CN108994664A - 一种五轴机床rtcp精度检测与校正方法 - Google Patents

Abstract

一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，采用切削方式，调整第一旋转中心X轴坐标，调整第一旋转中心Y轴坐标，调整第一旋转中心Z轴坐标，调整第二旋转中心Y轴坐标，来达到调整五轴精度。本方法无需特殊工装、百分表和球头检棒等专用检具，便于客户现场调试，检查五轴精度。采用切削方式进行自检五轴精度，根据系统面板显示数值进行计算，补偿RTCP数值，达到高效、准确、简单及便捷的调试，解决了现有技术中存在的检测成本本高，且检测方法复杂，操作步骤繁琐的技术问题。

Description

一种五轴机床RTCP精度检测与校正方法

技术领域

本发明创造涉及五轴机床领域，具体为一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法。

背景技术

目前随着机床行业的迅猛发展，高精度、高效率，高稳定性的五轴机床越来越多，由于五轴机床一次装卡可进行多面加工，并能进行复杂曲面联动加工的特点，更多的五轴机床应用于航空航天，军工，汽车，模具等行业。无论是机床的制造企业还是客户的实际使用中，五轴机床都需要进行五轴精度的调试或定期的维护、检查等。RTCP的精度是衡量五轴联动精度的重要指标，所以说如何高效、准确、简单、便捷的调试RTCP精度意义重大。

国内现行调试五轴机床RTCP标定与检测的方法，机床工作台吸百分表或千分表，主轴卡紧球头检棒，多次变换百分表或千分表形态，运行机床，记录表指针数，系统补偿数据，验证精度是否合格，实用工具较多，检测成本高，且检测方法复杂，操作步骤繁琐。

发明内容

针对以上问题，本发明创造提出了一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，采用切削方式，调整第一旋转中心X轴坐标，调整第一旋转中心Y轴坐标，调整第一旋转中心Z轴坐标，调整第二旋转中心Y轴坐标，来达到调整五轴精度。本方法无需特殊工装、百分表和球头检棒等专用检具，便于客户现场调试，检查五轴精度。采用切削方式进行自检五轴精度，根据系统面板显示数值进行计算，补偿RTCP数值，达到高效、准确、简单及便捷的调试。

为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，其特征在于：其步骤为：

1)准备：将圆棒检测试料安装在工作台上，将加工圆棒检测试料加工为四方台；将平底铣刀反向装夹于主轴的刀柄上作为测试棒I，并准备另一把平底铣刀，作为测试棒II用于测量间隙；建立坐标系；

2)登录调试界面，清零Y轴第二旋转中心坐标中的数值；

3)调整第一旋转中心X轴坐标，测试棒I移动到工装左侧的位置，待测试棒I与圆棒检测试料左侧面间隙距离为测试棒II的直径后，开启RTCPON功能，把C轴旋转到180°；复位，主界面X轴清零；移动X轴，测试棒I移动到工装右侧位置，使测试棒I与圆棒检测试料距离为测试棒II的直径，记录X轴移动数值，更改第一旋转中心X轴坐标，将X轴移动数值的一半加到原第一旋转中心X轴坐标值上；

4)调整第一旋转中心Y轴坐标，开启RTCPON后，C轴旋转270°；复位，移动Y轴使测试棒I与圆棒检测试料前面距离为测试棒II的直径，重新开启RTCPON，C轴旋转到 90°；复位，主界面Y轴清零；移动Y轴使测试棒I与圆棒检测试料距离为测试棒II的直径，记录Y轴移动数值，更改第一旋转中心Y轴坐标，将Y轴移动数值的一半加到原第一旋转中心Y轴坐标值上；

5)调整第二旋转中心Y轴坐标，Z轴调高，将A、C轴回零，使测试棒I置于与圆棒检测试料上面表面距离为测试棒II的直径加上测试棒I的半径，开启RTCPON，A轴旋转 90°；复位，把主界面Y轴清零；移动Y轴，使测试棒I与圆棒检测测试料上面表面距离为测试棒II的直径；开启RTCPON，记录Z轴数值Z1，将A轴旋转到-90°；复位，把主页面清零；移动Y轴，使测试棒I与圆棒检测试料上面表面距离为测试棒II的直径，开启 RTCPON，记录Z轴数值Z2，将数值(Z1-Z2)/2取反后添加到第二旋转中心Y轴坐标里；更改第一旋转中心Y轴坐标值，将原值加(Z1-Z2)/2填入第一旋转中心Y轴坐标里；

6)调整第一旋转中心Z轴坐标，Z轴调高，将A、C轴回零，使测试棒I置于与圆棒检测试料上面表面距离为测试棒II的直径加上测试棒I的半径，开启RTCPON，A轴旋转- 90°；复位，将主界面Y轴清零；移动Y轴，使测试棒I与圆棒检测试料上面表面距离为测试棒II的直径，观察Y轴数值，通过此数值调整第一旋转中心Z轴坐标。

所述的步骤1)中，圆棒检测测试料形成的四方台边长为80-85mm，上表面距离工作台的高度差为120-180mm，四方台边长与高度可根据机床行程，保证测试中不发生干涉为宜。

所述的测试棒I直径为15mm，测试棒II直径为8mm，根据机床行程，测试棒直径可以调整，保证测试中不干涉为宜。

所述的步骤6)中，观察的Y轴数值，则将此数值加到Z轴第一旋转中心坐标里，得到最终Z轴坐标值。

本发明创造的有益效果为：

本发明方法采用切削方法进行检测与校正五轴机床RTCP精度，它与目前广泛使用的机床工作台吸百分表或千分表，主轴卡紧球头检棒，多次变换百分表或千分表形态，运行机床，记录表指针数，系统补偿数据的方法相比，切削方法更高效、准确、简单和便捷的优势。

附图说明

图1为本发明创造检测时需要的工装结构示意图。

图2为实施例中步骤3)的测试状态示意图。

图3为实施例中步骤4)的测试状态示意图。

图4实施例中步骤5)的测试状态示意图。

图5实施例中步骤6)的测试状态示意图。

图6实施例中步骤7)中原始测试状态示意图。

图7实施例中步骤7)中A轴摆动90°测试状态示意图。

图8实施例中步骤8)的测试状态示意图。

具体实施方式

一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，其特征在于：其步骤为：

1)准备：三爪卡盘7安装在工作台6上，通过压板4、支撑块5和螺栓3将圆棒检测试料2安装在三爪卡盘7上，将加工圆棒检测试料2加工为四方台；将平底铣刀反向装夹于主轴的刀柄上作为测试棒I1，并准备另一把平底铣刀，作为测试棒II2用于测量间隙；建立坐标系；

2)登录调试界面，清零Y轴第二旋转中心坐标中的数值；

3)调整第一旋转中心X轴坐标，测试棒I移动到工装左侧的位置，如图2所示，待测试棒I与圆棒检测试料左侧面间隙距离为测试棒II的直径后，开启RTCPON功能，把C轴旋转到180°；复位，主界面X轴清零；移动X轴，测试棒I移动到工装右侧位置，如图3所示，使测试棒I与圆棒检测试料距离为测试棒II的直径，记录X轴移动数值，更改第一旋转中心X轴坐标，将X轴移动数值的一半加到原第一旋转中心X轴坐标值上；

4)调整第一旋转中心Y轴坐标，开启RTCPON后，C轴旋转270°；复位，如图4所示，移动Y轴使测试棒I与圆棒检测试料前面距离为测试棒II的直径，重新开启RTCPON， C轴旋转到90°；复位，如图5所示，主界面Y轴清零；移动Y轴使测试棒I与圆棒检测试料距离为测试棒II的直径，记录Y轴移动数值，更改第一旋转中心Y轴坐标，将Y轴移动数值的一半加到原第一旋转中心Y轴坐标值上；

5)调整第二旋转中心Y轴坐标，Z轴调高，将A、C轴回零，使测试棒I置于与圆棒检测试料上面表面距离为测试棒II的直径加上测试棒I的半径，如图6所示，开启RTCPON， A轴旋转90°，如图7所示；复位，把主界面Y轴清零；移动Y轴，使测试棒I与圆棒检测测试料上面表面距离为测试棒II的直径；开启RTCPON，记录Z轴数值Z1，将A轴旋转到- 90°，如图8所示；复位，把主页面清零；移动Y轴，使测试棒I与圆棒检测试料上面表面距离为测试棒II的直径，开启RTCPON，记录Z轴数值Z2，将数值(Z1-Z2)/2取反后添加到第二旋转中心Y轴坐标里；更改第一旋转中心Y轴坐标值，将原值加(Z1-Z2)/2填入第一旋转中心Y轴坐标里；

6)调整第一旋转中心Z轴坐标，开启RCTPON，执行Z15.5F2000(15.5为测试棒I1 的半径+测试棒II8的直径)，如图8所示；复位，将主界面Y轴清零；移动Y轴，使测试棒I1与圆棒检测试料2上面表面距离为测试棒II8的直径，观察Y轴数值，通过此数值调整第一旋转中心Z轴坐标。

所述的步骤1)中，圆棒检测试料2形成的四方台边长为80-85mm，上表面距离工作台 (6)的高度差为120-180mm。

所述的测试棒I1直径为15mm，测试棒II8直径为8mm。

所述的步骤7)中，观察的Y轴数值，则将此数值加到Z轴第一旋转中心坐标里，得到最终Z轴坐标值。

实施例1：

本发明创造五轴机床RTCP精度检测与校正方法，如图1所示，五轴机床工作台6中心处，整个方法基于i5系统RTCP调试页面进行参数的输入和调整。具体步骤为：

1)准备一个圆棒检测试料2，直径大约100mm左右，将圆棒检测试料2安装于上表面距工作台6的距离在120mm-180mm之间。使用平底铣刀加工上表面，之后加工个四方形，此例以84mm的四方形为例，公差在±0.01mm以内，深度20mm为宜。准备个测试棒I1，反方向装夹，即背面露出，露出长度大于50mm，再准备测试棒II8，用来测量间隙。

2)首先F4登陆i5系统调试界面，进入参数，功能参数，RTCP界面。把Y轴第二旋转中心坐标中的数值清零，方便之后调试C轴和A轴旋转中心的偏差。

3)主轴移动到一端，用测试棒II8调试间隙，使测试棒I1、测试棒II8和圆柱检测试料左面，三者靠严，如图2所示。

4)在MDA里执行RTCPON开启五轴联动功能，再执行G2 C180 F2000，使工作台6旋转到180°，如3图所示；复位，使其取消五轴联动功能；在主界面进入清零界面，把X轴清零，然后通过移动X轴,使测试棒I1、测试棒II8和圆柱检测试料右面，三者靠严后，记录X轴移动数值。例：如果X轴移动+0.02，我们就把X轴第一旋转中心坐标值改为 +0.01，即-301.329改为-301.319。

5)在MDA里执行RTCPON开启五轴联动功能，再执行C270 F2000，使工作台6旋转到270°，如图4所示；复位，使其取消五轴联动功能，通过移动Y轴,使测试棒I1、测试棒 II8和圆柱检测试料前面，三者靠严。

6)在MDA里执行RTCPON开启五轴联动功能，执行C90 F2000，使工作台6旋转到90°，如图5所示，复位，使其取消五轴联动功能，把主界面Y轴清零，通过移动Y轴，用使测试棒I1、测试棒II8和圆柱检测试料后面，三者靠严，记录下Y轴移动数值。例：如果Y轴移动0.14，我们就把Y轴第一旋转中心坐标值,增加0.07，即-495.867+0.07＝- 495.797。

7)Z轴抬高，执行X0 Y0 F2000再执行Z15.5(15.5是检测棒I1半径加上检测棒II8的直径得来的)，如图6所示。在MDA里执行RTCPON开启五轴联动功能，再执行A90 F2000,使A轴摆动到90°；复位，使其取消五轴联动功能，把主界面Y轴清零，通过移动Y 轴，使测试棒I1、测试棒II8和圆柱检测试料上面，三者靠严，如图7所示。在MDA里执行RTCPON，主界面切换到当前数值，查看Z轴数值15.44，记录数值。

8)在MDA里执行A-90 F2000,使A轴摆动到-90°；复位，使其取消五轴联动功能，把主界面Y轴清零，通过移动Y轴，使测试棒I1、测试棒II8和圆柱检测试料上面，三者靠严，如图8所示。在MDA里执行RTCPON，主界面切换到当前数值，查看Z轴数值15.52，记录数值。(15.44-15.52)/2＝-0.04，我们就把Y轴第二旋转中心坐标改为0.04。Y轴第一旋转中心坐标值应改为-495.797-0.04＝-495.837。

9)执行RTCPON，再执行Z15.5 F2000，如图8所示；点击复位，把主界面Y轴清零，通过移动Y轴，用检测棒II8调试适当位置，观察的Y轴数值，则将此数值加到Z轴第一旋转中心坐标里，得到最终Z轴坐标值。此时校正RTCP精度的四个参数均调试完毕。

Claims (4)

1.一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，其特征在于：其步骤为：

1)准备：将圆棒检测试料(2)安装在工作台(6)上，将加工圆棒检测试料(2)加工为四方台；将平底铣刀反向装夹于主轴的刀柄上作为测试棒I(1)，并准备另一把平底铣刀，作为测试棒II(2)用于测量间隙；建立坐标系；

2)登录调试界面，清零Y轴第二旋转中心坐标中的数值；

3)调整第一旋转中心X轴坐标，测试棒I(1)移动到工装左侧的位置，待测试棒I(1)与圆棒检测试料(2)左侧面间隙距离为测试棒II(8)的直径后，开启RTCPON功能，把C轴旋转到180°；复位，主界面X轴清零；移动X轴，测试棒I(1)移动到工装右侧位置，使测试棒I(1)与圆棒检测试料(2)距离为测试棒II(8)的直径，记录X轴移动数值，更改第一旋转中心X轴坐标，将X轴移动数值的一半加到原第一旋转中心X轴坐标值上；

4)调整第一旋转中心Y轴坐标，开启RTCPON后，C轴旋转270°；复位，移动Y轴使测试棒I(1)与圆棒检测试料(2)前面距离为测试棒II(8)的直径，重新开启RTCPON，C轴旋转到90°；复位，主界面Y轴清零；移动Y轴使测试棒I(1)与圆棒检测试料(2)距离为测试棒II(8)的直径，记录Y轴移动数值，更改第一旋转中心Y轴坐标，将Y轴移动数值的一半加到原第一旋转中心Y轴坐标值上；

5)调整第二旋转中心Y轴坐标，Z轴调高，将A、C轴回零，使测试棒I(1)置于与圆棒检测试料(2)上面表面距离为测试棒II(8)的直径加上测试棒I(1)的半径，开启RTCPON，A轴旋转90°；复位，把主界面Y轴清零；移动Y轴，使测试棒I(1)与圆棒检测测试料(2)上面表面距离为测试棒II(8)的直径；开启RTCPON，记录Z轴数值Z1，将A轴旋转到-90°；复位，把主页面清零；移动Y轴，使测试棒I(1)与圆棒检测试料(2)上面表面距离为测试棒II(8)的直径，开启RTCPON，记录Z轴数值Z2，将数值(Z1-Z2)/2取反后添加到第二旋转中心Y轴坐标里；更改第一旋转中心Y轴坐标值，将原值加(Z1-Z2)/2填入第一旋转中心Y轴坐标里；

6)调整第一旋转中心Z轴坐标，Z轴调高，将A、C轴回零，使测试棒I(1)置于与圆棒检测试料(2)上面表面距离为测试棒II(8)的直径加上测试棒I(1)的半径，开启RTCPON，A轴旋转-90°；复位，将主界面Y轴清零；移动Y轴，使测试棒I(1)与圆棒检测试料(2)上面表面距离为测试棒II(8)的直径，观察Y轴数值，通过此数值调整第一旋转中心Z轴坐标。

2.根据权利要求1所述的一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，其特征在于：所述的步骤1)中，圆棒检测测试料(2)形成的四方台边长为80-85mm，上表面距离工作台(6)的高度差为120-180mm，四方台边长与高度可根据机床行程，保证测试中不发生干涉为宜。

3.根据权利要求1所述的一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，其特征在于：所述的测试棒I(1)直径为15mm，测试棒II(8)直径为8mm，根据机床行程，测试棒直径可以调整，保证测试中不干涉为宜。

4.根据权利要求1所述的一种五轴机床RTCP精度检测与校正的方法，其特征在于：所述的步骤6)中，观察的Y轴数值，则将此数值加到Z轴第一旋转中心坐标里，得到最终Z轴坐标值。