本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及三軸機(jī)床的在機(jī)測(cè)量技術(shù)，具體為一種結(jié)合測(cè)量與加工補(bǔ)償?shù)脑跈C(jī)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著制造業(yè)技術(shù)的不斷升級(jí)，對(duì)產(chǎn)品的精度以及生產(chǎn)效率也提出了更高的要求。為了解決產(chǎn)品加工中的尺寸偏差變形、二次裝夾以及原點(diǎn)誤差等問題，則必須引入一定的檢測(cè)手段，工件擺正、來料檢、過程檢、首件檢等過程中存在大量人工參與，甚至存在操作人員在現(xiàn)場(chǎng)修改加工程序情況，直接增加產(chǎn)品加工成本、人員負(fù)擔(dān)。尤其是在自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，大大降低了生產(chǎn)連續(xù)性。

2、在機(jī)測(cè)量技術(shù)是一種在加工中心上實(shí)現(xiàn)工件加工質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)的技術(shù)，利用該技術(shù)可以進(jìn)行零件找正、工件輪廓、曲面的變形補(bǔ)償、加工過程的在機(jī)檢測(cè)等，以提高加工效率，減小誤差累計(jì)，提高加工質(zhì)量。

3、目前的在機(jī)測(cè)量檢測(cè)應(yīng)用中，人工參與度高，需要在機(jī)床上手動(dòng)編寫檢測(cè)程序，而且還需要根據(jù)加工工序流程整合nc程序，對(duì)操作人員對(duì)技術(shù)水平有很高的要求；在加工前需要先在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上找到工件中心，若加工產(chǎn)品不合格時(shí)，需要重做或修改加工路徑進(jìn)行補(bǔ)加工，使得輔助加工時(shí)間長(zhǎng)。這些問題會(huì)經(jīng)常中斷加工，無法保證生產(chǎn)連續(xù)性，影響加工效率的進(jìn)一步提高。而且設(shè)備之間的兼容性也會(huì)對(duì)加工生產(chǎn)造成一定的干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，創(chuàng)造性地將在機(jī)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)化加工生產(chǎn)流程之中，提供基于在機(jī)測(cè)量技術(shù)的三軸機(jī)床來料檢測(cè)、自動(dòng)分中找正檢測(cè)、工件平面（斜面）測(cè)量補(bǔ)加工方法。通過簡(jiǎn)單的交互操作，在cam軟件中直接生成測(cè)量路徑，避免了在機(jī)床上的操作，通過多種策略實(shí)現(xiàn)工件來料檢測(cè)以及機(jī)床工件位置找正；實(shí)現(xiàn)對(duì)已加工路徑的平面測(cè)量補(bǔ)加工、圓形補(bǔ)加工（孔、軸）和兩點(diǎn)距離補(bǔ)加工（凸臺(tái)和凹槽），將測(cè)量檢測(cè)到的偏差補(bǔ)償?shù)降毒邊?shù)中，并調(diào)用加工程序?qū)ぜM(jìn)行條件循環(huán)補(bǔ)加工；支持檢測(cè)碰觸時(shí)的毛刺判斷、超差判斷以及根據(jù)判斷結(jié)果相應(yīng)的執(zhí)行操作，可直接輸出nc程序，上機(jī)運(yùn)行。自動(dòng)判斷工件z向高度差是否超差,根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)判斷是否多工件原點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，并作用于后面的測(cè)量或加工路徑。取消人工參與上機(jī)找正的過程，降低輔助時(shí)間。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟。

3、1.創(chuàng)建來料檢測(cè)路徑

4、1）根據(jù)工件待加工特征建立來料檢測(cè)路徑，在路徑中創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量點(diǎn)個(gè)數(shù)為 n，；

5、2）設(shè)置偏差檢測(cè)閾值上限、下限，生成路徑并輸出數(shù)控程序；

6、3）機(jī)床執(zhí)行探測(cè)后，根據(jù)理論測(cè)量點(diǎn)與實(shí)際測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算z向高度差；

7、4）若，則來料檢測(cè)合格，執(zhí)行后續(xù)操作；否則，報(bào)警并停止程序。

8、2.創(chuàng)建分中檢測(cè)路徑

9、1）根據(jù)工件待測(cè)特征選擇分中偏差檢測(cè)路徑類型（l型分中、u型分中、矩形分中、圓形分中），創(chuàng)建分中檢測(cè)路徑，在路徑中創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)；

10、l型分中：通過對(duì)工件面內(nèi)兩條相互垂直邊進(jìn)行探測(cè)，確定工件的中心坐標(biāo)，與x軸平行的邊確定中心y坐標(biāo)，與y軸平行的邊確定中心x坐標(biāo)；需創(chuàng)建3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，長(zhǎng)邊2個(gè)測(cè)量點(diǎn)確定偏角，短邊1個(gè)測(cè)量點(diǎn)；支持添加z向測(cè)量點(diǎn)，確定中心z坐標(biāo)；

11、u型分中：通過對(duì)工件面內(nèi)三條呈u型分布邊進(jìn)行探測(cè)，確定工件的中心坐標(biāo)，要求其中兩條邊平行，將其中一條邊投影到對(duì)邊上，投影與對(duì)邊有公共部分；與x軸平行的邊確定中心y坐標(biāo)，與y軸平行的邊確定中心x坐標(biāo)；需創(chuàng)建4個(gè)測(cè)量點(diǎn)，兩平行邊各1個(gè)測(cè)量點(diǎn)，單邊2個(gè)測(cè)量點(diǎn)確定偏角；支持添加z向測(cè)量點(diǎn)，確定中心z坐標(biāo)；

12、矩形分中：通過對(duì)工件面內(nèi)呈矩形分布邊進(jìn)行探測(cè)，確定工件的中心坐標(biāo)，所選探測(cè)邊只要滿足其延長(zhǎng)線可組成封閉矩形即可，要求將所選擇的一條邊投影到它的相對(duì)邊上，此投影與對(duì)邊有公共部分；與x軸平行的邊確定中心y坐標(biāo)，與y軸平行的邊確定中心x坐標(biāo)；需創(chuàng)建5個(gè)測(cè)量點(diǎn)，長(zhǎng)邊2個(gè)測(cè)量點(diǎn)確定偏角，其余3條邊各1個(gè)測(cè)量點(diǎn)；支持添加z向測(cè)量點(diǎn)，確定中心z坐標(biāo)；

13、圓形三點(diǎn)分中：通過對(duì)工件面內(nèi)一圓孔或圓柱上的截面圓進(jìn)行探測(cè)，確定工件的中心坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)擬合工件中心坐標(biāo)；需創(chuàng)建3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，圓周上均分3個(gè)測(cè)量點(diǎn)；支持添加z向測(cè)量點(diǎn)；

14、圓形四點(diǎn)分中：通過對(duì)工件面內(nèi)一圓孔或圓柱上的截面圓進(jìn)行探測(cè)，確定工件的中心坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)擬合工件中心坐標(biāo)；需創(chuàng)建4個(gè)測(cè)量點(diǎn)，圓周在加工坐標(biāo)軸正負(fù)方向各1個(gè)測(cè)量點(diǎn)；支持添加z向測(cè)量點(diǎn)；

15、分中檢測(cè)路徑類型均支持任一檢測(cè)邊添加加工余量，并將工件原點(diǎn)補(bǔ)償至機(jī)床加工坐標(biāo)系中；

16、2）設(shè)置分中補(bǔ)償閾值，生成路徑并輸出數(shù)控程序；

17、3）機(jī)床執(zhí)行探測(cè)后，通過理論測(cè)量點(diǎn)中心位置與實(shí)際測(cè)量點(diǎn)中心位置，計(jì)算中心偏差；

18、4若、、同時(shí)滿足，則自動(dòng)進(jìn)行機(jī)床加工坐標(biāo)系原點(diǎn)補(bǔ)償；否則，停止程序；

19、5）機(jī)床加工坐標(biāo)系原點(diǎn)補(bǔ)償，首先計(jì)算工件原點(diǎn)的補(bǔ)償值：；再計(jì)算補(bǔ)償工件原點(diǎn)實(shí)際值：，用實(shí)際值和補(bǔ)償值之和替換原有機(jī)床加工坐標(biāo)系原點(diǎn)值；

20、6）創(chuàng)建分中檢測(cè)路徑時(shí)，選擇工件模型布置測(cè)量點(diǎn)的特征，添加工件當(dāng)前的加工余量，以滿足工件進(jìn)行分中找正。

21、3.創(chuàng)建補(bǔ)償加工路徑

22、1）工件模型中，根據(jù)工件待加工特征建立補(bǔ)償加工路徑，在路徑中創(chuàng)建測(cè)量點(diǎn)；

23、2）設(shè)置加工補(bǔ)償閾值上限與下限，生成路徑并輸出數(shù)控程序；

24、3）工件加工后，在機(jī)床執(zhí)行探測(cè)，根據(jù)理論數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)，計(jì)算平面z向單點(diǎn)偏差，通過做差的方式計(jì)算偏差；

25、4）若不滿足，則停止程序并報(bào)警；否則計(jì)算補(bǔ)償偏差，將偏差值補(bǔ)償至刀具參數(shù)，調(diào)用補(bǔ)加工程序；

26、5）完成補(bǔ)加工后，循環(huán)執(zhí)行3）4）步驟，直到滿足任一補(bǔ)加工終止條件（循環(huán)次數(shù)、加工補(bǔ)償閾值），則跳出補(bǔ)加工循環(huán)，執(zhí)行報(bào)警或其他規(guī)定命令；

27、補(bǔ)償加工路徑的步驟1）中，補(bǔ)償加工路徑包括平面測(cè)量補(bǔ)償、兩點(diǎn)距離補(bǔ)償和圓形補(bǔ)償：

28、平面測(cè)量補(bǔ)償通過測(cè)量平面相對(duì)于理論平面尺寸來判斷平面加工是否合格；兩點(diǎn)距離補(bǔ)償通過測(cè)量工件上兩點(diǎn)之間距離來判斷加工是否合格；圓形補(bǔ)償通過在工件的圓柱或圓孔特征截面上創(chuàng)建三個(gè)測(cè)量點(diǎn)，通過比較理論值與測(cè)量值之間的偏差來判斷加工是否合格；

29、上述三種補(bǔ)償均支持循環(huán)探測(cè)，支持設(shè)置超出補(bǔ)償循環(huán)次數(shù)后執(zhí)行指令，結(jié)束補(bǔ)償無效的加工路徑。

30、補(bǔ)償加工路徑的步驟4）中補(bǔ)償偏差根據(jù)加工基準(zhǔn)選擇計(jì)算方式。若以工件底面或夾具面等為基準(zhǔn)，則計(jì)算補(bǔ)償偏差為：；

31、若以工件加工面為基準(zhǔn)，則計(jì)算補(bǔ)償偏差為：。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

33、優(yōu)點(diǎn)1：本發(fā)明支持來料檢測(cè)，支持工件裝夾偏角檢測(cè)，判斷z向高度差是否超差；

34、優(yōu)點(diǎn)2：本發(fā)明將在機(jī)測(cè)量技術(shù)與自動(dòng)化生產(chǎn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工件的尋邊分中檢測(cè)，支持工件矩形分中、l型分中、u型分中和圓形分中，根據(jù)分中結(jié)果對(duì)工件原點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償；

35、優(yōu)點(diǎn)3：本發(fā)明支持測(cè)量補(bǔ)償加工路徑的創(chuàng)建與nc程式輸出功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)已加工路徑的平面測(cè)量補(bǔ)償、圓形補(bǔ)償和兩點(diǎn)距離補(bǔ)償，將測(cè)量檢測(cè)到的補(bǔ)償偏差添加到相應(yīng)刀具半徑或刀長(zhǎng)中，調(diào)用加工程序，進(jìn)行條件循環(huán)補(bǔ)加工；

36、優(yōu)點(diǎn)4：本發(fā)明降低了人工參與程度，將工作都轉(zhuǎn)移到了編程端，機(jī)床運(yùn)行不中斷，提高機(jī)床利用率和產(chǎn)品加工效率。