CN114322763A - 一种激光校对方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光校对方法，包括：步骤1、测量激光测量系统在工作台上的相对位置、工作台轴向的原点位置、支撑端工件主轴在工作台上的相对位置；步骤2、将固定端激光校对块装在固定端工件主轴箱体上，将支撑端激光校对块装在支撑端工件主轴箱体上；步骤3、测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据；测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储数据；步骤4、工件加工前，将存储的对应工件主轴上的激光校对块位置数据和检测到的激光校对块的位置数据进行对比。本发明解决了激光测量系统在线校对的问题，每次加工前，激光的径向和轴向位置都可以被校对，保证测量精度的准确性。

Description

一种激光校对方法

技术领域

本发明涉及激光校对技术领域，尤其涉及一种激光校对方法。

背景技术

在机床投入使用前，先进行激光测量系统的标定，用于确定后续工件加工的位置。机床进行工件加工时，要依据激光测量系统标定的位置，作为基准线，但是只有在整机标定时，才标定激光测量系统的位置。在加工中不进行再次标定。如果激光测量系统出现问题，测量结果将不准确，造成工件精度损失或工件报废。

发明内容

本发明提供一种激光校对方法，以克服以上问题。

为了实现上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤1、测量激光测量系统在工作台上的相对位置、测量工作台轴向的原点位置、测量支撑端工件主轴在工作台上的相对位置；

步骤2、将固定端激光校对块装在固定端工件主轴箱体上，将支撑端激光校对块装在支撑端工件主轴箱体上；

步骤3、测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据；测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储位置数据；

步骤4、工件加工前，确定工件加工时需要用到的工件主轴，检测对应工件主轴上激光校对块的径向位置、轴向位置，将存储的对应工件主轴上的激光校对块位置数据和检测到的激光校对块的位置数据进行对比，根据对比结果判断是否进行对工件进行加工。

进一步地，步骤1包括：

步骤11、将校准规安装在固定端工件主轴上，工件主轴安装在工作台上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使激光光束被校准规外圆半径遮挡并触发，确定激光测量系统的相对位置，激光测量系统显示的数值，为校准规外圆半径。

步骤12、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使激光光束被校准规外圆斜面的半径遮挡并触发激光测量系统，根据激光测量系统的相对位置，确定工作台轴向的原点位置。

步骤13、将校准规安装在支撑端工件主轴上，支撑端工件主轴在工作台上移动，通过数控系统控制支撑端工件主轴轴向运动至最大行程，使激光光束被校准规外圆斜面的半径遮挡并触发激光测量系统，根据激光测量系统的相对位置，确定支撑端工件主轴在工作台上的相对位置。

进一步地，步骤2中测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据包括：

步骤21、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被固定端激光校对块的直边遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的径向位置H3；

步骤22、将校准规安装在支撑端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使直至激光光束被支撑端激光校对块的直边遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置H4；

步骤23、存储固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置数据。

进一步地，步骤2中测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储位置数据包括：

步骤24、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被固定端激光校对块斜面的半径侧遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的轴向位置H5；

步骤25、将校准规安装在支撑端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被支撑端激光校对块斜面的半径侧遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的轴向位置H6；

步骤26、存储固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置数据。

进一步地，步骤4包括：

步骤41、工件加工前，将待加工工件安装在工件主轴上，数控系统控制激光检测系统沿Y方向进给，使得激光检测系统靠近所述激光校对块；

步骤42、由数控系统控制控制激光检测系统依次对激光校对块的径向位置、轴向位置进行检测，获取当前激光校对块的径向位置、轴向位置的位置数据，

步骤43、将当前激光校对块的位置数据与保存的位置数据进行比较，获取当前位置数据与保存的位置数据的差值，判断所述差值是否小于设定值，若未超过设定值，则执行工件的检测和加工；若超过设定值，则对激光检测装置进行维修，重新确定激光校对块的位置；所述设定值为根据经验设定。

本发明提供了一种激光校对方法，通过在加工前，在线激光校对激光测量系统，解决了激光测量系统在线校对的问题，实现每次加工前，激光的径向和轴向位置都可以被校对，保证测量精度的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明流程图；

图2为本发明确定激光测量系统在工作台上的相对位置图；

图3为本发明确定工作台轴向的原点位置图；

图4为本发明确定支撑端工件主轴在工作台上的相对位置图；

图5为本发明测量激光校对块的径向位置图；

图6为本发明测量激光校对块的轴向位置图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明包括以下步骤：

步骤1、测量激光测量系统在工作台上的相对位置、测量工作台轴向的原点位置、测量支撑端工件主轴在工作台上的相对位置；

具体而言，确定激光测量系统在工作台上的相对位置，即设置激光测量系统进给轴的位置(Y轴)，如图2所示，包括以下步骤：

在G54坐标系中，Y轴显示激光触发线和工件中心之间的距离，加工时显示工件的半径值。

在设置Y轴之前，Y轴原点设定在行程正极限的位置。校准规的半径R2为已知尺寸。

1.1、进入激光测量系统手动校准界面，选择径向校准类型，并打开光束挡板。

1.2、移动Y轴，当光束接触到校准规最大外圆，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置y1。

1.3、算出Y轴的相对位置Y，并输入到数控系统内。

Y相对位置Y＝R2+(y实际位置-y1)

具体而言，确定工作台轴向的原点位置，即设置工件平移轴的原点位置(Z轴)，如图3所示，包括以下步骤：

在G54坐标系中的原点为动力端基准点与激光触发线共面的位置。校准规斜面的半径R3和厚度中z2为已知尺寸。z1值为已知实测值。

2.1、进入激光测量系统手动校准界面，选择轴向校准类型，并打开光束挡板。将Y轴缩回至安全位置。

2.2、将Z轴移动至估算出的校准规斜面位置，移动Y轴，直到光束与校准规斜面接触并触发，然后继续移动Y轴，直到Y轴到达校准规斜面半径R3的理论位置。

2.3、移动Z轴，直到光束与校准规斜面刚接触并触发，移动Z轴，向Z负方向移动距离z1+z2，记录Z轴在机床坐标系中的位置值z，z即为Z轴的原点位置，将位置z保存到系统中。

具体而言，确定支撑端工件主轴在工作台上的相对位置，即设置支撑端平移轴的位置(A轴)，如图4所示，包括以下步骤：

由于A轴被设定为两个动力端和支撑端基准点之间的距离，因此在调整各轴时，系统能够测量出两个基准点之间的距离。在支撑端工件主轴上安装校准规，调整精度并锁紧螺钉。校准规的半径R3和厚度z2为已知尺寸，z1、z4为已知实测值。

3.1、进入激光测量系统手动校准界面，选择轴向校准类型，并打开光束挡板。

3.2、移动A轴至最大行程。

3.3、移动Z轴，直到激光触发线在固定端校准规斜面的激光触发线位置，记录Z轴在机床坐标系中的位置

3.4、移动Z轴，朝向支撑端校准规斜面方向移动，移动Y轴直到Y轴坐标值等于R3值，移动Z轴，直到激光触发线与支撑端校准规斜面接触并触发，记录Z轴在机床坐标系中的位置z。

3.4、算出A轴的相对位置A，并输入到数控系统内。

A相对位置：A＝z+z2+z4+a实际位置

步骤2、将固定端激光校对块装在固定端工件主轴箱体上，将支撑端激光校对块装在支撑端工件主轴箱体上；

步骤3、测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据；测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储位置数据。

步骤4、工件加工前，确定工件加工时需要用到的工件主轴，检测对应工件主轴上激光校对块的径向位置、轴向位置，将存储的对应工件主轴上的激光校对块位置数据和检测到的激光校对块的位置数据进行对比，根据对比结果判断是否进行对工件进行加工。

优选的，步骤1包括：

步骤11、将校准规安装在固定端工件主轴上，工件主轴安装在工作台上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使激光光束被校准规外圆半径遮挡并触发，确定激光测量系统的相对位置，激光测量系统显示的数值，为校准规外圆半径。

步骤12、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使激光光束被校准规外圆斜面的半径遮挡并触发激光测量系统，根据激光测量系统的相对位置，确定工作台轴向的原点位置。

步骤13、将校准规安装在支撑端工件主轴上，支撑端工件主轴在工作台上移动，通过数控系统控制支撑端工件主轴轴向运动至最大行程，使激光光束被校准规外圆斜面的半径遮挡并触发激光测量系统，根据激光测量系统的相对位置，确定支撑端工件主轴在工作台上的相对位置。

优选的，步骤2中测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据包括：

步骤21、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被固定端激光校对块的直边遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的径向位置H3；

步骤22、将校准规安装在支撑端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使直至激光光束被支撑端激光校对块的直边遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置H4；

步骤23、存储固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置数据。

具体而言，测量激光校对块的径向位置，如图5所示，包括：

叶片的最终半径以及测量系统的测量结果均基于校准块的径向位置。校准规的半径R2为已知尺寸。

4.1、安装校准规，调整精度并锁紧螺钉。

4.2、进入激光测量系统手动校准界面，选择径向校准类型，并打开光束挡板。

4.3、移动Z轴和Y轴，直到光束接触到固定端的校准规最大外圆，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置y1。

4.4、移动Y轴和Z轴，直到光束接触到固定端的测量系统校准块最外边，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置y2。

4.5、两次差值，算出固定端的测量系统校准块的径向位置H3，并输入到数控系统内。

径向位置：H3＝R2+(y2-y1)

4.6、移动Z轴和Y轴，直到光束接触到支撑端的校准规最大外圆，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置y3。

4.7、移动Y轴和Z轴，直到光束接触到支撑端的测量系统校准块最外边，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置y4。

4.8、两次差值，算出支撑端的测量系统校准块的径向位置H4，并输入到数控系统内。

径向位置：H4＝R2+(y4-y3)

优选的，步骤2中测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储位置数据包括：

步骤24、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被固定端激光校对块斜面的半径侧遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的轴向位置H5；

步骤25、将校准规安装在支撑端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被支撑端激光校对块斜面的半径侧遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的轴向位置H6；

步骤26、存储固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置数据。

具体而言，如图6所示，设置测量激光校对块的轴向位置，包括：

由于测量系统在测量期间会因某些操作不当而产生轴向偏差，因此会影响到光束。校准规的半径R3和厚度z2为已知尺寸，z1，z4为已知测量值。

5.1、安装校准规，调整精度并锁紧螺钉。

5.2、进入激光测量系统手动校准界面，选择轴向校准类型，并打开光束挡板。

5.3、移动Y轴，直到光束接触到固定端的校准规斜面的R3位置，移动Z轴并触发测量信号，记录Z轴在机床坐标系中的位置Z1。

5.4、移动Z/Y轴，使测量系统的光束在固定端的测量系统校准块斜面的前方，移动Y轴直到光束接触到测量系统校准块斜面，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置H5，记录Z轴在机床坐标系中的位置Z2。

轴向位置：H5＝z1+z2-(Z1-Z2)

5.5、移动Y轴，直到光束接触到支撑端的校准规斜面的R3位置，移动Z轴并触发测量信号，记录Z轴在机床坐标系中的位置Z3。

5.6、移动Z/Y轴，使测量系统的光束在支撑端的测量系统校准块斜面的前方，移动Y轴直到光束接触到测量系统校准块斜面，并触发测量信号，记录Y轴在机床坐标系中的位置H6，记录Z轴在机床坐标系中的位置Z4。

轴向位置：H6＝z2+z4-(Z4-Z3)

5.7、当测量系统的光束移动时，对比与H5或H7的容差(0.03mm)，如超差，数控系统屏幕显示错误。

优选的，步骤4包括：

步骤41、工件加工前，将待加工工件安装在工件主轴上，数控系统控制激光检测系统沿Y方向进给，使得激光检测系统靠近所述激光校对块；

步骤42、由数控系统控制控制激光检测系统依次对激光校对块的径向位置、轴向位置进行检测，获取当前激光校对块的径向位置、轴向位置的位置数据，

步骤43、将当前激光校对块的位置数据与保存的位置数据进行比较，获取当前位置数据与保存的位置数据的差值，判断所述差值是否小于设定值，若未超过设定值，则执行工件的检测和加工；若超过设定值，则对激光检测装置进行维修，重新确定激光校对块的位置；所述设定值为根据经验设定。

有益效果：

本发明提供了一种激光校对方法，通过在加工前，在线激光校对激光测量系统，解决了激光测量系统在线校对的问题，实现每次加工前，激光的径向和轴向位置都可以被校对，保证测量精度的准确性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种激光校对方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、测量激光测量系统在工作台上的相对位置、测量工作台轴向的原点位置、测量支撑端工件主轴在工作台上的相对位置；

步骤2、将固定端激光校对块装在固定端工件主轴箱体上，将支撑端激光校对块装在支撑端工件主轴箱体上；

步骤3、测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据；测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储位置数据；

步骤4、工件加工前，确定工件加工时需要用到的工件主轴，检测对应工件主轴上激光校对块的径向位置、轴向位置，将存储的对应工件主轴上的激光校对块位置数据和检测到的激光校对块的位置数据进行对比，根据对比结果判断是否进行对工件进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种激光校对方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11、将校准规安装在固定端工件主轴上，工件主轴安装在工作台上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使激光光束被校准规外圆半径遮挡并触发，确定激光测量系统的相对位置，激光测量系统显示的数值，为校准规外圆半径；

步骤12、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使激光光束被校准规外圆斜面的半径遮挡并触发激光测量系统，根据激光测量系统的相对位置，确定工作台轴向的原点位置；

步骤13、将校准规安装在支撑端工件主轴上，支撑端工件主轴在工作台上移动，通过数控系统控制支撑端工件主轴轴向运动至最大行程，使激光光束被校准规外圆斜面的半径遮挡并触发激光测量系统，根据激光测量系统的相对位置，确定支撑端工件主轴在工作台上的相对位置。

3.根据权利要求1所述的一种激光校对方法，其特征在于，所述步骤2中测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置并存储位置数据包括：

步骤21、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被固定端激光校对块的直边遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的径向位置H3；

步骤22、将校准规安装在支撑端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，使直至激光光束被支撑端激光校对块的直边遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置H4；

步骤23、存储固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的径向位置数据。

4.根据权利要求1所述的一种激光校对方法，其特征在于，所述步骤2中测量固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置并存储位置数据包括：

步骤24、将校准规安装在固定端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被固定端激光校对块斜面的半径侧遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的轴向位置H5；

步骤25、将校准规安装在支撑端工件主轴上，通过数控系统控制工作台轴向运动，直至激光光束被支撑端激光校对块斜面的半径侧遮挡并触发，并由机床上的激光测量系统和校准规，确定固定端工件主轴上的激光校对块的轴向位置H6；

步骤26、存储固定端工件主轴、支撑端工件主轴上的激光校对块的轴向位置数据。

5.根据权利要求1所述的一种激光校对方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤41、工件加工前，将待加工工件安装在工件主轴上，数控系统控制激光检测系统沿Y方向进给，使得激光检测系统靠近所述激光校对块；

步骤42、由数控系统控制控制激光检测系统依次对激光校对块的径向位置、轴向位置进行检测，获取当前激光校对块的径向位置、轴向位置的位置数据，

步骤43、将当前激光校对块的位置数据与保存的位置数据进行比较，获取当前位置数据与保存的位置数据的差值，判断所述差值是否小于设定值，若未超过设定值，则执行工件的检测和加工；若超过设定值，则对激光检测装置进行维修，重新确定激光校对块的位置；所述设定值为根据经验设定。

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