CN105290701A - 基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，首先以机床坐标平面为基准，安装固定两轴转台，调整转台安装面与机床坐标平面平行度；待修整工件粘贴标准棱镜，并固定在两轴转台上，调整待加工件初始位置与机床坐标轴平行度；以待加工件初始位置为基准，两轴转台绕机床主轴旋转，旋转角度通过经纬仪+棱镜的测角系统准确定位；两轴转台绕另一轴旋转，使得精测工装对刀面垂直于机床主轴，使工件待修整面处于加工状态；最后机床主轴安装刀具，对待修整面进行修整，直到精度达到要求本发明克服了传统工艺无法准备保证指向精度的不足。该方法具有操作简单，精度高，适用于高指向精度平面的精密修整，可保证角度定位精度。
Description
技术领域
本发明属于高精度机械加工技术领域，具体涉及一种基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，用于高指向精度空间平面的精密修整。
背景技术
近年来，随着星载仪器的指向精度要求提高，对载荷安装平面的指向精度也提出了更高的要求。
针对卫星载荷安装面高精度指向角度需求，根据任意空间平面可以经两次旋转而平行于其他平面的原理，要提高修整面的指向精度，需解决待修整面旋转过程的精准定位和高精度角度测量问题。经纬仪+棱镜高精度测角系统测量精度高达10"，可以解决角度测量精度的难题。
现有技术中，针对高精度载荷安装平面，传统工艺采用先粗加工，然后反复铲刮、测量的修整方法，难以达到设计精度。因此，业界需要一种高精度修整方法来达到指向精度要求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，利用经纬仪+棱镜测角系统和精测工装，准确定位待修整面空间平面的两次旋转角度，实现高指向精度的定位，最终实现空间平面的高指向精度修整。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下：本发明提供了一种基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，步骤包括：
（1）以机床坐标平面为基准，安装固定两轴转台，调整转台安装面与机床坐标平面平行度；
（2）待修整工件粘贴标准棱镜，并固定在两轴转台上，调整待加工件初始位置与机床坐标轴平行度；
（3）以待加工件初始位置为基准，两轴转台绕机床主轴旋转，旋转角度通过经纬仪+棱镜的测角系统准确定位；
（4）两轴转台绕另一轴旋转，使得精测工装对刀面垂直于机床主轴，使工件待修整面处于加工状态；
（5）机床主轴安装刀具，对待修整面进行修整，直到精度达到要求。
一些实施例中，调整转台安装面与机床坐标平面平行度要求小于0.01mm，调整待加工件初始位置与机床坐标轴平行度小于0.01mm。
进一步，步骤（3）中采用经纬仪A、经纬仪B，经纬仪A瞄准工件上的棱镜光轴，两轴转台绕机床Z轴顺时针旋转55°～65°，经纬仪B瞄准棱镜光轴，经纬仪A、经纬仪B对瞄，计算转台转角，直至转角误差小于10"。
进一步，步骤（4）中两轴转台绕另一轴旋转过程中微调两轴转台，直至平行度小于0.01mm，步骤（5）中对待加工平面进行加工，直至平面度小于0.01mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明克服了传统工艺无法准备保证指向精度的不足。通过在普通数控加工中，引入高精度测量系统，实现测量-加工基准的统一，实时在线测量转角精度，保证角度定位精度。发明具有操作简单，精度高，适用于高指向精度平面的精密修整。
附图说明
图1为待修整结构件示意图;
图2为待修整结构件加工前安装状态一示意图;
图3为待修整结构件加工前安装状态二示意图;
图4为待修整结构件加工状态示意图;
图5为精测工装截面示意图;
图6为基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法流程图；
上述图中编号表示：1-结构件、2-基准棱镜、3-两轴转台、4-机床工作台、5-1-经纬仪A、5-2-经纬仪B、6-精测工装。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法具体实施例。
如图1所示，待加工的工件为长1000mm的横梁支架类结构件1，待修整面是一个空间平面，其法向与X轴夹角α为60°±1′，与XOY平面夹角β为60°±1′，平面度要求为0.01mm。
本发明中，基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，包括以下步骤：
步骤一、两轴转台3固定在机床台面4上，调整两轴转台3安装面与机床X0OY0平面平行度小于0.01mm；
步骤二、结构件1上粘贴标准棱镜2，标准棱镜经过精度校核，其指向误差小于10"。将结构件1固定在两轴转台3上，调整结构件1X轴与机床X0平行度小于0.01mm，并安装精测工装6，精测工装6结构简单，其安装面平面度为0.005mm，对刀面平面度为0.005mm，对刀面与安装面角度为60°±10"，可以通过粗加工->精加工->研磨有效保证精测工装精度；
步骤三、用经纬仪A5-1瞄准结构件1上的棱镜2光轴，如图2所示；如图3所示,两轴转台3绕机床Z轴顺时针旋转约60°，经纬仪5-2瞄准棱镜2光轴，经纬仪A5-1、经纬仪B5-2对瞄，计算转台3转角，直至转角误差小于10"；
步骤四、结合图4、图5，两轴转台3绕机床Y0轴顺时针旋转约β角，机床主轴千分表测量精测工装6对刀面与机床X0OY0平行度，并微调两轴转台，直至平行度小于0.01mm,；
步骤五、机床主轴安装刀具，对待加工平面进行加工，直至平面度小于0.01mm。
整个基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法流程如图6所示。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
Claims (6)
1.一种基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述方法包含以下如下步骤：
（1）以机床坐标平面为基准，安装固定两轴转台，调整转台安装面与机床坐标平面平行度；
（2）待修整工件粘贴标准棱镜，并固定在两轴转台上，调整待加工件初始位置与机床坐标轴平行度；
（3）以待加工件初始位置为基准，两轴转台绕机床主轴旋转，旋转角度通过经纬仪+棱镜的测角系统准确定位；
（4）两轴转台绕另一轴旋转，使得精测工装对刀面垂直于机床主轴，使工件待修整面处于加工状态；
（5）机床主轴安装刀具，对待修整面进行修整，直到精度达到要求。
2.根据权利要求1所述的基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，调整转台安装面与机床坐标平面平行度要求小于0.01mm。
3.根据权利要求1所述的基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，调整待加工件初始位置与机床坐标轴平行度小于0.01mm。
4.根据权利要求1所述的基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述步骤（3）中采用经纬仪A、经纬仪B，经纬仪A瞄准工件上的棱镜光轴，两轴转台绕机床Z轴顺时针旋转55°～65°，经纬仪B瞄准棱镜光轴，经纬仪A、经纬仪B对瞄，计算转台转角，直至转角误差小于10"。
5.根据权利要求1所述的基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述步骤（4）中两轴转台绕另一轴旋转过程中微调两轴转台，直至平行度小于0.01mm。
6.根据权利要求1所述的基于测量-加工一体化的高指向精度平面修整方法，其特征在于，所述步骤（5）中对待加工平面进行加工，直至平面度小于0.01mm。
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