本，降低加工风险。本专利技术的技术方案如下：一种数控加工角度自动测量方法，按以下步骤执行：(1)分析数控机床结构和零件加工工艺，针对零件角度测量特征要素，分析测量方式，确定移动轴和数据提取轴，从而确立特征测量方案；(2)根据特征测量方案，建立特征测量模型，对零件特征进行分类，针对不同零件特征，编制模块化特征测量程序；(3)根据特征测量程序，进行数据测量采集周期的全过程防错体系建立，确保测量循环准确无误并保证移动过程安全，不会发生轨迹偏差和异常移动，确保零件安全。上述的一种数控加工角度自动测量方法，步骤(2)中，针对不同的零件特征，通过修改零件特征参数，实现不同特征测量程序的快速切换。上述的一种数控加工角度自动测量方法，步骤(2)中，采用数控加工中心红外线或蓝牙测头的基础信号编程方式，建立测量循环，对零件特征角度进行在线测量，测量数据自动传递到设定的机床参数中保存，该机床参数为自定义参数，为统一标准，并满足后续自动化生产线布局需要，采用由开发人名字的汉语拼音首字母连在一起作为开头，结合常用参数R形成自定义参数LSR_R[整数]。上述的一种数控加工角度自动测量方法，步骤(3)中，所述数据测量采集周期的全过程防错体系具体为：对影响测量操作的动作做防错判断、对每一个测量数据进行防错判断、对位置数据做防错判断，同时设立自定义报警号，编写报警号说明书，通过报警号快速找到报警位置，查找报警原因，消除报警。如果是A轴或B轴机床零点角度测量出现报警，操作员通过查看确认报警数据，把数据汇报给设备维保人员，提出机床精度检测和维修请求，由设备维保人员进行精度检测和恢复，促进设备自主管理与保障制度的逐步完善。同时根据特征测量程序，设立测量数据输出接口，为未来三坐标测量与设备自动测量网络化数据交换预留接入参数。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术实现角度特征数据的快速自动测量，实现了四轴、五轴角度的直接测量，弥补了三坐标测量设备的不足，解决数控机床回转角度和零件角度测量对零件质量和自动化加工造成深远的影响；(2)本专利技术提高了机床回转角度控制精度，保证零件的加工质量，是简化编程、实现自动化的基础；(3)本专利技术预留数据接口，为航空发动机零件自动化、智能化制造、数字化生产线建设打下坚实基础。(4)本专利技术解决了现有五轴机床机床A轴精度校准、零件特征角度的快速找正及测量难题，提升了机床的自动化能力，提升了机床利用率，有效降低人力成本，具有较高的经济和实用价值。附图说明图1为机床A轴精度快速校准示意图；图2为零件A轴或者B轴特征要素角度直接测量示意图具体实施方式一种数控加工角度自动测量方法包括如下步骤：步骤(1)分析数控机床结构和零件加工工艺，针对零件角度测量特征要素，分析测量方式，确定移动轴和数据提取轴，从而确立特征测量方案：根据机床结构，现有的五坐标加工中心有两种布局方式，一种是一摆头一摆台，另一种是双摆台。双摆台的A、B轴精度校准可以用数控加工中心的红外线或蓝牙测头对工作台A轴工作台平面、B轴找正带进行测量校正；一摆头一摆台的五坐标加工中心比较特殊，摆头精度的测量方法为利用机内对刀激光对芯棒200mm长两点中心位置进行测量，测出偏差，利用三角函数计算出A轴的摆角偏差，如附图一所示。对于零件角度特征的直接测量，根据零件结构将最常见的内孔、槽等内部角度特征，凸台、筋、管子等外部角度特征，以及平面、斜面等角度特征三种情况列为角度特征测量模块，摆台五轴加工中心A轴和B轴的测量其原理还是平面的测量校准，如附图二所示。综上所述，包括四个特征测量模块。步骤(2)根据特征测量方案，建立特征测量模型，对零件特征进行分类，针对不同零件特征，编制模块化特征测量程序：针对不同的零件特征，通过修改零件特征参数，实现不同特征测量程序的快速切换；采用数控加工中心红外线或蓝牙测头的基础信号编程方式，建立测量循环，对零件特征角度进行在线测量，测量数据自动传递到设定的机床参数中保存，该机床参数为自定义参数，为统一标准，并满足后续自动化生产线布局需要，采用由开发人名字的汉语拼音首字母连在一起作为开头，结合常用参数R形成自定义参数LSR_R[整数]。模块一、A轴精度快速校准模块：在主轴安装可自动换刀300mm芯棒，利用机内对刀装置，用激光在SPOS＝0、SPOS＝180位置分别测出1、2两点中心和3、4两点中心，测量出两点中心偏差ΔY，利用公式θ＝arctan(ΔY/200)自动计算出A轴角度偏差，编制自动测量补偿程序，自动补偿到机床坐标系，实现A轴坐标系的快速校准。程序占用自定义参数LSR_R[100]、LSR_R[101]、LSR_R[102]、LSR_R[103]、LSR_R[104]、LSR_R[105]、LSR_R[106].自动补偿到$P_UIFR[1,A,FI]当中。模块二、内孔、槽等内部角度特征测量：利用工件在线测量系统，测头移动路线为移动到孔、槽内，正向转B或A轴，当测头触发时停止，自动记录当前角度值LSR_R[110]＝$AA_MM[B],然后负向转B或A轴，当测头触发时停止，自动记录当前角度值LSR_R[111]＝$AA_MM[B]，{LSR_R[110]+LSR_R[111]}/2即为内孔、槽等中心角度。实现零件内孔、槽等内部角度的自动测量。程序占用自定义参数LSR_R[107]、LSR_R[108]、LSR_R[109]、LSR_R[110]、LSR_R[111]、LSR_R[112]。模块三、凸台、筋、管子等外部角度特征测量：利用工件在线测量系统，测头移动路线为移动到凸台、筋、管子的负向一侧，正向转B或A轴，当测头触发时停止，自动记录当前角度值LSR_R[119]＝$AA_MM[B],抬起测头，移动路线为移动到凸台、筋、管子的正向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控加工角度自动测量方法，其特征在于，按以下步骤执行：/n(1)分析数控机床结构和零件加工工艺，针对零件角度测量特征要素，分析测量方式，确定移动轴和数据提取轴，从而确立特征测量方案；/n(2)根据特征测量方案，建立特征测量模型，对零件特征进行分类，针对不同零件特征，编制模块化特征测量程序；/n(3)根据特征测量程序，进行数据测量采集周期的全过程防错体系建立，确保测量循环准确无误并保证移动过程安全，不会发生轨迹偏差和异常移动，确保零件安全。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控加工角度自动测量方法，其特征在于，按以下步骤执行：
(1)分析数控机床结构和零件加工工艺，针对零件角度测量特征要素，分析测量方式，确定移动轴和数据提取轴，从而确立特征测量方案；
(2)根据特征测量方案，建立特征测量模型，对零件特征进行分类，针对不同零件特征，编制模块化特征测量程序；
(3)根据特征测量程序，进行数据测量采集周期的全过程防错体系建立，确保测量循环准确无误并保证移动过程安全，不会发生轨迹偏差和异常移动，确保零件安全。


2.根据权利要求1所述的一种数控加工角度自动测量方法，其特征在于，步骤(2)中，针对不同的零件特征，通过修改零件特征参数，实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春艳，栗生锐，俸跃伟，刘培科，刘德生，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21