【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在机测量技术，具体为一种基于台阶面测量的工件位置补偿方法。
技术介绍
1、在机械加工领域，大部分情况下，加工前均需要对工件位置进行找正，以确定工件的实际装夹位置以及与理论位置的偏差，以进行调整，保证加工的精度。
2、在机测量技术是一种在机床上，联合测头，实现工件自动检测的技术。其可对工件进行实时补偿，可以避免人工反复找正和重新调整工件位置，通过补偿加工路径，在工件装夹和理论位置存在偏差的情况下，依然可以对工件进行精确加工，提高加工效率和产品良率。
3、在机测量自动找正的过程中，需要找到几个基准元素，可以定义工件在六自由度上的偏差基准，通过这几个基准的测量，得到工件位置偏差值，对工件进行自动找正。
4、现场某些工件中，若可进行找正的特征是一组相互平行、但是单个面积都相对较小的平面，单单通过一个较小平面的测量，无法准确反映工件在此位置和方向上的特性，主要原因在于：
5、1、小平面能布置的测量点个数有限。
6、2、小平面对于单个测量点偏差的反映更加敏感。
7、对于小平面的定义，并没有具体的数值范围，需要现场根据实际应用需求判断，并进行具体方案的制定。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种基于台阶面测量的工件位置补偿方法，可测量高度不相同的平行平面上的测量点，通过测量点平移，构建单一平面特征，并通过此平面特征联合其它基本元素计算工件位置补偿值。
2、为了实现
3、1）创建台阶面测量元素，规划理论测量点。
4、测量点个数为 n，；
5、1.1）生成的每个测量点信息包括探测位置和探测方向。
6、1.2）不重合测量点的最小个数为3。测量点可以分布在多个平行平面上，每个平行平面上的测量点个数为1~n个均可。
7、1.3）台阶面上所有测量点的探测方向必须互相平行。
8、2）根据理论测量点，计算台阶面的理论特征，包括面上点和方向。
9、首先需要确定基准测量点，基准测量点的可以任选，可以为但不限于第一个理论测量点。通过基准测量点的位置和基准点的探测方向以确定理论基准平面，面上点为，法向为，反向亦可。
10、将除基准测量点之外台阶面上所有的测量点平移到理论基准平面上，应用平移后的测量点进行台阶平面的理论值计算，最后需要通过第一个测量点的探测方向校正一下平面法向，保证拟合后的平面的法向始终指向材料外侧，以符合实际的工程需求。由于此时应用的测量点均是理论值，所以拟合出来的平面和理论基准平面相同。
11、3）选择工件上合适的理论几何元素，联合台阶面，构建理论工件位置坐标系；
12、可构建坐标系的元素组合类型很多，比如两个平面+台阶面，台阶面+直线+圆等，此处不一一列举。构建坐标系的过程中，台阶面的处理方式和一般的平面元素相同。
13、4）应用在机测量技术，在机床端通过测头探测，获得台阶面在工件上对应的实际点
14、。
15、5）根据台阶面实际测量点，计算台阶面的实际特征，包括面上点和方向。
16、首先需要对除了基准点实测值之外的所有点的实测值进行平移。比如某一点的实测值为 ，则此点对应的理论值 ，其理论值在理论基准平面上的投影点为，计算平移距离和方向：
17、
18、
19、将沿着方向平移距离，得到平移后的点。
20、所有实测点均按照上述方法平移后，应用平移后的点拟合平面，平面法向保证和基准点探测方向的反向夹角为锐角，获得台阶面的实际特性：面上点为，法向为。
21、6）应用在机测量技术，获得用于构建工件位置补偿的其它几何元素的实际特征，联合台阶面实际特性，建立实际工件位置坐标系。
22、7）根据理论坐标系和实际坐标系，反算机床系统可用的工件位置平移量、旋转量，进行工件位置补偿。
23、与现有技术相比，本专利技术方法适用于对存在多个相互平行的小平面的工件进行工件位置补偿，台阶面综合了多个平行平面的特征，使得计算结果更加符合现场应用需求。本专利技术提供了一种特定工况下的工件找正方案，提高了工件位置补偿的计算精度，有助于现场的加工精度和加工效率的提升。
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1.基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：所述步骤1），创建测量点过程中，测量点可以分别布置在多个相互平行的平面上。
3.根据权利要求2所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：每个平面上的测量点个数可以为1~n。
4.根据权利要求1所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：所述步骤2），将除基准测量点之外台阶面上所有的理论测量点平移到理论基准平面上，通过平移后的点进行台阶平面的理论值计算，基准点可以为但不限于第一个理论测量点，基准点与其探测方向共同确定理论基准平面。
5.根据权利要求1所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：所述步骤5），台阶面的实际特征计算，需要将测量点的实测值进行平移，平移距离为测量点理论位置到理论基准平面之间的距离，平移方向为由测量点的理论位置指向其在理论基准平面上投影点的向量。
【技术特征摘要】
1.基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：所述步骤1），创建测量点过程中，测量点可以分别布置在多个相互平行的平面上。
3.根据权利要求2所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：每个平面上的测量点个数可以为1~n。
4.根据权利要求1所述的基于台阶面测量的工件位置补偿方法，其特征在于：所述步骤2），将除...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，冉伟亮，周小龙，孙辉，董竞哲，
申请(专利权)人：西安精雕软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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