CN108490872A - 一种五轴rtcp测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种五轴RTCP测定方法，包括如下步骤：测出工作台的旋转中心在机床坐标系中平面坐标值；测出机床用于装夹刀具的摆头的旋转中心到主轴端面的摆长；测出摆头±90°摆动后相对于工作台的偏差值；将上述测量参数输入系统中验证RTCP功能及参数设定是否正确。由于先后测量了RTCP的相关参数，再将参数输入到系统中，运行RTCP可准确有效的验证RTCP功能及参数设定是否正确，为RTCP功能调整及参数设定提供较好的验证方法，从而实现RTCP的快速准确的设定，提高机床的加工精度，并通过简单易操作的数据测定，实现RTCP功能，简化五轴的编程加工。

Description

一种五轴RTCP测定方法
技术领域
本发明涉及机床系统测量方法，具体涉及一种五轴RTCP测定方法。
背景技术
RTCP(Rotation Tool Centre Point旋转刀具中心)功能为五轴系统中常用功能。五轴系统会保持刀具中心始终在被编程的XYZ位置上。为了保持住这个位置，转动坐标的每一个运动都会被XYZ坐标的一个直线位移所补偿，始终保持刀具中心处于同一个位置上。在这种情况下，可以直接编程刀具中心的轨迹，而不需考虑转轴中心。转轴中心独立于编程，执行程序前由显示终端输入，与程序无关。因此具备RTCP功能的系统五轴编程及加工简单很多，均较为复杂。
发明内容
本申请提供一种简单有效的五轴RTCP测定方法。
一种实施例中提供一种五轴RTCP测定方法，包括如下步骤：
S100：测出工作台的旋转中心在机床坐标系中平面坐标值；
S200：测出机床用于装夹刀具的摆头的旋转中心到主轴端面的摆长；
S300：测出摆头±90°摆动后相对于工作台的偏差值；
S400：将上述测量参数输入系统中验证RTCP功能及参数设定是否正确。
进一步地，所述S100步骤包括如下子步骤：
S101：将铣有竖直平面的工件放置在工作台上，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床X轴坐标系的值为A；
S102：将工作台旋转至90°位置，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床Y轴坐标系的值为B；
S103：将工作台旋转至180°位置，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床X轴坐标系的值为C；
S104：将工作台旋转至270°位置，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床Y轴坐标系的值为D；
S105：计算出工作台X轴的坐标值为(A+C)/2，Y轴的坐标值为(B+D)/2。
进一步地，S200步骤包括如下子步骤：
S201：把测量表吸附在工作台上，沿着Z轴移动刀具至测量表的表针接触刀具的端面，并且测量表被挤压吃到一定值；
S202：把刀具卸下，沿着Z轴移动摆头至测量表的表针接触摆头的端面，并使得测量表被挤压测得相同值，从而读取Z轴移动量测量出刀具端面到摆头端面的距离E；
S203：测量摆头位于0°时摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P1(E，F)；
S204：测量摆头位于90°时摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P2(G，H)；
S205：计算摆头的旋转中心到主轴端面的摆长；
进一步地，在S203步骤中，将摆头转轴至水平位置，刀具端面接触工件竖直平面的上端边线，记录摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P1(E，F)。
进一步地，在S204步骤中，将摆头转轴旋转90°摆动至竖直位置，刀具端面接触工件竖直平面的上端边线，记录摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P2(G，H)。
进一步地，所述S300步骤包括如下子步骤：
S301：摆头摆动至水平位置，把测量表吸在工作台，并且表针吃在刀具外圆上，转动主轴，读取表针跳动值J；
S302：摆头旋转180°摆动至另外一侧的水平位置，把测量表吸在工作台，并且表针吃在刀具外圆上，转动主轴，读取表针跳动值K。
进一步地，S400步骤包括如下子步骤：
S401：将S100-S300步骤中测量的参数输入到机床系统中，并驱动摆头中心移动到P1点；
S402：打开RTCP功能，系统驱动摆头旋转90°，查看此时系统的坐标值与P2(G，H)一致，若一致则RTCP设定正确，若不一致则检测修改RTCP的参数设定。
依据上述实施例的五轴RTCP测定方法，由于先后测量了RTCP的相关参数，再将参数输入到系统中，运行RTCP可准确有效的验证RTCP功能及参数设定是否正确，为RTCP功能调整及参数设定提供较好的验证方法，从而实现RTCP的快速准确的设定，提高机床的加工精度，并通过简单易操作的数据测定，实现RTCP功能，简化五轴的编程加工。
附图说明
图1为一种实施例中五轴RTCP测定方法的流程图；
图2为S100步骤的子步骤的流程图；
图3为一种实施例中工件放置在工作台的结构示意图；
图4为寻边器测量的示意图；
图5为S200步骤的子步骤的流程图；
图6为刀具端面和摆头端面的测量示意图；
图7a为摆头摆动测量的示意图
图7b为P1和P2两点的几何关系图；
图8为S300步骤的子步骤的流程图；
图9为S400步骤的子步骤的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
在本实施例中提供了一种五轴RTCP测定方法，本测定方法用于对五轴机床的RTCP功能及参数设定进行测定，以调整修改的RTCP功能及参数设定，保证机床的精度。
如图1所示，本实施例的五轴RTCP测定方法主要包括如下步骤：
S100：测出工作台的旋转中心在机床坐标系中平面坐标值；
S200：测出机床用于装夹刀具的摆头的旋转中心到主轴端面的摆长；
S300：测出摆头±90°摆动后相对于工作台的偏差值；
S400：将上述测量参数输入系统中验证RTCP功能及参数设定是否正确。
上述步骤为总步骤，每个总步骤具有更为具体的分步骤，以实现总步骤的测量及验证。
如图2所示，测量工作台在机床坐标系中坐标值的S100步骤还包括如下步骤：
S101：测量第一坐标值；
如图3所示，将工件1铝块上加工出铣出一个台阶，具有一个竖直平面A和竖直平面A上端的边线L，工件1放置在可旋转的工作台2上，此时处于0°位置，并用寻边器3触碰工件的工件竖直平面得到机床X轴坐标系的值为A；
S102：测量第二坐标值；
将工作台2旋转至90°位置，并用寻边器3触碰工件1的竖直平面A得到机床Y轴坐标系的值为B；
S103：测量第三坐标值；
将工作台2旋转至180°位置，并用寻边器3触碰工件的竖直平面A得到机床X轴坐标系的值为C；
S104：测量第四坐标值；
将工作台2旋转至270°位置，并用寻边器3触碰工件的竖直平面A得到机床Y轴坐标系的值为D；
S105：计算坐标值。
如图4所示，工作台2按照逆时针旋转三次，计算出工作台2在机床坐标系中X轴的坐标值为(A+C)/2，Y轴的坐标值为(B+D)/2。
如图5所示，测量摆头摆长的S200步骤包括如下子步骤：
S201：测量刀具端面；
如图6所示，把测量表4吸附在工作台2上，沿着Z轴移动刀具5至测量表4的表针接触刀具5的端面，并且测量表4被挤压吃到一定值；
S202：测量摆头端面；
把刀具5卸下，沿着Z轴移动摆头至测量表的表针接触摆头6的端面，并使得测量表5被挤压测得相同值，从而读取Z轴移动量测量出刀具5端面到摆头6端面的距离E；
S203：测量坐标值P1；
如图7a实线部分所示，将摆头6转轴至0°时的水平位置，刀具5端面接触工件1竖直平面A的上端边线L，记录摆头6旋转中心的X和Z轴的坐标值P1(E，F)。
S204：测量坐标值P2；
如图7a虚线部分所示，将摆头转轴旋转90°摆动90°位置的竖直位置，刀具5端面接触工件1竖直平面A的上端边线L，记录摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P2(G，H)。
S205：计算摆长。
如图7b所示，把P1和P2两点的值输入到绘图软件上，构造几何关系，如果测量及操作无误差，理论上OP1＝OP2，摆长(i)＝OP1-E＝OP2-E，即为摆头6的旋转中心到主轴端面的摆长；
如图8所示，测量摆头跳动的S300步骤包括如下子步骤：
S301：测量第一跳动；
摆头6摆动至90°的水平位置，把测量表4吸在工作台2，并且表针吃在刀具5外圆上，缓慢转动主轴，读取表针跳动值J；
S302：测量第二跳动；
摆头6旋转180°摆动至+90°的另一侧的水平位置，把测量表4吸在工作台2，并且表针吃在刀具5外圆上，缓慢转动主轴，读取表针跳动值K。
如图9所示，校验RTCP的S400步骤包括如下子步骤：
S401：输入测量参数；
将S100-S300步骤中测量的参数输入到机床系统中，并驱动摆头6中心移动到P1(E，F)点。
S402：校验RTCP。
如图7a所示，打开RTCP功能，系统驱动摆头9旋转90°，查看此时系统的坐标值与P2(G，H)一致，若一致则RTCP设定正确；若不一致则检测修改RTCP的参数设定及检测操作过程是否有误。
本实施例提供的一种五轴RTCP测定方法，由于先后测量了RTCP的相关参数，再将参数输入到系统中，运行RTCP可准确有效的验证RTCP功能及参数设定是否正确，为RTCP功能调整及参数设定提供较好的验证方法，从而实现RTCP的快速准确的设定，提高机床的加工精度，并通过简单易操作的数据测定，实现RTCP功能，简化五轴的编程加工。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种五轴RTCP测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：测出工作台的旋转中心在机床坐标系中平面坐标值；
S200：测出机床用于装夹刀具的摆头的旋转中心到主轴端面的摆长；
S300：测出摆头±90°摆动后相对于工作台的偏差值；
S400：将上述测量参数输入系统中验证RTCP功能及参数设定是否正确。
2.如权利要求1所述的五轴RTCP测定方法，其特征在于，所述S100步骤包括如下子步骤：
S101：将铣有竖直平面的工件放置在工作台上，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床X轴坐标系的值为A；
S102：将工作台旋转至90°位置，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床Y轴坐标系的值为B；
S103：将工作台旋转至180°位置，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床X轴坐标系的值为C；
S104：将工作台旋转至270°位置，并用寻边器触碰工件的竖直平面得到机床Y轴坐标系的值为D；
S105：计算出工作台X轴的坐标值为(A+C)/2，Y轴的坐标值为(B+D)/2。
3.如权利要求1所述的五轴RTCP测定方法，其特征在于，所述S200步骤包括如下子步骤：
S201：把测量表吸附在工作台上，沿着Z轴移动刀具至测量表的表针接触刀具的端面，并且测量表被挤压吃到一定值；
S202：把刀具卸下，沿着Z轴移动摆头至测量表的表针接触摆头的端面，并使得测量表被挤压测得相同值，从而读取Z轴移动量测量出刀具端面到摆头端面的距离E；
S203：测量摆头位于0°时摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P1(E，F)；
S204：测量摆头位于90°时摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P2(G，H)；
S205：计算摆头的旋转中心到主轴端面的摆长。
4.如权利要求3所述的五轴RTCP测定方法，其特征在于，在S203步骤中，将摆头转轴至水平位置，刀具端面接触工件竖直平面的上端边线，记录摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P1(E，F)。
5.如权利要求4所述的五轴RTCP测定方法，其特征在于，在S204步骤中，将摆头转轴旋转90°摆动至竖直位置，刀具端面接触工件竖直平面的上端边线，记录摆头旋转中心的X和Z轴的坐标值P2(G，H)。
6.如权利要求5所述的五轴RTCP测定方法，其特征在于，所述S300步骤包括如下子步骤：
S301：摆头摆动至水平位置，把测量表吸在工作台，并且表针吃在刀具外圆上，转动主轴，读取表针跳动值J；
S302：摆头旋转180°摆动至另外一侧的水平位置，把测量表吸在工作台，并且表针吃在刀具外圆上，转动主轴，读取表针跳动值K。
7.如权利要求6所述的五轴RTCP测定方法，其特征在于，所述S400步骤包括如下子步骤：
S401：将S100-S300步骤中测量的参数输入到机床系统中，并驱动摆头中心移动到P1点；
S402：打开RTCP功能，系统驱动摆头旋转90°，查看此时系统的坐标值与P2(G，H)一致，若一致则RTCP设定正确，若不一致则检测修改RTCP的参数设定。
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