对机床加工头的实际摆长进行测量的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及对机床加工头的实际摆长进行测量的方法及装置，包括：向机床的加工头施加指令组合，以得到至少两个加工图形，该指令组合包括使加工头以偏摆姿态进行加工的指令和以垂直姿态或对称偏摆姿态进行加工的指令；当所述至少两个加工图形之间的实际偏差与对应于偏摆姿态的指令坐标的位置相对于对应于垂直姿态或对称偏摆姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离不同，则判定加工头的实际摆长相对于原始摆长发生了变化；根据所述实际偏差、所述指令坐标距离和所述偏摆姿态的偏摆角度计算得到加工头的实际摆长相对于原始摆长的摆长变化；以及基于原始摆长和摆长变化得到加工头的实际摆长。本发明专利技术能够快速、方便且准确地对加工头的实际摆长进行测量。对加工头的实际摆长进行测量。对加工头的实际摆长进行测量。

【技术实现步骤摘要】
对机床加工头的实际摆长进行测量的方法及装置


[0001]本专利技术涉及机床领域，更具体地涉及用于对机床加工头的实际摆长进行测量的方法及装置。

技术介绍

[0002]对于带有旋转轴的机床，其加工头可以根据加工要求旋转摆动为各种姿态，如图10所示，该可以进行旋转摆动的长度即为加工头的摆长。由于在加工过程中会发生损耗，随着时间的推移，加工头的实际摆长相对于原始摆长会发生变化。更重要的是，在加工不同零件时会有不同的工艺要求，有时会使用不同尺寸的加工头，比如，一台激光切割机床在切割不同零件时就需要使用不同的喷嘴，这些喷嘴的尺寸各不相同，由此也就使得该用于切割的加工头的实际摆长在使用不同喷嘴时也各不相同。
[0003]从图10可以清楚地看到，不同摆长的加工头((a)中的摆长短于(b)中的摆长)要加工出相同的轨迹(L1＝L2时)，需要的运动行程是不一样的(C1<C2)。因此，如果机床加工头的实际摆长相对于原始摆长已经有了偏差，那么仍然按照原始摆长值进行的加工就会发生加工轨迹变形，从而严重影响加工精度。因此，需要在机床加工过程中，特别是加工头尺寸有变化时，及时且准确地对加工头的摆长进行测量和修正。根据该修正后的实际摆长及时调整机床加工方案，这样才能保证加工精度。
[0004]但直接测量加工头的摆长非常困难，且现有的方法也都非常复杂。而且，对于比如前述的激光切割机床来说，换喷嘴又是高频操作，如果每次换喷嘴后都要耗费很多时间来测量摆长，显然会严重影响工作效率。
[0005]因此，亟需一种新的技术能够以简单且快捷的方式来对加工头的实际摆长进行准确的测量。

技术实现思路

[0006]本专利技术就旨在克服现有技术中的上述和/或其它问题。通过本专利技术所提供的对机床加工头的实际摆长进行测量的方法及装置，只需要最少采样两个加工图形，就能准确、方便地测量出加工头的实际摆长。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供一种用于对机床加工头的实际摆长进行测量的方法，包括如下步骤：a)向所述机床的加工头施加指令组合，以得到至少两个加工图形，所述指令组合包括使所述加工头以偏摆姿态进行加工的指令和以垂直姿态或对称偏摆姿态进行加工的指令，所述加工头在所述偏摆姿态下相对于竖直方向偏摆一定角度，所述加工头在所述垂直姿态下垂直于加工表面，所述加工头在所述对称偏摆姿态下相对于竖直方向朝另一方向偏摆所述偏摆姿态的偏摆角度，该偏摆角度小于90
°
，所述偏摆姿态、所述垂直姿态和所述对称偏摆姿态下的所述加工头位于一个平面内；b)当所述至少两个加工图形之间的实际偏差与对应于所述偏摆姿态的指令坐标的位置相对于对应于所述垂直姿态或所述对称偏摆姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离不同，则判定所述加工头的实际摆长相对
于原始摆长发生了变化；c)根据所述实际偏差、所述指令坐标距离和所述偏摆姿态的偏摆角度计算得到所述加工头的实际摆长相对于原始摆长的摆长变化；以及d)基于所述原始摆长和所述摆长变化得到所述加工头的实际摆长。
[0008]根据本专利技术的第二方面，提供一种用于对机床加工头的实际摆长进行测量的装置，包括采样单元、判定单元和计算单元。所述采样单元用于：向所述机床的加工头施加指令组合，以得到至少两个加工图形，所述指令组合包括使所述加工头以偏摆姿态进行加工的指令和以垂直姿态或对称偏摆姿态进行加工的指令，所述加工头在所述偏摆姿态下相对于竖直方向偏摆一定角度，所述加工头在所述垂直姿态下垂直于加工表面，所述加工头在所述对称偏摆姿态下相对于竖直方向朝另一方向偏摆所述偏摆姿态的偏摆角度，该偏摆角度小于90
°
，所述偏摆姿态、所述垂直姿态和所述对称偏摆姿态下的所述加工头位于一个平面内。所述判定单元用于：当所述至少两个加工图形之间的实际偏差与对应于所述偏摆姿态的指令坐标的位置相对于对应于所述垂直姿态或所述对称偏摆姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离不同时判定所述加工头的实际摆长相对于原始摆长发生了变化。所述计算单元用于：根据所述实际偏差、所述指令坐标距离和所述偏摆姿态的偏摆角度计算得到所述加工头的实际摆长相对于原始摆长的摆长变化，并基于所述原始摆长和所述摆长变化得到所述加工头的实际摆长。
[0009]如果机床加工头的实际摆长相对于原始摆长并未变化，那么在上述指令组合下，无论加工头以何种姿态移动了多少距离(包括距离为零，此时为定点加工)，其加工出来的图形之间的偏差应该始终与对应指令坐标的位置之间的距离相等(如果是定点加工，加工图形之间的偏差应该为零，即重合)。因此一旦加工图形之间的偏差与对应姿态下指令坐标的位置之间的距离不同，就说明实际摆长相对于原始摆长发生了变化。本专利技术的上述方法和装置正巧妙地利用了该原理，将加工头的实际摆长与原始摆长的差异映射到加工图形的偏差距离与指令坐标距离的比较上，指令坐标是已知的，从而只要测量最少一个偏摆姿态指令下的加工图形与最少一个垂直姿态或对称偏摆姿态下的加工图形之间的距离，再结合已知的偏摆姿态下的偏摆角度，就能得到加工头的实际摆长相对于原始摆长的差异，从而对实际摆长进行修正。相比于直接测量摆长，本专利技术大大地降低了测量难度，且操作起来也十分方便，而且也不需要额外安装硬件设备，能够快速且准确地对加工头的摆长进行测量，从而同时保证加工的精度和效率。
[0010]如前面所述地，如果机床加工头的实际摆长相对于原始摆长并未变化，那么在上述指令组合下的加工图形之间的偏差应该始终与对应指令坐标的位置之间的距离相等。因此，当所述至少两个加工图形之间的实际偏差与所述指令坐标距离相等，则可以判定所述加工头的实际摆长相对于原始摆长未发生变化，即实际摆长等于原始摆长。
[0011]较佳地，当上述指令组合涉及垂直姿态下的加工指令，也可以多采样几组偏摆姿态指令下的加工图形。具体地，所述指令组合可包括使所述加工头以所述垂直姿态进行加工的指令和使所述加工头以n个所述偏摆姿态进行加工的指令，n为≥2的自然数。可根据各个偏摆姿态i下的偏摆角度、各个偏摆姿态i下所得到的加工图形相对于所述垂直姿态下的加工图形的实际偏差、以及对应于各个偏摆姿态i的指令坐标的位置相对于对应于所述垂直姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离计算得到n个摆长变化(i为1～n)，并对所述n个摆长变化求平均值，以得到最终的摆长变化。由此可进一步提高摆长变化的测量精度，从而
更加准确地对加工头的摆长值进行修正。
[0012]同样地，当所述指令组合涉及对称偏摆姿态下的加工指令，也可以多采样几组偏摆姿态指令下的加工图形和对称偏摆姿态指令下的加工图形。具体地，所述指令组合可包括使所述加工头以n个所述偏摆姿态和n个所述对称偏摆姿态进行加工的指令，n为≥2的自然数。可根据各个偏摆姿态i下的偏摆角度、各个偏摆姿态i下所得到的加工图形相对于各个对应的对称偏摆姿态i下所得到的加工图形的实际偏差、以及对应于各个偏摆姿态i的指令坐标的位置相对于对应于各个对称偏摆姿态i的指令坐标的位置的指令坐标距离计算得到n个摆长变化(i为1～n)，并对所述n个摆长变化求平均值，以得到最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对机床加工头的实际摆长进行测量的方法，包括如下步骤：a)向所述机床的加工头施加指令组合，以得到至少两个加工图形，所述指令组合包括使所述加工头以偏摆姿态进行加工的指令和以垂直姿态或对称偏摆姿态进行加工的指令，所述加工头在所述偏摆姿态下相对于竖直方向偏摆一定角度，所述加工头在所述垂直姿态下垂直于加工表面，所述加工头在所述对称偏摆姿态下相对于竖直方向朝另一方向偏摆所述偏摆姿态的偏摆角度，该偏摆角度小于90
°
，所述偏摆姿态、所述垂直姿态和所述对称偏摆姿态下的所述加工头位于一个平面内；b)当所述至少两个加工图形之间的实际偏差与对应于所述偏摆姿态的指令坐标的位置相对于对应于所述垂直姿态或所述对称偏摆姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离不同，则判定所述加工头的实际摆长相对于原始摆长发生了变化；c)根据所述实际偏差、所述指令坐标距离和所述偏摆姿态的偏摆角度计算得到所述加工头的实际摆长相对于原始摆长的摆长变化；以及d)基于所述原始摆长和所述摆长变化得到所述加工头的实际摆长。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b)中，当所述实际偏差与所述指令坐标距离相等，则判定所述加工头的实际摆长相对于原始摆长未发生变化。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述指令组合包括使所述加工头以所述垂直姿态进行加工的指令和使所述加工头以n个所述偏摆姿态进行加工的指令，n为≥2的自然数，并且所述步骤c)包括：根据各个偏摆姿态i下的偏摆角度、各个偏摆姿态i下所得到的加工图形相对于所述垂直姿态下的加工图形的实际偏差、以及对应于各个偏摆姿态i的指令坐标的位置相对于对应于所述垂直姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离计算得到n个摆长变化，i为1～n；以及对所述n个摆长变化求平均值，以得到最终的摆长变化。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述指令组合包括使所述加工头以n个所述偏摆姿态和n个所述对称偏摆姿态进行加工的指令，n为≥2的自然数，并且所述步骤c)包括：根据各个偏摆姿态i下的偏摆角度、各个偏摆姿态i下所得到的加工图形相对于各个对应的对称偏摆姿态i下所得到的加工图形的实际偏差、以及对应于各个偏摆姿态i的指令坐标的位置相对于对应于各个对称偏摆姿态i的指令坐标的位置的指令坐标距离计算得到n个摆长变化，i为1～n；以及对所述n个摆长变化求平均值，以得到最终的摆长变化。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述指令组合包括使所述加工头以(m1+m2)个所述偏摆姿态和m1个所述对称偏摆姿态进行加工的指令以及使所述加工头以所述垂直姿态进行加工的指令，m1和m2皆为≥1的自然数，并且所述步骤c)包括：根据所述m1个偏摆姿态中各个偏摆姿态i下的偏摆角度、所述m1个偏摆姿态中各个偏摆姿态i下所得到的加工图形相对于所述m1个对称偏摆姿态中各个对应对称偏摆姿态i下所得到的加工图形的实际偏差、以及对应于各个偏摆姿态i的指令坐标的位置相对于对应
于各个对称偏摆姿态i的指令坐标的位置的指令坐标距离计算得到m1个摆长变化，i为1～m1；根据所述m2个偏摆姿态中各个偏摆姿态i
’
下的偏摆角度、所述m2个偏摆姿态中各个偏摆姿态i
’
下所得到的加工图形相对于所述垂直姿态下的加工图形的实际偏差、以及对应于各个偏摆姿态i
’
的指令坐标的位置相对于对应于所述垂直姿态的指令坐标的位置的指令坐标距离计算得到m2个摆长变化，i
’
为1～m2；以及对所述(m1+m2)个摆长变化求平均值，以得到最终的摆长变化。6.如权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其特征在于，对应于所述偏摆姿态、所述垂直姿态和所述对称偏摆姿态的指令坐标的位置完全相同。7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加工图形包括点、直线和曲线。8.一种用于对机床加工头的实际摆长进行测量的装置，包括：采样单元，用于向所述机床的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢淼，徐力宇，
申请(专利权)人：上海柏楚电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：