CN102941503A - 一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法 - Google Patents

Abstract

一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法，解决数控机床借助测量分中棒对工件基准点的确定采用计算机控制系统技术复杂，系统成本高和采用手动移动测量分中棒的测量触头与工件基准点之间的距离，误差大，操作时间长的技术不足，采用的方法是根据不同进给档位的数控机床，按最长进给距离的进给档位到最短进给距离顺序，手动控制机床进给，逐步将被测基准点确定在不同进给距离的范围内，最终可获得控制数控机床X或Y方向进给最小单元的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和误差值的工件基准点坐标值。有益效果是，测量方法简单，速度快，使测量分中棒成为简单的手动测量工具，该方法对于数控机床对工件的加工或测量带来极大的方便，提高效率10倍以上。

Description

一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法

技术领域

 本发明涉及一种数控机床对工件的加工或测量时，对基准点或测量点的确定方法，特别是一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法。

背景技术

数控机床在对工件的加工过程中，工件基准点的确定精度对于工件加工精度有着重要意义，数控机床在加工时，数控机床的加工主轴中心要与加工工件的基准点对应，该基准点即为加工的起始基点。基点位置的误差将对工件加工精度带来极大的影响。

数控机床在对工件的测量时，测量点的精度对于测量精度也同样具有重要意义，测量点的精度直接影响到测量尺寸的精度。

测量分中棒即为一种接触式测量工具，测量分中棒具有极高的重复精度，重复精度可达0.0003MM，自50年代被英国人发明后，其重复精度一直未得以充分利用，直到70年代，美国军工采用计算机控制系统在数控机床获得测量分中棒的测量触头与工件基准点瞬间接触时的坐标，获取的高精度的测量值。

测量分中棒应用时，测量分中棒安装在数控机床的主轴上，当数控机床的主轴上的测量分中棒的测量触头与工件基准点接触时，测量分中棒发出电信号（如指示灯量或向系统中发出接触信号），如申请人深圳市壹兴佰测量设备有限公司生产的3D测量分中棒产品，已在业界得以应用。但如何确定测量触头与工件基准点瞬间接触位置，现有技术采用：

1、3D测量分中棒借助于计算机控制系统应用在数控机床上，计算机控制系统可在测量分中棒的测量触头与工件基准点接触时的数据组中，找到测量触头与工件基准点瞬间接触时的数据来确定工件基准点的位置坐标。该计算机控制系统技术复杂，系统成本高。

2、3D测量分中棒借助于操作者的经验进行判断。即采用手动移动测量分中棒的测量触头与工件基准点之间的距离，使用该方法的误差在0.015MM以上，而且操作时间长。测量分中棒极高的精度得不到充分的应用。

发明内容

为克服数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定采用计算机控制系统技术复杂，系统成本高和采用手动移动测量分中棒的测量触头与工件基准点之间的距离，误差大，操作时间长的技术不足，本发明公开一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法。

该方法完全依靠操作者的手动操作，即可实现工件基准点的确定，并保证该确定的工件基准点与工件基准点实际位置误差值小于：控制数控机床X或Y方向最小进给单元的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和。

    本发明实现发明目的采用的技术方案是采用以下步骤实现的：

⑴、将测量分中棒安装在数控机床的加工主轴上，并保证测量分中棒测量触头能与被测基准点接触，同时测量分中棒的测量精度值小于数控机床最小进给单元的进给量：

⑵、将数控机床的控制系统装换为手动控制模式，将数控机床进给距离调整为0.1MM档位，手动控制数控机床X或Y方向进给，使测量分中棒测量触头与被测基准点接近，当控制数控机床X或Y方向进给一个0.1MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.1MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭，确定该最小进给单元的X或Y方向的坐标位置，即为工件基准点的初步确定的坐标位置区间为（X₁—X₁ ^、）或（Y₁—Y₁ ^、）；

⑶、在步骤⑵的手动控制模式中，将数控机床进给距离调整为0.01MM档位，在步骤⑵工件基准点的初步确定的坐标位置区间（X₁—X₁ ^、）或（Y₁—Y₁ ^、）内，当控制数控机床X或Y方向进给0.01MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，控制数控机床X或Y方向反向按0.01MM单元逐步退出，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.01MM单元，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭时，确定该0.01MM最小进给单元的X或Y方向的坐标位置即为工件基准点的第二次确定的坐标位置区间为（X₂—X₂ ^、）或（Y₂—Y₂ ^、）；

⑷、步骤⑵的手动控制模式中，将数控机床进给距离调整为0.001MM档位，在步骤⑶工件基准点的第二次确定的坐标位置区间（X₂—X₂ ^、）或（Y₂—Y₂ ^、）内，当控制数控机床X或Y方向进给0.001MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，控制数控机床X或Y方向反向按0.001MM单元逐步退出，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.001MM单元和控制数控机床反向进给误差补偿值时，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭时，该测量分中棒接触指示灯发光点在数控机床数显中心显示的坐标值即为确定的工件基准点坐标，该确定的工件基准点与工件基准点实际位置误差值小于：控制数控机床X或Y方向进给0.001MM单元时的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和。

本发明的有益效果是，测量方法简单，速度快，使测量分中棒的使用成为简单的手动测量工具并使其高精度得不到充分的应用，获得的测量精度小于数控机床最小进给单元的误差值与测量分中棒接触测量误差值之和，该方法对于数控机床对工件的加工或测量带来极大的方便。本发明方法提高效率10倍以上。

具体实施方式

现有数控机床的进给精度为0.001MM最小进给单元，本发明的方法可保证其确定的工件基准点精度为一个最小单元时的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和。

一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法，该方法是将测量分中棒安装在数控机床的加工主轴上，通过手动控制数控机床按不同的进给量，分别实现测量分中棒与工件基准点的接触实现的，该方法是采用以下步骤实现的：

⑴、将测量分中棒安装在数控机床的加工主轴上，并保证测量分中棒测量触头能与被测基准点接触，同时测量分中棒的测量精度值小于数控机床最小进给单元的进给量。

测量分中棒是一种接触式测量工具，为获得工件基准点位置误差在数控机床最小进给单元的进给量范围内，测量分中棒的测量精度应高于数控机床最小进给单元的进给量。

⑵、将数控机床的控制系统装换为手动控制模式，将数控机床进给距离调整为0.1MM档位，手动控制数控机床X或Y方向进给，使测量分中棒测量触头与被测基准点接近，当控制数控机床X或Y方向进给一个0.1MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.1MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭，确定该最小进给单元的X或Y方向的坐标位置，即为工件基准点的初步确定的坐标位置区间为（X₁—X₁ ^、）或（Y₁—Y₁ ^、）。

⑶、在步骤⑵的手动控制模式中，将数控机床进给距离调整为0.01MM档位，在步骤⑵工件基准点的初步确定的坐标位置区间（X₁—X₁ ^、）或（Y₁—Y₁ ^、）内，当控制数控机床X或Y方向进给0.01MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，控制数控机床X或Y方向反向按0.01MM单元逐步退出，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.01MM单元，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭时，确定该0.01MM最小进给单元的X或Y方向的坐标位置即为工件基准点的第二次确定的坐标位置区间为（X₂—X₂ ^、）或（Y₂—Y₂ ^、）。

⑷、步骤⑵的手动控制模式中，将数控机床进给距离调整为0.001MM档位，在步骤⑶工件基准点的第二次确定的坐标位置区间（X₂—X₂ ^、）或（Y₂—Y₂ ^、）内，当控制数控机床X或Y方向进给0.001MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，控制数控机床X或Y方向反向按0.001MM单元逐步退出，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.001MM单元和控制数控机床反向进给误差补偿值时，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭时，该测量分中棒接触指示灯发光点在数控机床数显中心显示的坐标值即为确定的工件基准点坐标，该确定的工件基准点与工件基准点实际位置误差值小于：控制数控机床X或Y方向进给0.001MM单元时的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和。

控制数控机床反向进给误差补偿值是指机床方向间隙，该方向间隙一般可以使用标准量块测得，而且该差补偿值在控制数控机床一定使用时间内基本不发生变化。

上述方法步骤仅以0.1MM、0.01MM和0.001MM三个进给档位的数控机床进行的描述，同理，本发明可以根据不同进给档位的数控机床，按最长进给距离的进给档位到最短进给距离的进给档位顺序逐步按本方法步骤进行操作，即可获得控制数控机床X或Y方向进给最小单元时的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和误差值的工件基准点坐标值。

Claims (1)

1.一种数控机床借助测量分中棒实现对工件基准点的确定方法，该方法是将测量分中棒安装在数控机床的加工主轴上，通过手动控制数控机床按不同的进给量，分别实现测量分中棒与工件基准点的接触实现的，其特征在于：该方法是采用以下步骤实现的：

⑴、将测量分中棒安装在数控机床的加工主轴上，并保证测量分中棒测量触头能与被测基准点接触，同时测量分中棒的测量精度值小于数控机床最小进给单元的进给量：

⑵、将数控机床的控制系统装换为手动控制模式，将数控机床进给距离调整为0.1MM档位，手动控制数控机床X或Y方向进给，使测量分中棒测量触头与被测基准点接近，当控制数控机床X或Y方向进给一个0.1MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.1MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭，确定该最小进给单元的X或Y方向的坐标位置，即为工件基准点的初步确定的坐标位置区间为（X₁—X₁ ^、）或（Y₁—Y₁ ^、）；

⑶、在步骤⑵的手动控制模式中，将数控机床进给距离调整为0.01MM档位，在步骤⑵工件基准点的初步确定的坐标位置区间（X₁—X₁ ^、）或（Y₁—Y₁ ^、）内，当控制数控机床X或Y方向进给0.01MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，控制数控机床X或Y方向反向按0.01MM单元逐步退出，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.01MM单元，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭时，确定该0.01MM最小进给单元的X或Y方向的坐标位置即为工件基准点的第二次确定的坐标位置区间为（X₂—X₂ ^、）或（Y₂—Y₂ ^、）；

⑷、步骤⑵的手动控制模式中，将数控机床进给距离调整为0.001MM档位，在步骤⑶工件基准点的第二次确定的坐标位置区间（X₂—X₂ ^、）或（Y₂—Y₂ ^、）内，当控制数控机床X或Y方向进给0.001MM最小进给单元时，测量分中棒测量触头与被测基准点接触，测量分中棒接触指示灯发光，控制数控机床X或Y方向反向按0.001MM单元逐步退出，当控制数控机床X或Y方向反向退出0.001MM单元和控制数控机床反向进给误差补偿值时，测量分中棒测量触头与被测基准点分离，测量分中棒接触指示灯熄灭时，该测量分中棒接触指示灯发光点在数控机床数显中心显示的坐标值即为确定的工件基准点坐标，该确定的工件基准点与工件基准点实际位置误差值小于：控制数控机床X或Y方向进给0.001MM单元时的进给误差与测量分中棒接触测量误差值之和。