CN112059726A - 一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法 - Google Patents

Abstract

一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，在机自动筛料，若所测量的多基准特征间误差超过阈值则直接报废该工件；若所测量多基准特征间误差在阈值范围内，则表示工件可进行下一步加工。所有的测量数据均自动记录在制造平台上，工艺人员可随时调取这些数据来优化生产流程，并能及时发现生产中的问题，避免人工记录的低效、错误等问题。

Description

一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法

技术领域

本发明属于工件测量补偿技术领域，特别涉及一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法。

背景技术

随着制造业技术的升级和产业自身更新换代的需要，对工件的复杂化、轻量化、精密化、生产效率等均提出了更多的要求。然而，由于加工环境及加工设备的差异性、设备自身的磨损以及其它不可避免的因素导致的工件变形等问题，造成了加工工件的批量差异。因此，为了保证加工工件的合格率，通常需要严格筛选工件来料，同时，也对生产设备的精度提出了更高的要求。

2.现有技术方案：

1)人工筛料，划分来料等级

通过人工筛料，按照一定的检测标准剔除不可加工的工件，将可加工工件按来料误差划分不同等级，并根据其等级设计不同的加工工艺，并根据不同的加工工艺安排不同的机床进行生产。

2)增加来料加工余量

为降低工件变形带来的影响，通常采用增加待加工特征余量来提升产品的刚性，与此同时，待加工特征也留有足够的加工余量，从而保证生产的合格率。

3)生产设备升级维护

生产设备长时间连续使用时，其精度必然下降，为了保证工件的制造精度，特别是作为下一工序的基准特征，必须严格控制其制造误差，通常为了满足这一要求，只能通过升级或者频繁维护生产设备以保证其生产的可靠性。

现有技术的缺点：

1)针对工件来料变形，需人工筛料，划分来料等级，造成工艺开发阶段耗费时间较长、生产所需机床数量较多。此外，人工筛料还具有不确定性，可能将可加工的工件剔除，而将不可加工工件归入可加工批次，造成资源浪费，降低生产合格率。

2)CNC加工中增加工件来料加工余量，单件产品加工时间可能延长，降低生产效率。

3)设备升级维护频繁，容易造成生产中断时间延长，带来生产成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，包括以下步骤：

步骤1，明确工件工艺尺寸链中的特征组成，确定工件基准特征及待加工特征，并计算出工件基准特征的相对误差阈值±△l₀；

步骤2，编写工件基准特征的测量NC程序，按产品加工要求设定工件基准特征所允许的相对误差±△l₀；

步骤3，编写工件上待加工特征的加工NC程序，设定各待加工特征在工艺尺寸链中允许误差±△l₁、±△l₂、±△l₃和在工艺尺寸链中加工特征的权重系数α、β；

步骤4，将被加工工件夹紧固定在数控机床工作台上，并将编辑好的测量和加工NC程序导入数控机床；

步骤5，运行测量NC程序得到工件上基准特征误差量△l₀’；若-△l₀≤△l₀’≤△l₀，则计算出各待加工特征对应补偿量△l_i’；若△l₀’超出上述允许阈值，则直接报废该工件，加工终止；

步骤6，运行加工NC程序，并调用上一步测量计算得到的各待加工特征对应补偿量，即时调整加工路径，完成对应的特征加工；

步骤7，加工结束，对工件进行最终检测。

进一步的，步骤1中，工件基准特征包括定位基准和参考基准；工件基准特征的相对误差阈值为参考基准相对定位基准的相对误差阈值±△l₀。

进一步的，步骤3中，权重系数根据待加工特征加工要求的误差等级，上一工序加工完成后留给本工序不同的待加工特征的理论余量大小设定，0＜α、β≤1。

进一步的，步骤3中，±△l₁、±△l₂、±△l₃分别表示孔1中心到左侧定位基准的尺寸误差，孔2中心到孔1中心的尺寸误差，孔2中心到右侧参考基准尺寸误差。

进一步的，步骤5中，

△l₀＝△l₁+△l₂+△l₃

△l₁’＝α·△l₀’·[△l₁/(△l₁+△l₂+△l₃)]

△l₂’＝β·△l₀’·[△l₂/(△l₁+△l₂+△l₃)]

△l₃’＝△l₀’-△l₁’-△l₂。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

在机自动筛料，若所测量的多基准特征间误差超过阈值则直接报废该工件；若所测量多基准特征间误差在阈值范围内，则表示工件可进行下一步加工。所有的测量数据均自动记录在制造平台上，工艺人员可随时调取这些数据来优化生产流程，并能及时发现生产中的问题，避免人工记录的低效、错误等问题。

批量加工中，调用每个工件相应的多基准特征间的误差数据，在机完成多基准特征间误差分配，根据每个待加工特征所分配到的误差补偿量即时调整待加工特征的加工工艺参数。相对传统的按工件来料误差等级而设计多个不同的加工工艺的加工方法，本发明方法仅需设计一个加工工艺，一定程度上简化了工艺开发难度，缩短工艺开发时间。同时，本发明可以根据每个工件来料，自动调整加工工艺参数，可实现每个工件加工工艺参数的最佳匹配，有效保证生产良率。

采用在机进行误差分配的方法，扩大了工件来料的可加工范围，相应地降低了对上一工序生产设备制造精度要求，延长设备连续使用时间，节约设备升级维护成本，带来经济效益的提升。

附图说明

图1为工件示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1，一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，包括以下步骤：

步骤1，明确工件工艺尺寸链中的特征组成，确定工件基准特征及待加工特征，并计算出工件基准特征的相对误差阈值±△l₀；

步骤2，编写工件基准特征的测量NC程序，按产品加工要求设定工件基准特征所允许的相对误差±△l₀；

步骤3，编写工件上待加工特征的加工NC程序，设定各待加工特征在工艺尺寸链中允许误差±△l₁、±△l₂、±△l₃和在工艺尺寸链中加工特征的权重系数α、β；

步骤4，将被加工工件夹紧固定在数控机床工作台上，并将编辑好的测量和加工NC程序导入数控机床；

步骤5，运行测量NC程序得到工件上基准特征误差量△l₀’；若-△l₀≤△l₀’≤△l₀，则计算出各待加工特征对应补偿量△l_i’；若△l₀’超出上述允许阈值，则直接报废该工件，加工终止；

步骤6，运行加工NC程序，并调用上一步测量计算得到的各待加工特征对应补偿量，即时调整加工路径，完成对应的特征加工；

步骤7，加工结束，对工件进行最终检测。

步骤1中，工件基准特征包括定位基准和参考基准；工件基准特征的相对误差阈值为参考基准相对定位基准的相对误差阈值±△l₀。

步骤3中，权重系数根据待加工特征加工要求的误差等级，上一工序加工完成后留给本工序不同的待加工特征的理论余量大小设定，0＜α、β≤1。

步骤5中，

△l₀＝△l₁+△l₂+△l₃

△l₁’＝α·△l₀’·[△l₁/(△l₁+△l₂+△l₃)]

△l₂’＝β·△l₀’·[△l₂/(△l₁+△l₂+△l₃)]

△l₃’＝△l₀’-△l₁’-△l₂。

Claims (5)

1.一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，明确工件工艺尺寸链中的特征组成，确定工件基准特征及待加工特征，并计算出工件基准特征的相对误差阈值±△l₀；

步骤2，编写工件基准特征的测量NC程序，按产品加工要求设定工件基准特征所允许的相对误差±△l₀；

步骤3，编写工件上待加工特征的加工NC程序，设定各待加工特征在工艺尺寸链中允许误差±△l₁、±△l₂、±△l₃和在工艺尺寸链中加工特征的权重系数α、β；

步骤4，将被加工工件夹紧固定在数控机床工作台上，并将编辑好的测量和加工NC程序导入数控机床；

步骤5，运行测量NC程序得到工件上基准特征误差量△l₀’；若-△l₀≤△l₀’≤△l₀，则计算出各待加工特征对应补偿量△l_i’；若△l₀’超出上述允许阈值，则直接报废该工件，加工终止；

步骤6，运行加工NC程序，并调用上一步测量计算得到的各待加工特征对应补偿量，即时调整加工路径，完成对应的特征加工；

步骤7，加工结束，对工件进行最终检测。

2.根据权利要求1所述的一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，其特征在于，步骤1中，工件基准特征包括定位基准和参考基准；工件基准特征的相对误差阈值为参考基准相对定位基准的相对误差阈值±△l₀。

3.根据权利要求1所述的一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，其特征在于，步骤3中，权重系数根据待加工特征加工要求的误差等级，上一工序加工完成后留给本工序不同的待加工特征的理论余量大小设定，0＜α、β≤1。

4.根据权利要求1所述的一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，其特征在于，步骤3中，±△l₁、±△l₂、±△l₃分别表示孔1中心到左侧定位基准的尺寸误差，孔2中心到孔1中心的尺寸误差，孔2中心到右侧参考基准尺寸误差。

5.根据权利要求1所述的一种多基准特征工件的在机测量与补偿加工方法，其特征在于，步骤5中，

△l₀＝△l₁+△l₂+△l₃

△l₁’＝α·△l₀’·[△l₁/(△l₁+△l₂+△l₃)]

△l₂’＝β·△l₀’·[△l₂/(△l₁+△l₂+△l₃)]

△l₃’＝△l₀’-△l₁’-△l₂。

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