CN114101741B - 一种数控加工在线检测及自动补偿的方法 - Google Patents

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张建华
武晓会
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Abstract

本发明涉及一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，基于国产数控机床与国产数控系统；检测机构为测头与国产五轴机床；通过读取检测数据并与理论数据和让刀量进行特殊运算，判断出各处变形量进行补偿；然后执行补偿后的曲面精加工程序。此方法可由原先2次加工成型缩减为1次加工成型,大幅降低零件加工时间，节约了人工检测成本，有效提升了质量与效率，取得了良好效果。

Description

一种数控加工在线检测及自动补偿的方法
技术领域
本发明属于在线检测技术领域，具体涉及一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，适用于国产数控系统、国产数控机床精确测量变形零件。
背景技术
数控加工中的变形检测及控制一直是业内的重点与难点，传统变形控制方法为人工检测、人工调整，检测手段关系着产品的最终质量，它是毛坯转化为产品全过程重要一步，它是在飞行器制造中的重要保证，常用检测方法包括线下检测(手工、三坐标、扫描、激光)、线上检测，线上检测主要以手工检测为主。某零件是飞行器重要部件之一，焊接后整体变形，加工六处划窝孔时需人工检测并调整深度，此方法效率低下，质量风险较大，因此急需一种高效可靠的方法来适应自动化柔性生产线。
发明内容
本发明提供一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，要解决的技术问题是：解决焊接后整体变形工件加工效率低下，质量风险的问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，其特征在于，具体步骤如下：
第一步：在曲面上进行底孔加工，加工出多个划窝底孔；
第二步：将每个划窝孔口的4个象限点作为测量点，通过测头对曲面上的划窝位置进行信息采集；
第三步：对采集数据进行处理，确定补偿值：将第一处测量结果转化为加工零点与加工基准，后续孔位与第一个孔位结果差值计算后即为补偿值；
第四步：提取补偿值，将补偿值自动补偿到坐标系和偏置指令中；
第五步：进行补偿后的划窝加工。
有益效果：本发明主要针对此零件的焊后变形进行实时测量并进行补偿，通过读取检测数据并与理论数据和让刀量进行运算，判断出各处变形量进行补偿；然后执行补偿后的曲面精加工程序，此方法可由原先2次加工成型缩减为1次加工成型,大幅降低零件加工时间，节约了人工检测成本，有效提升了质量与效率，取得了良好效果。
附图说明
图1测头组成图；
图2测量示意图；
图3测量补偿流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，具体步骤如下：
第一步：在曲面上进行底孔加工。
第二步：通过测头对曲面上的划窝位置进行信息采集；
所述测头包括依次连接的测头刀柄1、测头主体2、探针3、红宝石测量球4；
由于测量点位于已变形曲面上，本方法采取孔口4个象限点作为测量点，不论曲面变形程度大小，4点测量法更能真实反应出此处变形情况；
第三步：对采集数据进行处理，确定补偿值：
补偿值是后续孔位与第一处孔位实际差值，而每处的测量结果为4个象限点对应的4个数值，将4个数值取算术平均值(#50030＝(#50001+#50002+#50003+#50004)/4)即为对应孔位实际位置，将第一处测量结果转化为加工零点与加工基准，后续孔位与第一个孔位结果差值计算后即为补偿值；
第四步：将补偿值自动补偿到坐标系、带有偏置指令的程序中：提取补偿值，将补偿值编入到偏移指令后即实现自动补偿。
第五步：进行补偿后的划窝加工。
本发明的优点如下：
①创新测量方法。如图2所示，测量点位于已变形曲面上，本方法采取孔口4个象限点作为测量点，不论曲面变形程度大小，4点测量法更能真实反应出此处变形情况；
②颠覆传统零点设置法。传统找线零点设置法由于划线与找线误差，导致测量结果与加工基准存在一定误差，本方法通过采集已变形曲面，将第一处测量结果转化为加工零点与加工基准，有效保证其余孔位加工基准统一。
③确定运算与补偿思路。补偿值是后续孔位与第一处孔位实际差值，而每处的测量结果为4个象限点对应的4个数值，将4个数值取算术平均值(#50030＝(#50001+#50002+#50003+#50004)/4)即为对应孔位实际位置，与第一个孔位结果差值计算后即为补偿值，提取补偿值，将补偿值编入到华中系统偏移指令(G52)后即实现自动补偿。
本发明基于国产数控机床与国产数控系统；检测机构为测头(图1)与国产五轴机床；将已有的子程序与国产华中数控系统结合，进行二次开发，设计出一套高效高精的型面检测程序，其中包括检测前的定位动作，检测动作，计算赋值操作等；通过读取检测数据并与理论数据和让刀量进行特殊运算，判断出各处变形量进行补偿；然后执行补偿后的曲面精加工程序。

Claims (3)

1.一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，其特征在于，具体步骤如下：
第一步：在曲面上进行底孔加工，加工出多个划窝底孔；
第二步：将每个划窝底孔口的4个象限点作为测量点，通过测头对曲面上的划窝位置进行信息采集；
第三步：对采集数据进行处理，确定补偿值：将第一处划窝位置转化为加工零点与加工基准，计算后续孔位与第一处划窝位置的差值后获得补偿值；
第四步：提取补偿值，将补偿值自动补偿到坐标系和偏置指令中；
第五步：进行补偿后的划窝加工。
2.根据权利要求1所述的一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，其特征在于，所述测头包括依次连接的测头刀柄、测头主体、探针、红宝石测量球。
3.根据权利要求1所述的一种数控加工在线检测及自动补偿的方法，其特征在于，第三步中，将每处的4个象限点对应的4个数值取算术平均值，获得对应的划窝位置。
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