CN105094052B - 数控机床及自动修正精度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数控机床及自动修正精度方法，所述数控机床包括一加工设备、设置在所述加工设备上的自动换刀机构、一控制中心，所述数控机床还包括一探针，所述控制中心包括一自动运算模块、一运动控制模块和一测量模块，所述自动修正精度方法包括：步骤1、向所述自动运算模块输入工件加工尺寸信息和公差参数；步骤2、所述加工设备进行初始加工；步骤3、所述探针进行测量；若工件符合要求，结束程序；若不符合，进入步骤4；步骤4、所述加工设备进行修正加工，完成后，进入步骤3。

Description

数控机床及自动修正精度方法
技术领域
本发明涉及一种数控机床及自动修正精度方法。
背景技术
目前，公知的精密加工目前的方式是：
在做精密零部件加工时,一般都需要老师傅进行操作，经过多次的测量或试加工才能达到公差等级要求，存在人工操作、周期长、操作繁琐的缺点，具体步骤如下：
第一步、确定加工要求。(加工一个直径100mm的内圆,要求公差为正负0.02mm)；
第二步、设定补偿值。(由于机床的精度/刀具的直径的大小误差/或电极丝的直径误差/热变位等.老师傅在加工时会使用刀具直径补正加工。一般用G41D01指令，此时的D01会预留0.01至0.10mm的余量.假设此时D01＝0.02mm)
第三步、手动测量粗加工结果(在粗加后,精加工前,会拆下精加工的刀具,换上寻边器或其它接触感知工具进行手动人工测量内孔直径)；
第四步、设定精加工补偿值。(如果测量为100.03mm，则会修改G41D01的刀具直径磨损补偿，比如，修改为D01＝0.01mm)；
第四步、手动检测精加工结果。(加工后，使用寻边器，再次测量，如果测量结果为100.01mm，则使用塞规，进行测试，如果通止规测试合格，则加工结束)；
第五步、如果达到要求，加工结束，如果没有达到，修改补偿值，在回到第三步，重复第三步、第四步和第五步，直到满足加工要求。
然而采用这样的检测方法存在以下问题：
(1)测量加工零件A的过程需要经验相当丰富的加工人员才能胜任，且效率不高，导致人力成本较高；
(2)有人为因素，在人疲劳时，可能导致测量不准，重复性差，造成次品。
本发明需要解决的技术问题就是抛弃人工或手动的方法，采用自动智能的方式提供工件符合公差要求的精密加工方法,此方法智能、简单，且新员工可操作，无需有经验的老师傅就能完成工作任务，且复杂精细工作由数控系统自动计算完成，重复性高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术效率低、人力成本较高，不精确的缺陷，提供一种数控机床及自动修正精度方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种数控机床，包括一加工设备、设置在所述加工设备上的自动换刀机构、一控制中心，其特点在于，所述数控机床还包括一探针，所述控制中心包括一自动运算模块、一运动控制模块和一测量模块，其中，
所述运动控制模块用于控制所述加工设备运行，并控制所述自动换刀机构进行装夹；
所述探针用于检测工件的边缘，并向所述测量模块发出检测信号；
所述测量模块用于控制所述运动控制模块运动，所述测量模块还用于根据接收到的所述检测信号生成一工件测量尺寸信息，并将所述工件测量尺寸信息传递到所述自动运算模块；
所述自动运算模块用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，并根据所述工件加工尺寸信息和公差参数生成一初始加工指令；
所述自动运算模块还用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正加工指令；
所述自动运算模块还用于将所述初始加工指令或所述修正加工指令传递到所述运动控制模块。
较佳地，所述自动运算模块包括一参数输入模块、一初始补偿模块、一修正补偿模块和一指令生成模块，其中，
所述参数输入模块用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，将所述工件加工尺寸信息传递到所述指令生成模块和所述修正补偿模块，将所述公差参数传递到所述初始补偿模块和所述修正补偿模块；
所述初始补偿模块用于根据所述公差参数生成一初始补偿参数；
所述修正补偿模块用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正补偿参数；
所述指令生成模块用于根据所述初始补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一初始加工指令；
所述指令生成模块还用于根据所述修正补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一修正加工指令。
较佳地，所述公差参数包括一上公差和一下公差，所述初始补偿参数为所述上公差和所述下公差的均值。
较佳地，所述修正补偿模块生成所述修正补偿参数前，先将所述工件测量尺寸信息减去所述工件加工尺寸信息，并得出一尺寸差值，
当所述尺寸差值小于所述下公差，或大于所述上公差时，所述修正补偿模块生成修正补偿参数，并将所述修正补偿参数传送到所述指令生成模块；
当所述尺寸差值大于等于所述下公差，且小于等于所述上公差时，所述修正补偿模块停止运行。
一种自动修正精度方法，其特点在于，其通过所述的数控机床实现，其包括以下步骤：
步骤1、向所述自动运算模块输入工件加工尺寸信息和公差参数；
步骤2、所述加工设备进行初始加工；
步骤3、所述探针进行测量；若工件符合要求，结束程序；若不符合，进入步骤4；
步骤4、所述加工设备进行修正加工，完成后，进入步骤3。
较佳地，所述自动运算模块包括一参数输入模块、一初始补偿模块、一修正补偿模块和一指令生成模块，其中，
所述参数输入模块用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，将所述工件加工尺寸信息传递到所述指令生成模块和所述修正补偿模块，将所述公差参数传递到所述初始补偿模块和所述修正补偿模块；
所述初始补偿模块用于根据所述公差参数生成一初始补偿参数；
所述修正补偿模块用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正补偿参数；
所述指令生成模块用于根据所述初始补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一初始加工指令；
所述指令生成模块还用于根据所述修正补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一修正加工指令。
较佳地，所述公差参数包括一上公差和一下公差，所述初始补偿参数为所述上公差和所述下公差的均值。
较佳地，所述修正补偿模块生成所述修正补偿参数前，先将所述工件测量尺寸信息减去所述工件加工尺寸信息，并得出一尺寸差值，
当所述尺寸差值小于所述下公差，或大于所述上公差时，所述修正补偿模块生成修正补偿参数，并将所述修正补偿参数传送到所述指令生成模块；
当所述尺寸差值大于等于所述下公差，且小于等于所述上公差时，所述修正补偿模块停止运行。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明的各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：通过本发明的运用，可以不用人工检测，不需要有经验的老师傅才能完成精密件的加工，新人或学徒工得可以做到精密加工。减少培训的时间，减少工人的工资支付。
附图说明
图1为本发明数控机床的控制中心结构框图。
图2为本发明数控机床的整体结构示意图。
图3为本发明数控机床的自动修正精度方法流程图。
具体实施方式
下面举出较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1-3所示，本发明的数控机床，包括一加工设备和一控制中心1、所述加工设备包括自动换刀机构22、驱动器231、驱动器232、驱动器233、电机241、电机242、电机243。
如图2所示，所述数控机床还包括一探针21。探针21是通过自动换刀机构22进行装夹的。加工零件时，自动换刀机构22用于装夹刀具25，而测量时，便装夹探针21。而现有技术中，可以对于刀具25的运动轨迹进行控制，所以同样也可以对探针21的运动轨迹控制。
如图1所示，控制中心1包括一自动运算模块11、一运动控制模块12和一测量模块13，其中，
运动控制模块12用于控制所述加工设备运行，并控制自动换刀机构22进行装夹；
探针21用于检测工件的边缘，并向测量模块13发出检测信号；
测量模块13用于控制运动控制模块12运动，测量模块13还用于根据接收到的所述检测信号生成一工件测量尺寸信息，并将工件测量尺寸信息传递到自动运算模块11；
自动运算模块11用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，并根据工件加工尺寸信息和公差参数生成一初始加工指令；
自动运算模块11还用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正加工指令；
自动运算模块11还用于将所述初始加工指令或所述修正加工指令传递到运动控制模块12。
其中，自动运算模块11包括一参数输入模块111、一初始补偿模块112、一修正补偿模块113和一指令生成模块114，其中，
参数输入模块111用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，将所述工件加工尺寸信息传递到指令生成模块114和修正补偿模块113，将所述公差参数传递到初始补偿模块112和修正补偿模块113；
初始补偿模块112用于根据所述公差参数生成一初始补偿参数；
修正补偿模块113用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正补偿参数；
指令生成模块114用于根据所述初始补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一初始加工指令；
指令生成模块114还用于根据所述修正补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一修正加工指令。
所述公差参数包括一上公差和一下公差，所述初始补偿参数为所述上公差和所述下公差的均值。
所述修正补偿模块生成所述修正补偿参数前，先将所述工件测量尺寸信息减去所述工件加工尺寸信息，并得出一尺寸差值，
当所述尺寸差值小于所述下公差，或大于所述上公差时，修正补偿模块113生成修正补偿参数，并将所述修正补偿参数传送到指令生成模块114；
当所述尺寸差值大于等于所述下公差，且小于等于所述上公差时，修正补偿模块113停止运行。
如图2所示，本实施例还包括一种自动修正精度方法，其通过所述的数控机床实现，其包括以下步骤：
步骤401、向所述自动运算模块输入工件加工尺寸信息和公差参数；
步骤402、所述加工设备进行初始加工；
步骤403、所述探针进行测量；若工件符合要求，结束程序；若不符合，进入步骤404；
步骤404、所述加工设备进行修正加工，完成后，进入步骤3。
实际运行中，本发明的数控机床运行具体步骤如下：
第一步、根据加工要求设定参数(新员工加工一个直径100mm的内圆,看到加工单上标明要求公差为正负0.02，，输入公差0.02mm)；
第二步、数控系统自动计算粗加工余量(在精加工时留余量0.01至0.10mm)；
第三步、数控系统自动修改补偿值，进行粗加工(修改D01的补正值.假设此时D01＝0.02mm)；
第四步、自动检测，重复加工(如满足加工条件，加工结束)。
其中自动过程由数控机床自动完成，具体步骤如下：
第一步、更换探针。(在粗加工完成后,精加工之前，会自动的放回精加工的刀具到刀库，换上检测刀具：探针(BLUM或REINISHAW)进行自动测量内孔直径，如果是电加工机床，则无需换刀。直接使用放电电极(电极丝或工具电极)进行测量；
第二步、误差检测(探针更具探测路径，对加工结果进行探测)；
第三步、修改补偿值(如果测量为100.03mm，则数控机床会自动修改G41D01的刀具直径磨损补偿，比如，修改为D01＝0.01mm)；
第四步、自动进行精加工；
第五步、加工结束。如果误差超出超出，数控机床自动修改补偿值，重复第五步和第六步。(如果测量结果在100.01mm或99.99mm之间，精密加工完成，使用通止规进行测试，如果通止规测试合格，则加工结束)；
第六步、修整计算(如果通止规不合格,新员工，按下继续加工键，则进入自动修整阶段，每次自动精修0.001mm或其它值，直到使用通止规进行测试直至尺寸合格)。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种数控机床，包括一加工设备、设置在所述加工设备上的自动换刀机构、一控制中心，其特征在于，所述数控机床还包括一探针，所述控制中心包括一自动运算模块、一运动控制模块和一测量模块，其中，
所述运动控制模块用于控制所述加工设备运行，并控制所述自动换刀机构进行装夹；
所述探针用于检测工件的边缘，并向所述测量模块发出检测信号；
所述测量模块用于控制所述运动控制模块运动，所述测量模块还用于根据接收到的所述检测信号生成一工件测量尺寸信息，并将所述工件测量尺寸信息传递到所述自动运算模块；
所述自动运算模块用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，并根据所述工件加工尺寸信息和公差参数生成一初始加工指令；
所述自动运算模块还用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正加工指令；
所述自动运算模块还用于将所述初始加工指令或所述修正加工指令传递到所述运动控制模块，
所述自动运算模块包括一参数输入模块、一初始补偿模块、一修正补偿模块和一指令生成模块，其中，
所述参数输入模块用于接收一工件加工尺寸信息和公差参数，将所述工件加工尺寸信息传递到所述指令生成模块和所述修正补偿模块，将所述公差参数传递到所述初始补偿模块和所述修正补偿模块；
所述初始补偿模块用于根据所述公差参数生成一初始补偿参数；
所述修正补偿模块用于接收所述工件测量尺寸信息，并根据所述工件加工尺寸信息、公差参数和工件测量尺寸信息生成一修正补偿参数；
所述指令生成模块用于根据所述初始补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一初始加工指令；
所述指令生成模块还用于根据所述修正补偿参数和所述工件加工尺寸信息生成一修正加工指令。
2.如权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述公差参数包括一上公差和一下公差，所述初始补偿参数为所述上公差和所述下公差的均值。
3.如权利要求2所述的数控机床，其特征在于，所述修正补偿模块生成所述修正补偿参数前，先将所述工件测量尺寸信息减去所述工件加工尺寸信息，并得出一尺寸差值，
当所述尺寸差值小于所述下公差，或大于所述上公差时，所述修正补偿模块生成修正补偿参数，并将所述修正补偿参数传送到所述指令生成模块；
当所述尺寸差值大于等于所述下公差，且小于等于所述上公差时，所述修正补偿模块停止运行。
4.一种自动修正精度方法，其特征在于，其通过如权利要求1-3任意一项所述的数控机床实现，其包括以下步骤：
步骤1、向所述自动运算模块输入工件加工尺寸信息和公差参数；
步骤2、所述加工设备进行初始加工；
步骤3、所述探针进行测量；若工件符合要求，结束程序；若不符合，进入步骤4；
步骤4、所述加工设备进行修正加工，完成后，进入步骤3。
5.如权利要求4所述的自动修正精度方法，其特征在于，所述公差参数包括一上公差和一下公差，所述初始补偿参数为所述上公差和所述下公差的均值。
6.如权利要求5所述的自动修正精度方法，其特征在于，所述修正补偿模块生成所述修正补偿参数前，先将所述工件测量尺寸信息减去所述工件加工尺寸信息，并得出一尺寸差值，
当所述尺寸差值小于所述下公差，或大于所述上公差时，所述修正补偿模块生成修正补偿参数，并将所述修正补偿参数传送到所述指令生成模块；
当所述尺寸差值大于等于所述下公差，且小于等于所述上公差时，所述修正补偿模块停止运行。
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