CN110103080B - 智能生产线机床加工一致性误差补偿方法 - Google Patents
智能生产线机床加工一致性误差补偿方法 Download PDFInfo
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Abstract
智能生产线机床加工一致性误差补偿方法属于机械制造及自动化领域，尤其涉及智能生产线机床加工一致性误差补偿方法。本发明提供一种机床加工一致性误差补偿方法，可大幅度提高机床加工工件合格率。本发明的特征在于：包括以下步骤：a.将试验件安装至数控机床的指定一个台板夹具上；b.对试验件进行粗加工，根据使用机床数量加工出与机床数量对应的孔面和十字槽。c.分别在各个机床依次采用同一规格的精铣刀，精加工四个评测孔以及评测孔所在的孔面，同时，精加工不同尺寸的十字槽完成精加工。
Description
技术领域
本发明属于机械制造及自动化领域，尤其涉及智能生产线机床加工一致性误差补偿方法。
背景技术
智能生产线为柔性生产线，柔性生产线是把多台可以调整的机床（多为专用机床）联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。它依靠计算机管理，并将多种生产模式集合，从而能够减少生产成本做到物尽其用。
智能生产线可根据工件信息进行自行分配，为混流模式，可单机床全加工流程，也可不同机床分工序加工。这样在编制加工NC代码时就需要使用机床机械坐标原点来进行加工，可保证同一NC代码在不同机床所加工出零件一致。
数控机床长期使用后的磨损是造成加工误差的主要原始因素，机床误差主要由主轴回转误差，导轨导向误差，内传动链的传动误差及主轴，导轨等位置关系误差所组成。
数控机床的机械坐标系原点通常在出厂时受人为因素不会设置为一致，并且机床装配原因也不会保证机床装配一致。通常在这种情况下加工出的产品会因工件进入不同的机床加工出不同的结果。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种机床加工一致性误差补偿方法，可大幅度提高机床加工工件合格率。
为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明的特征在于：包括以下步骤。
a. 将试验件安装至数控机床的指定一个台板夹具上。
b.对试验件进行粗加工，根据使用机床数量加工出与机床数量对应的孔面和十字槽。
c.分别在各个机床依次采用同一规格的精铣刀，精加工四个评测孔以及评测孔所在的孔面，同时，精加工不同尺寸的十字槽完成精加工。
d.采用三坐标测量仪，评价孔面的Z向坐标，即可得出各机床Z向偏差，评价台板的四个销孔的位置度，并确认各个机床的X向和Y向差异值。从而进行补正，得到实际需要补正的偏移值。
e.通过三坐标测量仪的实测值（MEAS）与理论值（NOMINAL）进行换算获得差值（DEV）Xd=Xm-Xn、Yd=Ym-Yn和Zd=Zm-Zn，其中Xd为X方向的误差，Yd为Y方向的误差，Zd为Z方向的误差。
f.通过在智能生产线总控系统，反方向补到各个对应的机床的坐标系内，获得数控机床的机械坐标值,从而对工件进行加工，其中第一机床为X1=XD+Xd,Y1=YD+Yd,Z1=ZD+Zd、第n机床为： Xn=XD+Xd,Yn=YD+Yd,Zn=ZD+Zd）,其中(XD,YD,ZD)为各机床现有机械坐标系的补偿值。
优选的，所述步骤b中，粗加工采用同一成型刀具一次加工成型。
本发明的有益效果。
本发明的一种智能生产线机床加工一致性补偿方法，通过在试验件上进行粗加工到精加工，并配合三坐标测量仪，对试验件再次计算差值，获得坐标误差值，并误差通过反方向正确在智能生产线总控系统对应的补到各个机床的坐标系内，实现高精度加工。
本发明使加工零件进入智能生产线进行加工后工件尺寸公差、形位公差一致性高，能够在选择工艺路线中可进行单件在不同机床进行加工，也可在同一台进行加工，这样减少排产难度，提高机床利用率。
本发明主要适用于一台或多台的机床加工进行补偿的方法，成本低，易于实现，同时增加了工艺加工的稳定性，本发明能提升机床生产效率，并提高产品的合格率。
附图说明
图1是本发明四机床时所用试验件的结构示意图。
图2是试验件的立体图。
图3是台板夹具的结构示意图。
图4是台板夹具和试验件的组合状态图。
附图中1为试验件、2为第一评测孔、3为第一孔面、4为第四十字槽、5为第一交点、6为第二交点、7为第三交点、8为第四交点、9为第一对称横线、10为第二对称横线、11为第三对称横线、12为第四对称横线、13为第二孔面、14为第一对称竖线、15为第二对称竖线、16为第三对称竖线、17为第四对称竖线、18为第二评测孔、19为第三十字槽、20为第二十字槽、21为第一十字槽、22为第三孔面、23为第三评测孔、24为第四孔面、25为第四评测孔、26为销孔、27为台板夹具。
具体实施方式
本发明的特征在于：包括以下步骤。
a将试验件1安装至数控机床的指定一个台板夹具27上。
b.对试验件1进行粗加工，根据使用机床数量加工出与机床数量对应的孔面和十字槽。
c.分别在各个机床依次采用同一规格的精铣刀，精加工四个评测孔以及评测孔所在的孔面，同时，精加工不同尺寸的十字槽完成精加工。
d.采用三坐标测量仪，评价孔面的Z向坐标，即可得出各机床Z向偏差，评价台板的四个销孔26的位置度，并确认各个机床的X向和Y向差异值。从而进行补正，得到实际需要补正的偏移值。
e.通过三坐标测量仪的实测值（MEAS）与理论值（NOMINAL）进行换算获得差值（DEV）Xd=Xm-Xn、Yd=Ym-Yn和Zd=Zm-Zn，其中Xd为X方向的误差，Yd为Y方向的误差，Zd为Z方向的误差。
f.通过在智能生产线总控系统，反方向补到各个对应的机床的坐标系内，获得数控机床的机械坐标值,从而对工件进行加工，其中第一机床为X1=XD+Xd,Y1=YD+Yd,Z1=ZD+Zd、第n机床为： Xn=XD+Xd,Yn=YD+Yd,Zn=ZD+Zd）,其中(XD,YD,ZD)为各机床现有机械坐标系的补偿值。
优选的，所述步骤b中，粗加工采用同一成型刀具一次加工成型。
实施例：针对四台数控机床特定的生产线机床加工一致性误差补偿方法，包括如下步骤。
a.指定一个台板夹具27，将试验件1安装至该台板夹具27上（直到补偿完成，该试验件1与台板不能分开，始终把合在一起）。
b.采用同一成型刀具将试验件1的外形和十字槽，以及四个孔对应的第一孔面3、第二孔面13、第三孔面22和第四孔面24完成粗加工，在第一孔面3、第二孔面13、第三孔面22和第四孔面24上分别加工评测孔；将十字槽单面留1mm加工余量，四个评测孔加工到直径8.5mm，深10mm。
可先将试验件1外形铣到152mm×48mm×38mm，再将外框的四面加工到150×46mm。
c.分别在第一台、第二台、第三台和第四台机床依次采用同一规格φ8×30mm的精铣刀，精加工四个评测孔对应的第一孔面3、第二孔面13、第三孔面22和第四孔面24，以及不同尺寸的十字槽完成精加工；分别为第一孔面3的第一评测孔2为φ9mm，第一十字槽21的尺寸a1×b1为20mm×24mm、第二孔面13的第二评测孔18为φ9mm，第二十字槽20的尺寸a2×b2为18×22mm、第三孔面22的第三评测孔23为φ9mm，第三十字槽19的尺寸a3×b3为16×20mm和第四孔面24的第四评测孔25为φ9mm，第四十字槽4的尺寸a4×b4为14×18mm。
d.采用三坐标测量仪，将第一十字槽21的20mm尺寸的两面同一高度各检一条直线，构建两直线的第一对称竖线14；将第一十字槽21的a1尺寸的两面同一高度各检一条直线，构建两直线的第一对称横线9；第一对称竖线14和第一对称横向形成第一交点5。
依此类推构建第二十字槽20的第二对称竖线15、第二对称横线10和第二交点6；依此类推构建第三十字槽19的第三对称竖线16、第三对称横线11和第三交点7；依此类推构建第四十字槽4的第四对称竖线17、第四对称横线12和第四交点8；评价第一交点5、第二交点6、第三交点7和第四交点8的位置度，评价第一孔面3、第二孔面13、第三孔面22和第四孔面24的Z向坐标，即可得出各机床Z向偏差值，评价台板夹具27的四个销孔26的位置度并确认各个机床的X向和Y向差异值。从而进行补正，得到实际需要补正的偏移值。
e.通过三坐标测量仪的实测值（MEAS）与理论值（NOMINAL）进行换算获得各个机床的差值（DEV）Xd=Xm-Xn、Yd=Ym-Yn和Zd=Zm-Zn，其中Xd为X方向的误差，Yd为Y方向的误差，Zd为Z方向的误差。
f.将误差通过反方向正确在智能生产线总控系统对应的补到各个机床的坐标系内，获得数控机床的机械坐标值（X1=XD+Xd,Y1=YD+Yd,Z1=ZD+Zd）、（X2=XD+Xd,Y2=YD+Yd,Z2=ZD+Zd）、（X3=XD+Xd,Y3=YD+Yd,Z3=ZD+Zd）、（X4=XD+Xd,Y4=YD+Yd,Z4=ZD+Zd）,其中(XD,YD,ZD)为各机床现有机械坐标系的补偿值；从而对工件进行加工。
本发明所揭示的一种智能生产线机床加工一致性误差分析及补偿方法，通过数控机床加工，并配合补偿计算进行机床机械坐标的精度定位，弥补机床加工而导致的加工精度影响。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.智能生产线机床加工一致性误差补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
a. 将试验件安装至数控机床的指定一个台板夹具上；
b.对试验件进行粗加工，根据使用机床数量加工出与机床数量对应的孔面和十字槽；
c.分别在各个机床依次采用同一规格的精铣刀，精加工四个评测孔以及评测孔所在的孔面，同时，精加工不同尺寸的十字槽完成精加工；
d.采用三坐标测量仪，评价孔面的Z向坐标，即可得出各机床Z向偏差，评价台板的四个销孔的位置度，并确认各个机床的X向和Y向差异值；
从而进行补正，得到实际需要补正的偏移值；
e.通过三坐标测量仪的实测值（MEAS）与理论值（NOMINAL）进行换算获得差值（DEV）Xd=Xm-Xn、Yd=Ym-Yn和Zd=Zm-Zn，其中Xd为X方向的误差，Yd为Y方向的误差，Zd为Z方向的误差；
f. 通过在智能生产线总控系统，反方向补到各个对应的机床的坐标系内，获得数控机床的机械坐标值,从而对工件进行加工，其中第一机床为X1=XD+Xd,Y1=YD+Yd,Z1=ZD+Zd、第n机床为： Xn=XD+Xd,Yn=YD+Yd,Zn=ZD+Zd,其中(XD,YD,ZD)为各机床现有机械坐标系的补偿值。
2.根据权利要求1所述的一种智能生产线机床加工一致性误差补偿方法，其特征在于：所述步骤b中，粗加工采用同一成型刀具一次加工成型。
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