CN105302067B - 制孔法向调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制孔法向调整方法，其包括步骤：S0，机床的法矢偏角和姿态初始化，设定达标法矢偏角和最大调姿次数；S1，测量法矢偏角及检验；S3，姿态择优选取及运动，根据已存储的多次调姿中的法矢偏角，选择法矢偏角最小的姿态作为择优姿态，控制机床运动到择优姿态；以及S4，返回调姿结果并结束。本发明的制孔法向调整方法实现了在法向偏角达标时停止调姿，同时结合达标检验和多次调姿择优实现了在有限次数内进行多次姿态调整以寻找最佳姿态，改善了调姿的最终效果，并提高了调姿的效率。

Description

制孔法向调整方法
技术领域
本发明涉及自动化制造领域，尤其涉及一种制孔法向调整方法。
背景技术
在大型装备的自动化制孔中，往往需要在制孔前对工件的法向进行测量，并调整机床的姿态使主轴对准工件的法向，然后再进行钻孔操作。调整机床的姿态时，理论上可以通过一次调整实现法向的对准，但由于法向测量误差、机床运动误差和工件变形等，一次调整可能无法达到最佳的效果。如果采用测量和调整的多次循环，则可能出现调整次数过多的情况。此外，在法向测量的时候，也可能由于光线遮挡等导致测量失败。因此，简单的一次调整或者循环多次调整都无法很好地满足复杂工况下的制孔法向调姿。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种制孔法向调整方法，其能实现在法向偏角达标时停止调姿，也能够实现在有限次数内进行多次姿态调整以寻找最佳姿态，改善了调姿的最终效果，并提高了调姿的效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种制孔法向调整方法，其包括步骤：S0、S1、S2、S3、以及S4。
S0，机床1的法矢偏角和姿态初始化，设定达标法矢偏角和最大调姿次数。
S1，测量法矢偏角及检验，包括步骤：S11，利用法矢测量装置测量机床与工件(未示出)的法矢偏角；S12，对步骤S11进行判断，以确定测量过程成败；S13，判断当前法矢偏角测量是否为首次法矢偏角测量；S14，将当前的机床姿态和测量的法矢偏角进行存储；S15，判断当前法矢偏角大小是否达标；以及S16，判断当前姿态调整次数是否达到姿态调整次数上限。
S2，计算关节参数及机床运动，包括步骤：S21，根据步骤S11测量得到的法矢偏角，计算机床在法矢对准时目标姿态的各个关节参数；S22，判断机床是否能够到达目标姿态；S23，根据步骤S21计算的目标姿态的各个关节参数，使机床运动到目标姿态；以及S24，调姿次数加一进行累计。
S3，姿态择优选取及运动，根据步骤S14中已存储的多次调姿中的法矢偏角，选择法矢偏角最小的姿态作为择优姿态，控制机床运动到择优姿态。
S4，返回调姿结果并结束，包括步骤：S41，返回“顺利完成”的信息给数控系统，并结束调姿程序；S42，返回“择优完成”的信息给数控系统，并结束调姿程序；以及S43，返回“调姿失败”的信息给数控系统，并结束调姿程序。
其中，首先执行步骤S0，设定达标法矢偏角和最大调姿次数；然后执行步骤S11，利用法矢测量装置测量机床与工件的法矢偏角。执行完步骤S11之后，执行步骤S12，在步骤S12中对步骤S11进行判断，以确定测量过程成败，若测量过程失败，在步骤S12之后执行步骤S13；若测量成功，则在步骤S12之后执行步骤S14，步骤S14之后执行步骤S15。
在执行步骤S13中，若当前法矢偏角测量为首次法矢偏角测量，说明法矢偏角在首次法矢偏角测量时出现异常，则步骤S13之后执行步骤S43；若当前法矢偏角测量为非首次法矢偏角测量，说明在之前的调姿中有成功测量的姿态，则步骤S13之后执行步骤S3。
在执行步骤S15中，若当前法矢偏角小于或等于达标法矢偏角，则在步骤S15之后执行步骤S41；若当前法矢偏角大于达标法矢偏角，则在步骤S15之后执行步骤S16。
在执行步骤S16中，若当前姿态调整次数达到姿态调整次数上限，则在步骤S16之后执行步骤S3；若未达到姿态调整次数上限，则在步骤S16之后执行步骤S21。
在执行步骤S21中，根据步骤S11测量得到的法矢偏角，计算机床在法矢对准时目标姿态的各个关节参数。
在执行步骤S21之后执行步骤S22，在步骤S22中，若机床能到达目标姿态，则执行步骤S23；若机床不能到达目标姿态，则执行步骤S3。
在执行步骤S23中，根据步骤S21计算的目标姿态的各个关节参数，使机床运动到目标姿态。
在执行步骤S3之后执行步骤S24，调姿次数加一，且在执行步骤S24之后返回执行步骤S11，以进行下一循环的法矢偏角测量。
本发明的有益效果如下：
本发明的制孔法向调整方法实现了在法向偏角达标时停止调姿，同时结合达标检验和多次调姿择优实现了在有限次数内进行多次姿态调整以寻找最佳姿态，改善了调姿的最终效果，并提高了调姿的效率。
附图说明
图1是根据本发明的制孔法向调整方法的控制步骤的流程示意图；
图2是根据本发明的制孔法向调整方法的机床的立体图。
其中，附图标记说明如下：
1 机床
11 主轴
12 压脚头
121 位移传感器
13X 移动关节
14Y 移动关节
15Z 移动关节
16C 旋转关节
17A 旋转关节
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的制孔法向调整方法。
参照图1至图2，根据本发明的制孔法向调整方法，其包括步骤：S0、S1、S2、S3、以及S4。
S0，机床1的法矢偏角和姿态初始化，设定达标法矢偏角和最大调姿次数。
S1，测量法矢偏角及检验，包括步骤：S11，利用法矢测量装置测量机床1与工件(未示出)的法矢偏角；S12，对步骤S11进行判断，以确定测量过程成败；S13，判断当前法矢偏角测量是否为首次法矢偏角测量；S14，将当前的机床姿态和测量的法矢偏角进行存储；S15，判断当前法矢偏角大小是否达标；以及S16，判断当前姿态调整次数是否达到姿态调整次数上限。
S2，计算关节参数及机床1运动，包括步骤：S21，根据步骤S11测量得到的法矢偏角，计算机床1在法矢对准时目标姿态的各个关节参数；S22，判断机床1是否能够到达目标姿态；S23，根据步骤S21计算的目标姿态的各个关节参数，使机床1运动到目标姿态；以及S24，调姿次数加一进行累计。
S3，姿态择优选取及运动，根据步骤S14中已存储的多次调姿中的法矢偏角，选择法矢偏角最小的姿态作为择优姿态，控制机床1运动到择优姿态。
S4，返回调姿结果并结束，包括步骤：S41，返回“顺利完成”的信息给数控系统，并结束调姿程序；S42，返回“择优完成”的信息给数控系统，并结束调姿程序；以及S43，返回“调姿失败”的信息给数控系统，并结束调姿程序。
其中，首先执行步骤S0，设定达标法矢偏角和最大调姿次数；然后执行步骤S11，利用法矢测量装置测量机床1与工件的法矢偏角。执行完步骤S11之后，执行步骤S12，在步骤S12中对步骤S11进行判断，以确定测量过程成败，若测量过程失败，在步骤S12之后执行步骤S13；若测量成功，则在步骤S12之后执行步骤S14，步骤S14之后执行步骤S15。
在执行步骤S13中，若当前法矢偏角测量为首次法矢偏角测量，说明法矢偏角在首次法矢偏角测量时出现异常，则步骤S13之后执行步骤S43；若当前法矢偏角测量为非首次法矢偏角测量，说明在之前的调姿中有成功测量的姿态，则步骤S13之后执行步骤S3。
在执行步骤S15中，若当前法矢偏角小于或等于达标法矢偏角，则在步骤S15之后执行步骤S41；若当前法矢偏角大于达标法矢偏角，则在步骤S15之后执行步骤S16。
在执行步骤S16中，若当前姿态调整次数达到姿态调整次数上限，则在步骤S16之后执行步骤S3；若未达到姿态调整次数上限，则在步骤S16之后执行步骤S21。
在执行步骤S21中，根据步骤S11测量得到的法矢偏角，计算机床1在法矢对准时目标姿态的各个关节参数。
在执行步骤S21之后执行步骤S22，在步骤S22中，若机床1能到达目标姿态，则执行步骤S23；若机床1不能到达目标姿态，则执行步骤S3。
在执行步骤S23中，根据步骤S21计算的目标姿态的各个关节参数，使机床1运动到目标姿态。
在执行步骤S3之后执行步骤S24，调姿次数加一，且在执行步骤S24之后返回执行步骤S11，以进行下一循环的法矢偏角测量。
本发明的制孔法向调整方法实现了在法向偏角达标时停止调姿，同时结合达标检验和多次调姿择优实现了在有限次数内进行多次姿态调整以寻找最佳姿态，改善了调姿的最终效果，并提高了调姿的效率。
在一实施例中，在步骤S0中，可设定达标法矢偏角为0.1°，当然不限如此，还可根据需要设定为其它适当的角度。
在一实施例中，在步骤S0中，可设定最大调姿次数为5，当然不限如此，还可根据需要将最大调姿次数设定为其它数值。
在一实施例中，参照图2，在步骤S11中，机床1为五轴机床1，五轴机床1具有：主轴11；以及压脚头12，安装于主轴11的前端且具有法矢测量功能，以测量机床1与工件的法矢偏角。进一步地，在步骤S21中，机床1的关节参数包括：X移动关节13、Y移动关节14、Z移动关节15、C旋转关节16以及A旋转关节17共五个关节参数，同时，在步骤S11中，压脚头12上安装有用于法矢测量的位移传感器121。

Claims (6)

1.一种制孔法向调整方法，其特征在于，包括步骤：
S0，机床(1)的法矢偏角和姿态初始化，设定达标法矢偏角和最大调姿次数；
S1，测量法矢偏角及检验，包括步骤：
S11，利用法矢测量装置测量机床(1)与工件的法矢偏角；
S12，对步骤S11进行判断，以确定测量过程成败；
S13，判断当前法矢偏角测量是否为首次法矢偏角测量；
S14，将当前的机床姿态和测量的法矢偏角进行存储；
S15，判断当前法矢偏角大小是否达标；以及
S16：判断当前姿态调整次数是否达到姿态调整次数上限；
S2，计算关节参数及机床(1)运动，包括步骤：
S21，根据步骤S11测量得到的法矢偏角，计算机床(1)在法矢对准时目标姿态的各个关节参数；
S22，判断机床(1)是否能够到达目标姿态；
S23，根据步骤S21计算的目标姿态的各个关节参数，使机床(1)运动到目标姿态；以及
S24，调姿次数加一进行累计；
S3，姿态择优选取及运动，根据步骤S14中已存储的多次调姿中的法矢偏角，选择法矢偏角最小的姿态作为择优姿态，控制机床(1)运动到择优姿态；
S4，返回调姿结果并结束，包括步骤：
S41，返回“顺利完成”的信息给数控系统，并结束调姿程序；
S42，返回“择优完成”的信息给数控系统，并结束调姿程序；以及S43，返回“调姿失败”的信息给数控系统，并结束调姿程序；
其中：
首先执行步骤S0，设定达标法矢偏角和最大调姿次数；
然后执行步骤S11：利用法矢测量装置测量机床(1)与工件的法矢偏角；
执行完步骤S11之后，执行步骤S12，在步骤S12中对步骤S11进行判断，以确定测量过程成败，若测量过程失败，在步骤S12之后执行步骤S13；若测量成功，则在步骤S12之后执行步骤S14，步骤S14之后执行步骤S15；
在执行步骤S13中，若当前法矢偏角测量为首次法矢偏角测量，说明法矢偏角在首次法矢偏角测量时出现异常，则步骤S13之后执行步骤S43；若当前法矢偏角测量为非首次法矢偏角测量，说明在之前的调姿中有成功测量的姿态，则步骤S13之后执行步骤S3；
在执行步骤S15中，若当前法矢偏角小于或等于达标法矢偏角，则在步骤S15之后执行步骤S41；若当前法矢偏角大于达标法矢偏角，则在步骤S15之后执行步骤S16；
在执行步骤S16中，若当前姿态调整次数达到姿态调整次数上限，则在步骤S16之后执行步骤S3；若未达到姿态调整次数上限，则在步骤S16之后执行步骤S21；
在执行步骤S21中，根据步骤S11测量得到的法矢偏角，计算机床(1)在法矢对准时目标姿态的各个关节参数；
在执行步骤S21之后执行步骤S22，在步骤S22中，若机床(1)能到达目标姿态，则执行步骤S23；若机床(1)不能到达目标姿态，则执行步骤S3；
在执行步骤S23中，根据步骤S21计算的目标姿态的各个关节参数，使机床(1)运动到目标姿态；
在执行步骤S3之后执行步骤S24，调姿次数加一，且在执行步骤S24之后返回执行步骤S11，以进行下一循环的法矢偏角测量。
2.根据权利要求1所述的制孔法向调整方法，其特征在于，在步骤S0中，设定达标法矢偏角为0.1°。
3.根据权利要求1所述的制孔法向调整方法，其特征在于，在步骤S0中，设定最大调姿次数为5。
4.根据权利要求1所述的制孔法向调整方法，其特征在于，在步骤S11中，机床(1)为五轴机床(1)，五轴机床(1)具有：
主轴(11)；以及
压脚头(12)，安装于主轴(11)的前端且具有法矢测量功能，以测量机床(1)与工件的法矢偏角。
5.根据权利要求4所述的制孔法向调整方法，其特征在于，在步骤S21中，机床(1)的关节参数包括：X移动关节(13)、Y移动关节(14)、Z移动关节(15)、C旋转关节(16)以及A旋转关节(17)共五个关节参数。
6.根据权利要求4所述的制孔法向调整方法，其特征在于，在步骤S21中，压脚头(12)上安装有用于法矢测量的位移传感器(121)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109032072B (zh) * 2018-07-30 2021-04-27 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法
CN110002367B (zh) * 2019-03-28 2023-05-05 上海快仓智能科技有限公司 Agv搬运货架过程中agv姿态调整系统及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE489187T1 (de) * 2001-07-20 2010-12-15 Novator Ab Numerisch gesteuerte umlaufbahnbearbeitungsvorrichtung
CN102513575A (zh) * 2012-01-10 2012-06-27 袁培江 一种带有姿态调整的航空制孔机器人末端执行器
CN102601684B (zh) * 2012-04-06 2013-11-20 南京航空航天大学 基于间接测量法的高精度制孔机器人的工具参数标定方法
CN103659403B (zh) * 2013-11-25 2016-01-20 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 在线调整制孔孔径的制孔装置

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