CN116358472A - 一种增减材设备的坐标校正方法及增减材设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于激光加工技术领域，涉及一种增减材设备的坐标校正方法及增减材设备。该方法的包括如下步骤：基于增材坐标系，在设备加工平面成型待减材零件；探测待减材零件在减材坐标系中坐标，根据待减材零件在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差；根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。本申请提供的技术方案能够计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差，在减材加工之前对减材坐标进行偏置和旋转，从而对减材坐标进行校正，以实现减材坐标与增材坐标的统一。

Description

一种增减材设备的坐标校正方法及增减材设备

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，更具体地，涉及一种增减材设备的坐标校正方法及增减材设备。

背景技术

增减材设备是一种零件加工设备。其工作原理是振镜控制激光在增材坐标系下，对加工平台上的零件表面金属粉末进行烧结，形成一个增材零件。然后通过减材机构在减材坐标系下，带动末端铣刀按照减材加工路径对增材零件进行减材加工，以提高增材零件的表面光洁度和成型精度。

增材加工是用增材激光对位于设备加工平面上的金属粉末进行逐层烧结叠加的加工过程，现有的增减材加工过程中，增材激光光源的焦点在设备加工平面上，故增材坐标系的原点是基于设备加工平面上的某一点。而减材机构的减材加工路径是基于增材坐标系生成的，但为了避免减材机构干涉增材加工步骤，通常将减材坐标的原点设置为基于减材机构末端的位置，这样的设置使得减材坐标与增材坐标不在同一位置上，影响了减材加工的精度。

发明内容

本申请实施例所要解决的技术问题是现有的增减材加工过程，减材坐标与增材坐标不在同一位置上。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种增减材设备的坐标校正方法，采用了如下所述的技术方案：

该增减材设备的坐标校正方法的包括如下步骤：

基于增材坐标系，在设备加工平面成型待减材零件；

探测待减材零件在减材坐标系中坐标，根据待减材零件在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差；

根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。

进一步的，所述距离偏差，为减材坐标系的原点与增材坐标系的原点之间的位置偏差。

进一步的，所述待减材零件包括第一轮廓边和第二轮廓边，所述第一轮廓边和所述第二轮廓边相交且均为直边；

所述根据待减材零件在减材坐标系中坐标计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差的步骤，具体包括：

探测第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标；

探测第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标；

根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标和第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标；

根据第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标，与第一轮廓边与第二轮廓边的交点在增材坐标系中的坐标，计算得到增材坐标系的原点在减材坐标系中的坐标。

进一步的，所述第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标的步骤，具体包括：

触碰探测头向靠近第一轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第一轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第一轮廓边上的第一个点D1，并记录D1点在减材坐标系中的坐标为D1(x_减D1，y_减D1)，触碰探测头远离第一轮廓边；

触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第一轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第一轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第一轮廓边上的第二个点D2，并记录D2点在减材坐标系中的坐标为D2(x_减D2，y_减D2)，触碰探测头远离第一轮廓边。

进一步的，所述探测第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，具体包括：

触碰探测头向靠近第二轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第二轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第二轮廓边上的第一个点D3，并记录D3点在减材坐标系中的坐标为D3(x_减D3，y_减D3)，触碰探测头远离第二轮廓边；

触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第二轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第二轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第二轮廓边上的第二个点D4，并记录D4点在减材坐标系中的坐标为D4(x_减D4，y_减D4)，触碰探测头远离第一轮廓边。

进一步的，所述根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标和第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标的步骤，具体包括：

根据D1(x_减D1，y_减D1)和D2(x_减D2，y_减D2)计算得到第一轮廓边在减材坐标系中的直线方程为：

F(1)＝a₁*x_减+b₁*y_减+c₁＝0；

其中，a₁＝y_减D1-y_减D2，b₁＝x_减D1-x_减D2，

c₁＝x_减D1*y_减D2-x_减D2*y_减D1；

根据D3(x_减D3，y_减D3)和D4(x_减D4，y_减D4)计算得到第二轮廓边在减材坐标系中的直线方程为：

F(2)＝a₂*x_减+b₂*y_减+c₂＝0；

其中，a₂＝y_减D3-y_减D4，b₂＝x_减D3-x_减D4，

c₂＝x_减D3*y_减D4-x_减D4*y_减D3；

根据第一轮廓边在减材坐标系中的直线方程和第二轮廓边在减材坐标系中的直线方程，计算得到第一轮廓边和第二轮廓边的交点D5在减材坐标上的坐标D5(x_减D5，y_减D5)：

其中：

所述根据第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标，与第一轮廓边与第二轮廓边的交点在增材坐标系中的坐标，计算得到增材坐标系的原点在减材坐标系中的坐标的步骤，具体包括：

根据第一轮廓边和第二轮廓边的交点在减材坐标上的坐标值D5(x_减D5，y_减D5)和第一轮廓边和第二轮廓边的交点在增材坐标上的坐标值D5’(x_增D5，y_增D5)，计算得到增材坐标系的原点O’在减材坐标系中的坐标O’(x_减O’，y_减0’，z_增0’)，其中：

z_减O’由触碰探测头探测设备加工平面测得；

所述根据距离偏差量对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差量对减材坐标进行旋转的步骤，具体包括：

根据增材坐标系的原点O’在减材坐标系中的坐标O’(x_减O’，y_减0’，z_增0’)，将减材坐标系的原点O_减偏置到与增材坐标系的原点O’的位置上；

根据角度偏差对原点偏置后的减材坐标在XY平面上进行坐标旋转。

进一步的，所述第一轮廓边、所述第二轮廓边分别平行于增材坐标系的X轴和Y轴；

所述探测待减材零件在减材坐标系中坐标，计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差的步骤，还包括：

根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差。

进一步的，所述根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差的步骤，具体包括：

根据第一轮廓边上的D1(x_减D1，y_减D1)和D2(x_减D2，y_减D2)，计算得减材

坐标与增材坐标的角度偏差θ₁：

其中，Δx₁＝|x_减D1-x_减D2|，Δy₁＝|y_减D1-y_减D2|。

进一步的，所述第一轮廓边、所述第二轮廓边分别平行于增材坐标系的X轴和Y轴；

所述探测待减材零件在减材坐标系中坐标，计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差的步骤，还包括：

根据第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差。

进一步的，所述根据第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差的步骤，具体包括：

根据第二轮廓边上的D3(x_减D3，y_减D3)和D4(x_减D4，y_减D4)，计算得减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₂：

其中，Δx₂＝|x_减D3-x_减D4|，Δy₂＝|y_减D3-y_减D4|。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种增减材设备，采用了如下所述的技术方案：

该增减材设备包括加工平台、激光装置、探测头以及减材机构；

所述加工平台上设有待减材零件的成型平面；

所述激光装置用于基于增材坐标系，对待减材零件进行成型；

所述探测头用于探测待减材零件在减材坐标系中坐标；

所述减材机构用于根据待减材零件在减材坐标系中坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差，并根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本申请通过在探测待减材零件在减材坐标系中的坐标，通过待减材零件在减材坐标系中的坐标，计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差，在减材加工之前对减材坐标进行偏置和旋转，从而对减材坐标进行校正，以实现减材坐标与增材坐标的统一，使后续的减材加工的加工精度更高，提高零件加工的良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的所述增减材设备的坐标校正方法的方法流程图；

图2是图1中增减材设备的坐标校正方法中步骤S20的分步骤流程图；

图3是图1中增减材设备的坐标校正方法的原理示意图；

图4是本发明实施例提供的增减材设备的结构示意图。

附图标记：

100、待减材零件；110、第一轮廓边；120、第二轮廓边；130、第三轮廓边；

140、第四轮廓边；

200、加工平台；300、激光装置；310、振镜；320、激光光源；400、探测头；

500、减材机构。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例提供一种增减材设备的坐标校正方法，参阅图1至图4，该方法包括如下步骤：

步骤S10、基于增材坐标系，在设备加工平面成型待减材零件100。

具体的，由激光装置的振镜控制激光在增材坐标系中，对设备加工平面上的金属粉末进行烧结，从而成型为待减材零件100，此过程为增材加工。其中，激光装置是按照预先设定的增材加工数据进行增材加工的，而增材加工数据是基于增材坐标系进行设置的，故待减材零件100在增材坐标系中的坐标即为预先设定的增材加工数据。

步骤S20、探测待减材零件100在减材坐标系中坐标，根据待减材零件100在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差。

步骤S30、根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。

与现有技术相比，该增减材设备的坐标校正方法至少具有以下技术效果：

本申请实施例通过在探测待减材零件100在减材坐标系中的坐标，通过待减材零件100在减材坐标系中的坐标，计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差，在减材加工之前对减材坐标进行偏置和旋转，从而对减材坐标进行校正，以实现减材坐标与增材坐标的统一，使后续的减材加工的加工精度更高，提高零件加工的良品率。

本实施例中，上述减材坐标系与增材坐标系的距离偏差，为减材坐标系的原点与增材坐标系的原点之间的位置偏差。

具体的，坐标系的原点是建立坐标系的关键，本实施例通过计算减材坐标系的原点与增材坐标系的原点之间的位置偏差，以对减材坐标系的原点进行偏置，从而实现减材坐标系的原点与增材坐标的原点统一。由于增材加工一般是通过激光在聚焦到设备加工平面上进行的，故增材坐标的原点一般为设备加工平台上的一点。减材坐标的原点一般在减材末端的下方。可以理解的是，增材坐标的Z轴一般垂直于设备加工平面，减材坐标的Z轴也是垂直于设备加工平面，因此，增材坐标的原点和减材坐标的原点在Z轴上通常情况下不会存在角度偏差。

即减材坐标系的原点与增材坐标系的原点之间的位置偏差，是指增材坐标系的原点和减材坐标系的原点在XOY平面上的距离偏差(可理解为：两个原点在设备加工平面上的投影位置不一致)以及增材坐标系的原点和减材坐标系的原点在Z轴上的距离偏差(可理解为：两个原点所在的深度不同)。其中，减材坐标系的原点和增材坐标系的原点之间的位置偏差，可能会发生减材机构因为加工位置不够深而无法对待减材零件100进行减材加工，或者减材机构的加工位置过深而对设备加工平面造成损坏的问题，还会导致减材加工的良品率较低的问题。

本实施例中，通过根据减材坐标系的原点与增材坐标系的原点的位置偏差进行偏置，再根据角度偏差对减材坐标进行旋转，在保证减材坐标系和增材坐标系的原点位置统一的基础上，再对减材坐标进行旋转，从而保证减材坐标系和增材坐标系能够重合。

本实施例中，待减材零件100包括第一轮廓边110和第二轮廓边120，第一轮廓边110和第二轮廓边120相交且均为直边。其中，步骤S20，具体包括：

步骤S21、探测第一轮廓边110上的至少两个点在减材坐标系中的坐标。

需要说明的是，探测第一轮廓边110上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，是指可以探测第一轮廓边110上不同位置的两个或两个以上的点，其作用在于通过两个及两个以上的点在减材坐标系中的坐标，来确定第一轮廓边110在减材坐标系中的直线方程和/或确定减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₁。

本实施例将以探测第一轮廓边110上的两个点为例，以说明其计算过程。当然，在另外一些实施方式中，还可以通过第一轮廓边110上的两个以上的点来计算第一轮廓边110在减材坐标系中的直线方程，其计算方法与本实施例提供的计算原则相同。

具体的，触碰探测头向靠近第一轮廓边110方向移动，当触碰探测头接触到第一轮廓边110时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第一轮廓边110上的第一个点D1，并记录D1点在减材坐标系中的坐标为D1(x_减D1，y_减D1)，触碰探测头远离第一轮廓边110；

触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第一轮廓边110方向移动，当触碰探测头接触到第一轮廓边110时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第一轮廓边110上的第二个点D2，并记录D2点在减材坐标系中的坐标为D2(x_减D2，y_减D2)，触碰探测头远离第一轮廓边110。

本实施例中，第一轮廓边110平行于X轴。

所述触碰探测头向靠近第一轮廓边110方向移动的步骤，具体为：触碰探测头沿Y轴向靠近第一轮廓线的方向移动。

所述触碰探测头远离第一轮廓边110的步骤，，具体为：触碰探测头沿Y轴向远离第一轮廓线的方向移动。

所述触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第一轮廓边110方向移动的步骤，具体为：触碰探测头沿Y轴向远离第一轮廓边110的方向移动到一段距离后，再沿X轴移动一段距离后，再次沿Y轴向靠近第一轮廓边110的方向移动。

可以理解的，触碰探测头的移动轨迹是根据待减材零件100在增材坐标中的增材加工数据进行建立的，即触碰探测头的移动轨迹是根据增材加工数据来预先设置的。

本实施例中，触碰探测头为红宝石探头。

步骤S22、探测第二轮廓边120上的至少两个点在减材坐标系中的坐标。

需要说明的是，探测第二轮廓边120上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，是指可以探测第二轮廓边120上不同位置的两个或两个以上的点，其作用在于通过两个及两个以上的点在减材坐标系中的坐标，来确定第二轮廓边120在减材坐标系中的直线方程和/或确定减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₂。本实施例将以探测第二轮廓边120上的两个点为例，以说明计算过程。当然，在另外一些实施方式中，还可以通过第二轮廓边120上的两个以上的点来计算第二轮廓边120在减材坐标系中的直线方程，其计算方式与本实施例提供的计算方式相同。

具体的，触碰探测头向靠近第二轮廓边120方向移动，当触碰探测头接触到第二轮廓边120时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第二轮廓边120上的第一个点D3，并记录D3点在减材坐标系中的坐标为D3(x_减D3，y_减D3)，触碰探测头远离第二轮廓边120；

触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第二轮廓边120方向移动，当触碰探测头接触到第二轮廓边120时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第二轮廓边120上的第二个点D4，并记录D4点在减材坐标系中的坐标为D4(x_减D4，y_减D4)，触碰探测头远离第一轮廓边110。

本实施例中，第二轮廓边120平行于Y轴。

所述触碰探测头向靠近第二轮廓边120方向移动的步骤，具体为：触碰探测头沿X轴向靠近第二轮廓线的方向移动。

所述触碰探测头远离第二轮廓边120的步骤，具体为：触碰探测头沿X轴向远离第二轮廓线的方向移动。

所述触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第二轮廓边120方向移动的步骤，具体为：触碰探测头沿X轴向远离第二轮廓边120的方向移动到一段距离后，再沿Y轴移动一段距离后，再次沿Y轴向靠近第二轮廓边120的方向移动。

步骤S23、根据第一轮廓边110上的至少两个点在减材坐标系中的坐标和第二轮廓边120上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到第一轮廓边110与第二轮廓边120的交点在减材坐标系中的坐标。

具体的，根据D1(x_减D1，y_减D1)和D2(x_减D2，y_减D2)计算得到第一轮廓边110在减材坐标系中的直线方程为：

F(1)＝a₁*x_减+b₁*y_减+c₁＝0；

其中，a₁＝y_减D1-y_减D2，b₁＝x_减D1-x_减D2，

c₁＝x_减D1*y_减D2-x_减D2*y_减D1；

根据D3(x_减D3，y_减D3)和D4(x_减D4，y_减D4)计算得到第二轮廓边120在减材坐标系中的直线方程为：

F(2)＝a₂*x_减+b₂*y_减+c₂＝0；

其中，a₂＝y_减D3-y_减D4，b₂＝x_减D3-x_减D4，

c₂＝x_减D3*y_减D4-x_减D4*y_减D3。

根据第一轮廓边110在减材坐标系中的直线方程和第二轮廓边120在减材坐标系中的直线方程，计算得到第一轮廓边110和第二轮廓边120的交点D5在减材坐标上的坐标D5(x_减D5，y_减D5)，

其中：

步骤S24、根据第一轮廓边110与第二轮廓边120的交点在减材坐标系中的坐标，与第一轮廓边110与第二轮廓边120的交点在增材坐标系中的坐标，计算得到增材坐标系的原点在减材坐标系中的坐标。

根据第一轮廓边110和第二轮廓边120的交点在减材坐标上的坐标值D5(x_减D5，y_减D5)和第一轮廓边110和第二轮廓边120的交点在增材坐标上的坐标值D5’(x_增D5，y_增D5)，计算得到增材坐标系的原点O’在减材坐标系中的坐标O’(x_减O’，y_减0’，z_增0’)，其中：

z_增O’由触碰探测头探测设备加工平面测得。

具体的，当触碰探测头从O_减处向下移动到触碰到设备加工平面时，则记录当前的触碰探测头在竖直方向上的移动距离，该移动距离则认为是增材坐标系中的原点O_增在减材坐标系中的z_增O’。

需要说明的是，由于增材加工成型的待减材零件是激光装置基于增材坐标系，根据增材加工数据进行加工的，故第一轮廓边110和第二轮廓边120的交点在增材坐标上的坐标值D5’(x_增D5，y_增D5)作为增材加工数据，预先已储存在系统中，待需要矫正减材坐标系时，再次调出来进行计算。

本实施例中，步骤S20，还包括：

S25、根据第一轮廓边110上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差。

具体的，根据第一轮廓边110上的D1(x_减D1，y_减D1)和D2(x_减D2，y_减D2)，

计算得减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₁：

其中，Δx₁＝|x_减D1-x_减D2|，Δy₁＝|y_减D1-y_减D2|。

S26、根据第二轮廓边120上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差。

具体的，根据第二轮廓边120上的D3(x_减D3，y_减D3)和D4(x_减D4，y_减D4)，计算得减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₂：

其中，Δx₂＝|x_减D3-x_减D4|，Δy₂＝|y_减D3-y_减D4|。

需要说明的是，本实施例中，θ₁＝θ₂，故可以在步骤S25和步骤S26中选择其中一个步骤进行角度偏差的计算。

当然，在另外一些实施方式中，也可以采用步骤S25和步骤S26，并在步骤S26之后，通过对比角度偏差θ₁和角度偏差θ₂的误差是否在预设范围之内，以判断减材坐标系与增材坐标系的角度偏差的探测是否存在误差。若角度偏差θ₁和角度偏差θ₂的误差在预设范围之内，则减材坐标系与增材坐标系的角度偏差的探测准确，可以进行后续的偏置和旋转。若角度偏差θ₁和角度偏差θ₂的误差不在预设范围之内，则减材坐标系与增材坐标系的角度偏差的探测误差较大，重新返回到步骤S21和步骤S22进行坐标探测。直至角度偏差θ₁和角度偏差θ₂的误差在预设范围之内，再进行后续的偏置和旋转，以保证计算得到减材坐标系偏置和旋转的准确性。

本实施例中，待减材零件100为矩形零件，矩形零件的四条直边分别为第一轮廓边110、第二轮廓边120、第三轮廓边130和第四轮廓边140，其中，第一轮廓边110与第三轮廓边130平行于增材坐标系的Y轴，第二轮廓边120与第四轮廓边140平行于增材坐标系的X轴。

本实施例中，步骤S26之后，还可以包括：

步骤S27、探测第三轮廓边130上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，根据第三轮廓边130上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₃。

其中，第三轮廓边130上的至少两个点在减材坐标系中的坐标的探测方法与第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标的探测方法相同，角度偏差θ₃的计算方式与角度偏差θ₁相同，在此不再赘述。

步骤S28、探测第四轮廓边140上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，根据第四轮廓边140上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₄。

其中，第四轮廓边140上的至少两个点在减材坐标系中的坐标的探测方法与第二轮廓边120上的至少两个点在减材坐标系中的坐标的探测方法相同，角度偏差θ₄的计算方式与角度偏差θ₂相同，在此不再赘述。

步骤S29、将角度偏差θ₁、角度偏差θ₂、角度偏差θ₃和角度偏差θ₄进行两两对比，若任以两个角度偏差的误差超过预设范围，则重新返回到步骤S21和步骤S22进行坐标探测。

当然，在设备加工平面上加工成型后的待减材零件100为矩形零件只是本申请提供的一个实施例。在另外一些实施方式中，待减材零件100还可以是直角三角形零件，或者任意一种两条直角边的其他形状的零件。对此，本申请不作具体限制。

本实施例中，步骤S30，具体包括：

根据增材坐标系的原点在减材坐标系中的坐标为:O’(x_减O’，y_减0’，z_增0’)，将减材坐标系的原点O_减偏置到与增材坐标系的原点O’的位置上。

可以理解的，在减材坐标系中，减材坐标系的原点O_减在减材坐标系中的坐标为O_减(0,0,0)，通过计算得到增材坐标系的原点O’在减材坐标系中的坐标，即为减材坐标系的原点O_减与增材坐标系的原点O’之间在XOY平面上的距离偏差以及Z轴上的距离偏差。

具体的，先将减材坐标系的原点O_减在XOY平面上进行偏置，使减材坐标系的原点O_减与增材坐标系的原点O’在设备加工平面上的投影重合，将减材坐标系的原点O_减沿Z轴方向偏置到与增材坐标系的原点O’一致的深度上。

根据角度偏差对原点偏置后的减材坐标在XY平面上进行坐标旋转。

本实施例中，步骤S30之后，还包括：

步骤S40、基于减材坐标系，根据减材加工数据对待减材零件100进行减材加工，其中，待减材零件100位于设备加工平面上。

基于上述实施例一提供的增减材设备的坐标校正方法，本申请实施例还提供一种增减材设备，参阅图4，该设备包括加工平台200、激光装置300、探测头400以及减材机构500。

其中，加工平台200上设有待减材零件100的成型平面；激光装置300用于基于增材坐标系，对待减材零件100进行成型；探测头400用于探测待减材零件100在减材坐标系中坐标；减材机构500用于根据待减材零件100在减材坐标系中坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差，并根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。

激光装置300包括振镜310和激光光源320，振镜310设置在激光光源320的光路上，激光光源320在振镜310的控制下按增材加工数据进行增材加工。

探测头400连接在减材机构500的末端。该增减材设备还包括铣刀，减材机构500的末端与铣刀连接，铣刀用于在减材机构500的带动下，对待减材零件100进行减材加工。

本实施例中，减材机构500的末端与探测头400可拆卸连接，减材机构500的末端与铣刀可拆卸连接。具体的，进行减材加工之前，将探测头400安装在减材机构500的末端，由探测头400与减材机构500配合完成减材坐标系的偏置和旋转。完成了减材坐标系的偏置和旋转后，将减材机构500的探测头400拆下，换上铣刀，减材机构500基于偏置和旋转后的减材坐标系，带动铣刀对待减材零件100进行减材加工。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (11)

1.一种增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

基于增材坐标系，在设备加工平面成型待减材零件；

探测待减材零件在减材坐标系中坐标，根据待减材零件在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差；

根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。

2.根据权利要求1所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述距离偏差，为减材坐标系的原点与增材坐标系的原点之间的位置偏差。

3.根据权利要求2所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述待减材零件包括第一轮廓边和第二轮廓边，所述第一轮廓边和所述第二轮廓边相交且均为直边；

所述根据待减材零件在减材坐标系中坐标计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差的步骤，具体包括：

探测第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标；

探测第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标；

根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标和第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标；

根据第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标，与第一轮廓边与第二轮廓边的交点在增材坐标系中的坐标，计算得到增材坐标系的原点在减材坐标系中的坐标。

4.根据权利要求3所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标的步骤，具体包括：

触碰探测头向靠近第一轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第一轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第一轮廓边上的第一个点D1，并记录D1点在减材坐标系中的坐标为D1(x_减D1，y_减D1)，触碰探测头远离第一轮廓边；

触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第一轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第一轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第一轮廓边上的第二个点D2，并记录D2点在减材坐标系中的坐标为D2(x_减D2，y_减D2)，触碰探测头远离第一轮廓边。

5.根据权利要求4所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述探测第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，具体包括：

触碰探测头向靠近第二轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第二轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第二轮廓边上的第一个点D3，并记录D3点在减材坐标系中的坐标为D3(x_减D3，y_减D3)，触碰探测头远离第二轮廓边；

触碰探测头按预设轨迹移动一定距离后，触碰探测头再次向靠近第二轮廓边方向移动，当触碰探测头接触到第二轮廓边时，将触碰探测头发生触碰的当前位置点记录为第二轮廓边上的第二个点D4，并记录D4点在减材坐标系中的坐标为D4(x_减D4，y_减D4)，触碰探测头远离第一轮廓边。

6.根据权利要求5所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标和第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标的步骤，具体包括：

根据D1(x_减D1，y_减D1)和D2(x_减D2，y_减D2)计算得到第一轮廓边在减材坐标系中的直线方程为：

F(1)＝a₁*x_减+b₁*y_减+c₁＝0；

其中，a₁＝y_减D1-y_减D2，b₁＝x_减D1-x_减D2，

c₁＝x_减D1*y_减D2-x_减D2*y_减D1；

根据D3(x_减D3，y_减D3)和D4(x_减D4，y_减D4)计算得到第二轮廓边在减材坐标系中的直线方程为：

F(2)＝a₂*x_减+b₂*y_减+c₂＝0；

其中，a₂＝y_减D3-y_减D4，b₂＝x_减D3-x_减D4，

c₂＝x_减D3*y_减D4-x_减D4*y_减D3；

根据第一轮廓边在减材坐标系中的直线方程和第二轮廓边在减材坐标系中的直线方程，计算得到第一轮廓边和第二轮廓边的交点D5在减材坐标上的坐标D5(x_减D5，y_减D5)：

其中：

所述根据第一轮廓边与第二轮廓边的交点在减材坐标系中的坐标，与第一轮廓边与第二轮廓边的交点在增材坐标系中的坐标，计算得到增材坐标系的原点在减材坐标系中的坐标的步骤，具体包括：

根据第一轮廓边和第二轮廓边的交点在减材坐标上的坐标值D5(x_减D5，y_减D5)和第一轮廓边和第二轮廓边的交点在增材坐标上的坐标值D5’(x_增D5，y_增D5)，计算得到增材坐标系的原点O’在减材坐标系中的坐标(x_减0’，y_减0’，z_增0’)，其中：

z_减O’由触碰探测头探测设备加工平面测得；

所述根据距离偏差量对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差量对减材坐标进行旋转的步骤，具体包括：

根据增材坐标系的原点O’在减材坐标系中的坐标(x_减D’，y_减D’，z_增0’)，将减材坐标系的原点O_减偏置到与增材坐标系的原点O’的位置上；

根据角度偏差对原点偏置后的减材坐标在XY平面上进行坐标旋转。

7.根据权利要求4所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述第一轮廓边、所述第二轮廓边分别平行于增材坐标系的X轴和Y轴；

所述探测待减材零件在减材坐标系中坐标，计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差的步骤，还包括：

根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差。

8.根据权利要求5所述增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述根据第一轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差的步骤，具体包括：

根据第一轮廓边上的D1(x_减D1，y_减D1)和D2(x_减D2，y_减D2)，计算得减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₁：

其中，Δx₁＝|x_减D1-x_减D2|，Δy₁＝|y_减D1-y_减D2|。

9.根据权利要求4所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述第一轮廓边、所述第二轮廓边分别平行于增材坐标系的X轴和Y轴；

所述探测待减材零件在减材坐标系中坐标，计算出减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差的步骤，还包括：

根据第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差。

10.根据权利要求9所述的增减材设备的坐标校正方法，其特征在于，所述根据第二轮廓边上的至少两个点在减材坐标系中的坐标，计算得到减材坐标与增材坐标的角度偏差的步骤，具体包括：

根据第二轮廓边上的D3(x_减D3，y_减D3)和D4(x_减D4，y_减D4)，计算得减材坐标与增材坐标的角度偏差θ₂：

其中，Δx₂＝|x_减D3-x_减D4|，Δy₂＝|y_减D3-y_减D4|。

11.一种增减材设备，其特征在于，包括加工平台、激光装置、探测头以及减材机构；

所述加工平台上设有待减材零件的成型平面；

所述激光装置用于基于增材坐标系，对待减材零件进行成型；

所述探测头用于探测待减材零件在减材坐标系中坐标；

所述减材机构用于根据待减材零件在减材坐标系中坐标，计算得到减材坐标系与增材坐标系的角度偏差以及距离偏差，并根据距离偏差对减材坐标系进行偏置，根据角度偏差对减材坐标进行旋转。

Images