自動(dòng)補(bǔ)償數(shù)控設(shè)備測頭測量值的方法和過程

本發(fā)明涉及數(shù)控設(shè)備解決方案。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今日益追求精致外觀的情況下，手機(jī)外殼中“高光”的比例逐漸擴(kuò)大。由于技術(shù)要求，“高光澤”過程通常是多個(gè)過程的一部分。由于多次夾緊和加工的影響，先前加工的形狀和尺寸可能整體或部分發(fā)生輕微變化。如果沒有糾正，高級工程師處理后很容易敏感地觀察到諸如尺寸和邊緣問題。

為此，必須添加諸如探針之類的測試設(shè)備來檢查每個(gè)工件，在加工之前自動(dòng)檢測關(guān)鍵點(diǎn)的位置偏差，然后針對這些偏差對NC刀具路徑程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ垣@得補(bǔ)償。尾隨刀具路徑。

通常來說，整個(gè)過程通常需要經(jīng)歷以下關(guān)鍵步驟：

1、選擇要檢測的關(guān)鍵點(diǎn)，通常需要在邊緣或拐角附近加強(qiáng)檢測；

2、使用探針檢測關(guān)鍵點(diǎn)的位置，記錄其絕對坐標(biāo)以及理論坐標(biāo)之間的差，即該點(diǎn)的偏差值；

3、通過該算法，將每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)與實(shí)際測量值相匹配，并校正原始刀具路徑程序。

其中最關(guān)鍵的一步是第三步。市場上當(dāng)前的普遍做法是重寫原始的刀具路徑程序，并調(diào)用宏程序來實(shí)現(xiàn)這一目的。現(xiàn)場技術(shù)人員的工作量很大。

現(xiàn)有方法存在以下缺點(diǎn)：

1、手動(dòng)工作量很大，因?yàn)镹C刀具路徑文件通常是較小的線段或較小的圓弧，因此需要對其進(jìn)行逐一修改；

2、精度很差。對于圓弧，必須將其分解為一些小的線段，然后進(jìn)行校正，這會(huì)失去原始精度；

3、刀具路徑文件會(huì)大大擴(kuò)展。例如，必須將圓弧分成許多細(xì)小的線段，以確保達(dá)到指定的精度；

4、的效率較低，因?yàn)楹瓿绦蛲ǔＲ越忉屝哉Z言編寫自動(dòng)測量設(shè)備，并且執(zhí)行效率相對較低；

5、通用性差，需要通過不同的手動(dòng)編碼來糾正不同的刀具路徑程序；

6、調(diào)試?yán)щy，而且第一個(gè)產(chǎn)品周期很長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種通過與數(shù)控系統(tǒng)核心算法的高度集成來自動(dòng)補(bǔ)償偏差測量值的可行方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)控裝置的探頭的測量值的自動(dòng)補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

A。用測頭按照計(jì)劃的路徑測量工件關(guān)鍵點(diǎn)的位置偏差，并將每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的偏差矢量值存儲(chǔ)到指定位置；

B。在計(jì)劃路徑的預(yù)定位置處添加多個(gè)M57、M58、M59指令，其中：將M57定義為補(bǔ)償?shù)钠瘘c(diǎn)，將M58定義為補(bǔ)償?shù)慕K點(diǎn)，將M59定義為偏差轉(zhuǎn)移，將M57、M5定義為8、M59分別對應(yīng)一個(gè)偏差向量，其中M57、M58為零向量，每個(gè)M59的位置對應(yīng)關(guān)鍵點(diǎn)的位置，并指向該位置的偏差向量值的存儲(chǔ)位置;

C。分析并執(zhí)行計(jì)劃的路徑，然后：

D。當(dāng)在由M57、組成的命令間隔中有多個(gè)M59、M58時(shí)，進(jìn)入偏差自動(dòng)統(tǒng)計(jì)補(bǔ)償模式：

首先，執(zhí)行初始化變量操作：原始刀具路徑的總長度Ltotal = 0，偏差矢量Dbegin = 0;

其次，緩存所有已解析的指令，計(jì)算每個(gè)運(yùn)動(dòng)指令的原始長度Lk，并將其添加到Ltotal中。

遇到M59指令時(shí)，讀取相應(yīng)的偏差矢量值Dend；將補(bǔ)償起點(diǎn)M57和補(bǔ)償終點(diǎn)M58視為檢測點(diǎn)，并認(rèn)為沒有偏差。計(jì)算相鄰檢測點(diǎn)間隔中的偏差率向量R =（Dend-Dbegin）/ Ltotal，然后根據(jù)先前緩沖的每個(gè)運(yùn)動(dòng)指令的原始長度Lk獲得端點(diǎn)的補(bǔ)償向量：Dk = R * Lk ，放置說明進(jìn)行補(bǔ)償；

更正所有緩存的指令后，移至插值器的下一個(gè)模塊以進(jìn)行前瞻性的速度規(guī)劃和插值，并清除當(dāng)前的緩存指令，并將當(dāng)前點(diǎn)用作自動(dòng)下一個(gè)分段的起點(diǎn)補(bǔ)償：讓Dbegin = Dend并重置Ltotal = 0;

E。當(dāng)M58指令結(jié)束并且沒有出現(xiàn)M57指令時(shí)，所解析的運(yùn)動(dòng)指令不會(huì)得到補(bǔ)償并直接執(zhí)行。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是，在步驟D中，如果計(jì)劃路徑是小線段類型，則將從起點(diǎn)到終點(diǎn)的矢量添加到上述補(bǔ)償矢量Dk中。 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是，在步驟D中，如果規(guī)劃路徑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的螺旋插補(bǔ)（如擺線插補(bǔ)，這是弧插補(bǔ)的一種普及），即在補(bǔ)償過程An中進(jìn)行了等價(jià)更改，其中圓心根據(jù)偏差矢量Dk線性移動(dòng)，并且刀尖繞圓心成弧形移動(dòng)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是，在步驟D中，如果規(guī)劃路徑未實(shí)現(xiàn)高級螺旋插補(bǔ)，則可以將圓弧內(nèi)部分解為細(xì)線段，然后根據(jù)細(xì)線進(jìn)行補(bǔ)償。輸入路徑。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是它可以應(yīng)用于多軸系統(tǒng)。

本發(fā)明通過與數(shù)控系統(tǒng)的核心算法的高度集成，將由測頭測得的偏差值自動(dòng)應(yīng)用于程序的刀具路徑，從而可以使最麻煩的補(bǔ)償過程自動(dòng)化。其優(yōu)點(diǎn)如下：

1、高精度。可以實(shí)現(xiàn)在每個(gè)插補(bǔ)指令周期（最高1ms /周期）內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，大大提高了處理精度。如果存在弧，則前提是可以將弧轉(zhuǎn)換為高級螺旋插補(bǔ)（例如我們的公司）；即使不執(zhí)行高級螺旋插補(bǔ)，也可以將內(nèi)部細(xì)分成足夠高的精度以自動(dòng)完成的小線段；

2、高效率。無需手動(dòng)編程，就可以在CNC系統(tǒng)的核心模塊中執(zhí)行自動(dòng)補(bǔ)償；

3、具有很強(qiáng)的適用性。更改檢測位置甚至更改刀具路徑程序都可以快速響應(yīng)；

4、減少現(xiàn)場工匠的勞動(dòng)量和工作需求的門檻。

圖紙說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的總體流程圖；

圖2描繪了本發(fā)明的自動(dòng)補(bǔ)償過程的原理圖。

具體的實(shí)現(xiàn)方法

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更容易地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征，從而使保護(hù)的定義越來越清晰。本發(fā)明的范圍。

請參閱圖1和圖2，該方法是一種自動(dòng)補(bǔ)償數(shù)控設(shè)備的探頭的測量值的方法，包括以下步驟：

A。用測頭按計(jì)劃的路徑測量工件關(guān)鍵點(diǎn)的位置偏差，并將每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的偏差矢量值存儲(chǔ)到指定位置；

B。在計(jì)劃路徑上的預(yù)定位置添加多個(gè)M57、M58、M59指令，其中：將M57定義為補(bǔ)償?shù)钠瘘c(diǎn)，將M58定義為補(bǔ)償?shù)慕K點(diǎn)，將M59定義為偏差轉(zhuǎn)移，將M57、M58、M59分別對應(yīng)一個(gè)偏差向量，其中M57、M58是零向量，不需要傳輸。每個(gè)M59的位置對應(yīng)于關(guān)鍵點(diǎn)的位置，并指向該位置的偏差矢量值的存儲(chǔ)位置。即，必須使用參數(shù)來傳遞由探針測量的實(shí)際偏差矢量。需要說明的是，添加了M57 / M58指令的位置通常位于刀具的前后位置，不接觸工件表面的位置，或者尚未開始加工的位置；

C。分析并執(zhí)行計(jì)劃的路徑，然后：

D。當(dāng)在由M57、形成的命令間隔中，多個(gè)M59、M58進(jìn)入偏差自動(dòng)統(tǒng)計(jì)補(bǔ)償模式時(shí)，即在M57、M58之間將存在多個(gè)M59，從而形成多個(gè)M57-M59、M59 -M59、M59-M58間隔，每個(gè)間隔包含一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)指令，我們使用以下算法實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)校正補(bǔ)償：

首先，執(zhí)行初始化變量操作：原始刀具路徑的總長度Ltotal =0.0;偏差向量（假設(shè)只有三個(gè)軸X，Y，Z）Dbegin = {0.0，0.0，0.0};

其次，緩存所有已解析的指令，計(jì)算每個(gè)運(yùn)動(dòng)指令的原始長度Lk，并將其添加到Ltotal中。

每當(dāng)遇到M59指令時(shí)，均讀取相應(yīng)的偏差矢量值Dend；將補(bǔ)償?shù)拈_始和結(jié)束作為檢測點(diǎn)，并認(rèn)為沒有偏差。計(jì)算在相鄰檢測點(diǎn)間隔內(nèi)的偏差率矢量R =（Dend-Dbegin）/ Ltotal；然后，根據(jù)之前緩沖的每個(gè)運(yùn)動(dòng)指令的原始長度Lk，獲得端點(diǎn)的補(bǔ)償向量：Dk = R * Lk，補(bǔ)償順序?yàn)?。對于較小的線段自動(dòng)測量設(shè)備，只需將此向量添加到起點(diǎn)到終點(diǎn)；對于圓弧，如果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高級螺旋插補(bǔ)（例如，在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓的中心也可以是直線運(yùn)動(dòng)），則只需進(jìn)行一點(diǎn)變換（相對于插值過程中的圓心，圓心根據(jù)偏差矢量Dk線性移動(dòng)，刀尖繞圓心成弧形移動(dòng)。否則，您可以先將圓弧的內(nèi)部分解為小線段，然后使用該線段的自動(dòng)補(bǔ)償原理。

更正所有緩存的指令后，移至插值器的下一個(gè)模塊以進(jìn)行前瞻性的速度規(guī)劃和插值，并清除當(dāng)前的緩存指令，并將當(dāng)前點(diǎn)用作自動(dòng)下一個(gè)分段的起點(diǎn)補(bǔ)償：讓Dbegin = Dend，然后將Ltotal =0.0重置。

如果在M58指令結(jié)束后沒有出現(xiàn)M57指令，則將不對已解析的運(yùn)動(dòng)指令進(jìn)行補(bǔ)償，并且將按照正常過程執(zhí)行該指令而不會(huì)進(jìn)行緩沖。

本發(fā)明的核心思想是通過數(shù)控系統(tǒng)的核心算法自動(dòng)補(bǔ)償探頭檢測到的偏差值。補(bǔ)償算法是兩個(gè)測量點(diǎn)之間的每個(gè)軸的補(bǔ)償偏差與該期間所經(jīng)歷的刀具路徑的原始長度成比例。例如，如果檢測到X軸方向上的起點(diǎn)和終點(diǎn)的偏差為-1um和3um，則在路徑中點(diǎn)（無論??是否為線段）在X軸方向上的補(bǔ)償量，弧形或其任意組合）為1um。

需要指出的是，本發(fā)明的方法不僅限于“高光”處理，還可以應(yīng)用于任何基于刀具路徑補(bǔ)償?shù)奶幚?。該方法不僅適用于XYZ三軸系統(tǒng)，還適用于其他更復(fù)雜的軸系統(tǒng)。

以上實(shí)施例僅是為了說明本發(fā)明的技術(shù)思想和特征，其目的是讓熟悉本技術(shù)的人理解并實(shí)施本發(fā)明的內(nèi)容，并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明。對本發(fā)明的精神做出的等同改變或修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。