一种锪窝深度精确控制方法技术

本发明专利技术公开了一种锪窝深度精确控制方法，通过对锪窝设备与工件表面的误差补偿实现锪窝深度精确控制，包括：通过刀具进给的外闭环控制实现刀具进给过程中机械间隙补偿；使用高精度对刀仪对刀具长度测量，实现刀具磨损补偿；在压力脚进给轴上安装高精度位移传感器实现工件变形补偿；在压力脚上安装高精度测距传感器进行法矢测量，通过法矢修正对窝深误差补偿；对锪窝边缘表面曲率分析，实曲率误差补偿。本发明专利技术可以实现弱刚性曲面锪窝深度的高精度控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
一种锪窝深度精确控制方法


[0001]本专利技术涉及制孔
，具体涉及一种锪窝深度精确控制方法。

技术介绍

[0002]精确控制锪窝深度的关键是精确控制刀具和工件的相对位置，然而，制孔过程中刀具的长度、刀具与工件曲面的法矢、刀具进给精度、压紧力和轴向切削力使工件在刀具进给方向的变形和工件表面的曲率都会影响锪窝深度的精确控制。对于不同类型的曲面，当压力脚沿法向压紧工件时，压力脚与工件的接触位置与工件制孔位置在刀具进给方向上存在偏差，实际加工中需要修正刀具的进给深度，消除其对锪窝深度精度产生的影响。由于锪窝过程中，压紧力与轴向切削力使工件在刀具进给方向产生形变，这种变形改变了刀具和工件之间与哪有精确的相对位置，使刀具的进给深度减小，从而造成锪窝深度误差。进给轴定位精度确定刀具进给方向的运动精度，它对锪窝精度至关重要。由于进给轴的刚需和传动间隙等问题，进给伺服轴自身位置反馈会导致刀具较大定位误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种锪窝深度精确控制方法，解决了锪窝深度控制的技术问题。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种锪窝深度精确控制方法，包括如下步骤：
[0006]S1，启动，程序初始化并开始自检，打开通信接口，建立通讯；
[0007]S2，刀具位置检测：每次换刀后需要使用对刀仪进行刀具位置检测；
[0008]S3，法矢调整：通过压力脚上的传感器计算出压力脚与工件的法向夹角，通过多次迭代，将刀具方向与工件法矢夹角控制在一个接受范围内；
[0009]S4，曲率补偿：计算压力脚与工件的接触位置与工件制孔位置在刀具进给方向上存在的偏差量，修正刀具的进给深度；
[0010]S5,开始锪窝；
[0011]S6，压头精度补偿：监控工件的变形，获取锪窝位置准确的变形量并且补偿刀具进给；
[0012]S7，进给精度误差补偿：进给轴安装高精度光栅作为外部位置反馈传感器，通过外部全闭环控制算法保证最低定位精度不低于0.005mm；
[0013]S8，锪窝完成。
[0014]所述步骤S3中的压力脚上安装有4个高精度测距传感器，传感器之间的夹角为90
°
，当压力脚接触工件时，4个传感器可以测量出与工件的距离，通过4个传感器数据可以计算出压力脚与工件的法向夹角。
[0015]所述步骤S3中的法向夹角计算公式为：
[0016][0017][0018]其中为X方向的夹角，β为Y方向的夹角，l为相对称两测距传感器的距离，s1、s2、s3、s4、分别代表四个测距传感器读数经过水平线性化后的值，θ代表测距传感器倾斜角度。
[0019]步骤S4中计算压力脚与工件的接触位置与工件制孔位置在刀具进给方向上存在的偏差量的计算分为以下四类：
[0020]a.当工件表面为类球凸面时，刀具进给深度的修正量为：
[0021][0022]b.当工件表面为类球凹面时，刀具进给深度的修正量为：
[0023][0024]c.当工件表面为类柱凸面时，压力脚检测误差为0，此时刀具进给深度的修正量为：
[0025][0026]d.当工件表面为类柱凹面时，刀具进给深度修正量为：
[0027][0028]其中r
ph_in
表示压力脚端面内圆半径，r
ph_out
表示压力脚端面外圆半径，r
hl
表示锪窝孔半径,R为工件曲率半径。
[0029]所述步骤S6中通过在压紧轴上采用高精度光栅尺实现工件变形量的高精度检测，且压紧轴位移检测综合精度控制在0.005mm内。
[0030]基于上述技术方案，可产生如下技术效果：
[0031]本专利技术通过对锪窝设备与工件表面的误差补偿实现锪窝深度精确控制，包括：通过刀具进给的外闭环控制实现刀具进给过程中机械间隙补偿；使用高精度对刀仪对刀具长度测量，实现刀具磨损补偿；在压力脚进给轴上安装高精度位移传感器实现工件变形补偿；在压力脚上安装高精度测距传感器进行法矢测量，通过法矢修正对窝深误差补偿；对锪窝边缘表面曲率分析，实曲率误差补偿。系统可以实现弱刚性曲面锪窝深度的高精度控制。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的控制流程图；
[0033]图2是本专利技术的系统控制组成图；
[0034]图3是本专利技术的控制原理图；
[0035]图4是本专利技术中压力脚接触类球凸面示意图；
[0036]图5是本专利技术中压力脚接触类球凹面示意图；
[0037]图6是本专利技术中压力脚接触类柱凸面示意图；
[0038]图7是本专利技术中压力脚接触类柱凹面示意图。
具体实施方式
[0039]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0040]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0041]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。
[0042]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，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，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作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。
[0043]如图1
‑
图7所示，一种锪窝深度精确控制方法，包括如下步骤：
[0044]S1，启动，程序初始化并开始自检，打开通信接口，建立通讯；
[0045]S2，刀具位置检测：每次换刀后需要使用对刀仪进行刀具位置检测；
[0046]S3，法矢调整：通过压力脚上的传感器计算出压力脚与工件的法向夹角，通过多次迭代，将刀具方向与工件法矢夹角控制在一个接受范围内；
[0047]S4，曲率补偿：计算压力脚与工件的接触位置与工件制孔位置在刀具进给方向上存在的偏差量，修正刀具的进给深度；
[0048]S5,开始锪窝；
[0049]S6，压头精度补偿：监控工件的变形，获取锪窝位置准确的变形量并且补偿刀具进给；
[0050]S7，进给精度误差补偿：进给轴安装高精度光栅作为外部位置反馈传感器，通过外部全闭环控制算法保证最低定位精度不低于0.005mm；
[0051]S8，锪窝完成。
[0052]所述步骤S3中的压力脚上安装有4个高精度测距传感器，传感器之间的夹角为90
°
，当压力脚接触工件时，4个传感器可以测量出与工件的距离，通过4个传感器数据可以计算出压力脚与工件的法向夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锪窝深度精确控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，启动，程序初始化并开始自检，打开通信接口，建立通讯；S2，刀具位置检测：每次换刀后需要使用对刀仪进行刀具位置检测；S3，法矢调整：通过压力脚上的传感器计算出压力脚与工件的法向夹角，通过多次迭代，将刀具方向与工件法矢夹角控制在一个接受范围内；S4，曲率补偿：计算压力脚与工件的接触位置与工件制孔位置在刀具进给方向上存在的偏差量，修正刀具的进给深度；S5,开始锪窝；S6，压头精度补偿：监控工件的变形，获取锪窝位置准确的变形量并且补偿刀具进给；S7，进给精度误差补偿：进给轴安装高精度光栅作为外部位置反馈传感器，通过外部全闭环控制算法保证最低定位精度不低于0.005mm；S8，锪窝完成。2.根据权利要求1所述的一种锪窝深度精确控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的压力脚上安装有4个高精度测距传感器，传感器之间的夹角为90
°
，当压力脚接触工件时，4个传感器可以测量出与工件的距离，通过4个传感器数据可以计算出压力脚与工件的法向夹角。3.根据权利要求1所述的一种锪窝深度精确控制方法，其特征在于，所述步骤S3中的法向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，雷沛，陈强，孙海龙，田李明，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：