CN107953216B - 转塔式复合磨床工件坐标系变换方法 - Google Patents

转塔式复合磨床工件坐标系变换方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107953216B
CN107953216B CN201711318281.5A CN201711318281A CN107953216B CN 107953216 B CN107953216 B CN 107953216B CN 201711318281 A CN201711318281 A CN 201711318281A CN 107953216 B CN107953216 B CN 107953216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grinding wheel
rotary type
reference point
base position
type tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711318281.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107953216A (zh
Inventor
房小艳
王宇
黄海涛
黄嵩原
刘开娣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd filed Critical Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd
Priority to CN201711318281.5A priority Critical patent/CN107953216B/zh
Publication of CN107953216A publication Critical patent/CN107953216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107953216B publication Critical patent/CN107953216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0092—Grinding attachments for lathes or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0076—Other grinding machines or devices grinding machines comprising two or more grinding tools
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations

Abstract

本发明涉及一种转塔式复合磨床工件坐标系变换方法，具体步骤是：（1）确定探针基准位置与转塔式砂轮架回转中心的相对位置关系；（2）利用砂轮参考点与探针的相对位置关系，间接确定外圆砂轮或端面外圆砂轮的参考点基准位置与转塔式砂轮架回转中心的相对位置关系；（3）利用内圆砂轮参考点基准位置与外圆砂轮或端面外圆砂轮的参考点基准位置的相对关系，间接确定内圆砂轮参考点基准位置与转塔式砂轮架回转中心的相对位置关系；（4）求任一砂轮从基准角度回转指定角度，工件坐标系变换值。

Description

转塔式复合磨床工件坐标系变换方法
技术领域
本发明涉及一种转塔式复合磨床工件坐标系变换方法。
背景技术
转塔式复合磨床是在转塔式砂轮架上配置多个砂轮，如外圆砂轮、内圆砂轮、端面外圆砂轮，可以实现一次装夹完成多个工件特征面如外圆面、内圆面、端面、外锥面、内锥面等的磨削加工。磨削锥面时，砂轮在其基准位置修整，然后回转相应角度，使砂轮表面与锥面表面平行再进行磨削加工，此时坐标变换的准确性对工件的尺寸加工精度意义重大。
坐标变换需要利用磨削参考点与转塔式砂轮架回转中心的位置关系，常规方法利用砂轮架结构尺寸配合砂轮尺寸得到，这种方法得到的位置关系精度不高，不能够满足高精度复合磨床对坐标变换精度的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种转塔式复合磨床工件坐标系变换方法，利用探针的测量精度，通过一系列的流程得到砂轮参考点、探针、砂轮架回转中心的位置关系，进而得到砂轮参考点从其基准位置回转任意角度的坐标变换关系。并给出了寻找探针与砂轮架回转中心相对位置所用工装的结构形式。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种转塔式复合磨床的工件坐标系变换方法，具体步骤如下：
(1)确定探针1的基准位置P与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系设转塔式砂轮架回转中心B的位置为B(0，0)，探针1的基准位置P相对该点的位置为(XP，ZP)；
a)采用用于机床头架6、尾架7的测量基准工装，将测量基准工装安装在机床头架6与尾架7之间的顶尖上，并调整测量基准工装姿态，使测量基准工装中间凹槽的底面B与机床X轴垂直，左侧面A和右侧面C与Z轴垂直；
b)回转转塔式砂轮架回转轴4使探针1处于基准角度位置，探针1分别接触左侧面A、右侧面C、底面B，记录信号触发时的机床坐标值，分别记为(xA1，ZA1)、(xC1，ZC1)、(xB1，ZB1)；
c)设转塔式砂轮架回转轴4逆时针回转为正，转塔式砂轮架回转轴4回转角度θ，探针1分别接触左侧面A或右侧面C，根据实际转角方向确定，逆时针选择右侧面C，顺时针选择左侧面A、底面B，记录信号触发时的机床坐标值，分别记为(xA2，zA2)或(xC2，ZC2)、(xB2，ZB2)；
d)计算探针1相对于砂轮架回转中心B的位置(XP，ZP)：
2)确定外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
a)回转转塔式砂轮架回转轴4，将外圆砂轮2或端面外圆砂轮3调整到角向基准位置，磨削或者贴合样件端面，记录机床坐标值(#，zT1)或(#，zT2)；磨削或者贴合样件外圆，记录机床坐标值(xT1，#)或(xT2，#)；
b)回转转塔式砂轮架回转轴4，将探针1调整到角向基准位置，分别去接近样件的端面和外圆，记录探针1触发时的机床坐标值(#，zP)和(xP，#)；
c)计算外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2相对于探针1基准位置的位置关系(XT1P，ZT1P)或(XT2P，ZT2P)：
xT1P＝xT1-xP
ZT1P＝zT1-ZP
或
XT2p＝xT2-xP
ZT2P＝zT2-zP
d)计算外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2相对于转塔式砂轮架回转中心B的位置关系(XT1，ZT1)或(XT2，ZT2)：
或
3)确定内圆砂轮5的参考点基准位置T3与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
设内圆砂轮5的参考点基准位置T3相对于外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2的相对位置为(XT3T1，ZT3T1)或(XT3T2，ZT3T2)；
计算内圆砂轮5的参考点基准位置T3相对于转塔式砂轮架回转中心B的位置关系(XT3，ZT3)：
或
4)求任一砂轮回转指定角度，工件坐标系变换值
设外圆砂轮2参考点、端面外圆砂轮3参考点、内圆砂轮5参考点基准位置在机床坐标系中的坐标值分别为(xT10，zT10)、(xT20，zT20)、(xT30，zT30)，逆时针回转角度β后，坐标值变换为(xT1β，zT1β)、(xT2β，zT2β)、(xT3β，zT3β)，则
xT1β＝xT10+ZT1 sinβ+XT1cosβ-XT1
ZT1β＝ZT10+ZT1 cosβ-XT1sinβ-ZT1
xT2β＝xT20+ZT2 sinβ+XT2cosβ-XT2
zT2β＝ZT20+ZT2 cosβ-XT2sinβ-ZT2
xT3β＝xT30+ZT3 sinβ+XT3 cosβ-XT3
ZT3β＝ZT30+ZT3 cosβ-XT3 sinβ-ZT3。
所述步骤(1)中使用的测量基准工装具有测量基准件的结构，高精度的圆柱面上加工成具有左侧面A、右侧面C和底面B的三个基准平面，形成一个凹槽，可使探针可深入与三个基准平面接触发信，其中，底面B与两端面中心孔连接的基准线平行；左侧面A、右侧面C与基准线垂直。
本发明与现有技术相比较，具有的有益效果是：本发明提出的坐标变换方法实现思路清晰，方法中所需要确定的位置关系，主要通过机床运动坐标值计算得到，获取途径便捷，机床操作人员即可实现；利用本发明所提出的坐标变换方法，变换结果精度高，满足高精度复合磨床对磨削尺寸精度的需求。
附图说明
图1是本发明中的转塔式复合磨床示意图；
图2是本发明中的砂轮参考点基准位置、探针基准位置与砂轮架回转中心位置关系图；
图3是本发明中用于确定探针与转塔式砂轮架回转中心位置关系所用的工装示意图；
图4是发明中用于确定探针与转塔式砂轮架回转中心位置关系时探针接触测量工装位置关系示意图；
其中：(a)探针处于基准角度位置，(b)转塔式砂轮架逆时针回转θ角度后探针角度位置；
图5是本发明中提到的样件及砂轮与之接触的示意图；
其中：(a)外圆砂轮或端面外圆砂轮磨削或者贴合样件端面，(b)外圆砂轮或端面外圆砂轮磨削或者贴合样件外圆。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
一种转塔式复合磨床(见图1)的工件坐标系变换方法，具体步骤如下：
(1)确定探针1的基准位置P与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
设转塔式砂轮架回转中心B的位置为B(0，0)，探针1的基准位置P相对该点的位置为(XP，ZP)。
a)采用用于机床头架6、尾架7的测量基准工装(图3)，将测量基准工装安装在机床头架6与尾架7之间的顶尖上，并调整测量基准工装姿态，使测量基准工装中间凹槽的底面B与机床X轴(垂直)垂直，左侧面A和右侧面C与Z轴(水平)垂直。
b)回转转塔式砂轮架回转轴4使探针1处于基准角度位置(见图4(a))，探针1分别接触左侧面A、右侧面C、底面B，记录信号触发时的机床坐标值，分别记为(xA1，zA1)、(xC1，zC1)、(xB1，zB1)；
c)设转塔式砂轮架回转轴4逆时针回转为正，转塔式砂轮架回转轴4回转角度θ，探针1分别接触左侧面A(或右侧面C，根据实际转角方向确定，逆时针选择右侧面C，顺时针选择左侧面A)、底面B，记录信号触发时的机床坐标值，分别记为(xA2，zA2)或(xC2，zC2)、(xB2，zB2)；
d)计算探针1相对于砂轮架回转中心B的位置(XP，ZP)：
(2)确定外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
a)回转转塔式砂轮架回转轴4，将外圆砂轮2或端面外圆砂轮3调整到角向基准位置，磨削或者贴合如图5(a)所示的样件8端面，记录机床坐标值(#，zT1)或(#，zT2)；磨削或者贴合如图5(b)的样件8外圆，记录机床坐标值(xT1，#)或(xT2，#)；
b)回转转塔式砂轮架回转轴4，将探针1调整到角向基准位置(见图4(b))，分别去接近如图5(a)或图5(b)的样件8的端面和外圆，记录探针1触发时的机床坐标值(#，zP)和(xP，#)；
c)计算外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2相对于探针1基准位置的位置关系(XT1P，ZT1P)或(XT2P，ZT2P)(见图2)：
xT1p＝xT1-xP
ZT1P＝ZT1-zP
或
XT2P＝xT2-xP
ZT2P＝zT2-zP
d)计算外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2相对于转塔式砂轮架回转中心B的位置关系(XT1，ZT1)或(XT2，ZT2)(见图2)：
或
(3)确定内圆砂轮5的参考点基准位置T3与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
设内圆砂轮5的参考点基准位置T3相对于外圆砂轮2的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮3的参考点基准位置T2的相对位置为(XT3T1，ZT3T1)或(XT3T2，ZT3T2)；
计算内圆砂轮5的参考点基准位置T3相对于转塔式砂轮架回转中心B的位置关系(XT3，ZT3)(见图2)：
或
(4)求任一砂轮回转指定角度，工件坐标系变换值
设外圆砂轮2参考点、端面外圆砂轮3参考点、内圆砂轮5参考点基准位置在机床坐标系中的坐标值分别为(xT10，zT10)、(xT20，zT20)、(xT30，zT30)，逆时针回转角度β后，坐标值变换为(xT1β，zT1β)、(xT2β，zT2β)、(xT3β，zT3β)，则
xT1β＝xT10+ZT1 sinβ+XT1 cosβ-XT1
ZT1β＝ZT10+ZT1 cosβ-XT1 sinβ-ZT1
xT2β＝xT20+ZT2 sinβ+XT2 cosβ-XT2
zT2β＝ZT20+ZT2 cosβ-XT2 sinβ-ZT2
xT3β＝xT30+ZT3 sinβ+XT3 cosβ-XT3
ZT3β＝ZT30+ZT3 cosβ-XT3 sinβ-ZT3。
其中，所述步骤(1)中使用的测量基准工装具有测量基准件的结构，高精度的圆柱面上加工成具有左侧面A、右侧面C和底面B的三个基准平面，形成一个凹槽，探针可深入与三个基准平面接触发信，底面B与两端面中心孔连接的基准线平行；左侧面A、右侧面C与基准线垂直。

Claims (2)

1.一种转塔式复合磨床的工件坐标系变换方法，其特征在于，具体步骤如下：1)确定探针(1)的基准位置P与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
设转塔式砂轮架回转中心B的位置为B(0，0)，探针(1)的基准位置P相对该点的位置为(XP，ZP)；
a)采用用于机床头架(6)、尾架(7)的测量基准工装，将测量基准工装安装在机床头架(6)与尾架(7)之间的顶尖上，并调整测量基准工装姿态，使测量基准工装中间凹槽的底面B与机床X轴垂直，左侧面A和右侧面C与Z轴垂直；
b)回转转塔式砂轮架回转轴(4)使探针(1)处于基准角度位置，探针(1)分别接触左侧面A、右侧面C、底面B，记录信号触发时的机床坐标值，分别记为(xA1，zA1)、(xC1，zC1)、(xB1，zB1)；
c)设转塔式砂轮架回转轴(4)逆时针回转为正，转塔式砂轮架回转轴(4)回转角度θ，探针(1)分别接触左侧面A或右侧面C，根据实际转角方向确定，逆时针选择右侧面C，顺时针选择左侧面A、底面B，记录信号触发时的机床坐标值，分别记为(xA2，zA2)或(xC2，zC2)、(xB2，zB2)；
d)计算探针(1)相对于砂轮架回转中心B的位置(XP，ZP)：
2)确定外圆砂轮(2)的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮(3)的参考点基准位置T2与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
a)回转转塔式砂轮架回转轴(4)，将外圆砂轮(2)或端面外圆砂轮(3)调整到角向基准位置，磨削或者贴合样件(8)端面，记录机床坐标值(#，zT1)或(#，zT2)；磨削或者贴合样件(8)外圆，记录机床坐标值(xT1，#)或(xT2，#)；
b)回转转塔式砂轮架回转轴(4)，将探针(1)调整到角向基准位置，分别去接近样件(8)的端面和外圆，记录探针(1)触发时的机床坐标值(#，zP) 和(xP，#)；
c)计算外圆砂轮(2)的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮(3)的参考点基准位置T2相对于探针(1)基准位置的位置关系(XT1P，ZT1P)或(XT2P，ZT2P)：
XT1p＝xT1-xP
ZT1P＝zT1-zP
或
XT2p＝xT2-xP
ZT2P＝zT2-zP
d)计算外圆砂轮(2)的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮(3)的参考点基准位置T2相对于转塔式砂轮架回转中心B的位置关系(XT1P，ZT1P)或(XT2P，ZT2P)：
或
3)确定内圆砂轮(5)的参考点基准位置T3与转塔式砂轮架回转中心B的相对位置关系：
设内圆砂轮(5)的参考点基准位置T3相对于外圆砂轮(2)的参考点基准位置T1或端面外圆砂轮(3)的参考点基准位置T2的相对位置为(XT3T1，ZT3T1)或(XT3T2，ZT3T2)；
计算内圆砂轮(5)的参考点基准位置T3相对于转塔式砂轮架回转中心B的位置关系(XT3，ZT3)：
或
4)求任一砂轮回转指定角度，工件坐标系变换值：
设外圆砂轮(2)参考点、端面外圆砂轮(3)参考点、内圆砂轮(5)参考点基准位置在机床坐标系中的坐标值分别为(xT10，ZT10)、(xT20，zT20)、(xT30，zT30)，逆时针回转角度β后，坐标值变换为(xT1β，ZT1β)、(xT2β，ZT2β)、(xT3β，ZT3β)，则
xT1β＝xT10+ZT1sinβ+XT1cosβ-XT1
zT1β＝zT10+ZT1cosβ-XT1sinβ-ZT1
xT2β＝xT20+ZT2sinβ+XT2cosβ-XT2
zT2β＝zT20+ZT2cosβ-XT2sinβ-ZT2
xT3β＝xT30+ZT3sinβ+XT3cosβ-XT3
zT3β＝zT30+ZT3cosβ-XT3sinβ-ZT3。
2.根据权利要求1所述的转塔式复合磨床的工件坐标系变换方法，其特征在于，所述步骤1)中使用的测量基准工装具有测量基准件的结构，高精度的圆柱面上加工成具有左侧面A、右侧面C和底面B的三个基准平面，形成一个凹槽，可使探针可深入与三个基准平面接触发信，其中，底面B与两端面中心孔连接的基准线平行；左侧面A、右侧面C与基准线垂直。
CN201711318281.5A 2017-12-12 2017-12-12 转塔式复合磨床工件坐标系变换方法 Active CN107953216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711318281.5A CN107953216B (zh) 2017-12-12 2017-12-12 转塔式复合磨床工件坐标系变换方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711318281.5A CN107953216B (zh) 2017-12-12 2017-12-12 转塔式复合磨床工件坐标系变换方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107953216A CN107953216A (zh) 2018-04-24
CN107953216B true CN107953216B (zh) 2019-06-14

Family

ID=61958586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711318281.5A Active CN107953216B (zh) 2017-12-12 2017-12-12 转塔式复合磨床工件坐标系变换方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107953216B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02224965A (ja) * 1989-02-28 1990-09-06 Toshiba Corp 研磨装置
JPH07156067A (ja) * 1993-12-04 1995-06-20 Hitachi Constr Mach Co Ltd 研削ロボットの研削工具摩耗補正装置
US9557728B2 (en) * 2011-02-03 2017-01-31 Mitsubishi Electric Corporation Numerical control apparatus
CN105900026B (zh) * 2014-01-10 2018-06-12 三菱电机株式会社 数控装置
JP6407812B2 (ja) * 2015-07-14 2018-10-17 ファナック株式会社 ワーク原点を取得可能な工作機械制御システムおよびワーク原点設定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107953216A (zh) 2018-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106181583B (zh) 基于小切削量试件的五轴制齿机床位置无关误差检测方法
JP4637106B2 (ja) 同心度修正を有する研削盤
US9212906B2 (en) Device for detecting axis coplanarity of orthogonal rotary shafts having built-in intersection and precision detecting method
CN101693347B (zh) 一种基于图像处理的回转类刀具在机测量方法
CN106181576B (zh) 一种加工中心回转工作台的中心定位方法及装置
JP2016155185A (ja) 工作機械の誤差同定方法
CN103941640B (zh) 五轴机床实现加工轨迹连续的方法
CN102528486A (zh) 斜齿轮内孔键槽加工的工装
CN109375580A (zh) 一种基于双球杆仪的五轴机床摆头的几何误差识别方法
CN111069642B (zh) 三维空间中斜孔加工工艺
CN112318180B (zh) 一种带闭角的零件加工用的找正工具和加工方法
Tsutsumi et al. Evaluation of synchronous motion in five-axis machining centers with a tilting rotary table
CN102331747B (zh) 一种连续锥面细长轴类零件的加工及检测方法
CN107953216B (zh) 转塔式复合磨床工件坐标系变换方法
CN114700563A (zh) 一种人字齿对中量具及人字齿加工方法
CN102069428B (zh) 在车床或磨床上借偏或找正加工细长轴的方法
CN103949712B (zh) 孔内键槽插削过程中保证形位公差的加工方法
CN106595498A (zh) 一种天线罩壁厚测量与内型面加工一体化装置及方法
CN104439907A (zh) 万能分度角铣头中铣头体和旋转体加工方法
CN207344264U (zh) 一种圆柱体变焦凸轮加工精度检测装置
CN209295944U (zh) 一种转角位移传感器校准装置
CN105458303A (zh) 一种数控椭圆车床
CN105666325A (zh) 锥度测量方法、装置、内圆磨床和外圆磨床
CN218600526U (zh) 电液转向器下转向轴内、外花键与扁方的夹角调节装置
CN112719473B (zh) 一种双联齿轮齿槽快速对中方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant