[发明专利]一种五轴加工中心在机检测复杂型面方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种五轴加工中心在机检测复杂型面方法。

背景技术

在航空航天、汽车、船舶和各种高技术装备中，具有复杂空间型面几何特征的零件应用日益广泛，在实现系统力学性能、光学性能、流体性能等物理性能要求方面扮演重要角色，其对数控机床的加工精度和质量检测精度的要求也日益提高。随着现代制造业检测技术的发展，提出了新的测量理念，其衍生的检测手段主要可以分为离线检测和在线检测两种。三坐标测量机作为离线测量实现方式的典型代表，被广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。但该方式对于特殊对象如一些大型工件，加工后线下移动会非常困难，此外，在离线装夹的过程中也会不可避免地添加重复定位误差，不利于后期工件几何误差的评定。在机检测系统可以很好的解决上述问题。采用该检测方式可以避免由于多次装夹而引起的重复定位误差，从而保证检测数据及评定结果的有效性，一定意义上改善了数控机床的性能，可以带来巨大的经济效益。

(1)天津大学何改云教授申请专利名称为：“一种复杂空间型面在机质量检测系统”，其专利公开号为CN101342664，公开日2009.01.14。

(2)Choi等人在三轴机床上配置在机检测，同时建立误差分析补偿的机制，通过相关算法修改刀位文件从而减小加工误差(参见Choi J P,Min B K,Lee S J.Reduction of machining errors of a three-axis machine tool by on-machine measurement and error compensation system.Journal of Materials Processing Technology,2004,155:2056～2064)。

(3)华中科技大学李斌等申请专利名称为：“一种复杂曲面法矢在机检测方法”，其专利公开号为CN103433810A，公开日2013.12.11。

文献(1)、(2)中所建立的在机检测系统，虽然在质量检测方面作用显著，但仅适用于三轴机床，如何有效实现五轴机床在机检测复杂曲面，需要作进一步的研究。

文献(3)采用激光测头，提出一种复杂曲面法矢在机检测方法，特别适用于在自由曲面钻孔过程中对钻孔法矢的实时检测。但是由于物体的辐射特性对激光测量结果也有较大影响，如照明情况、表面状态反射情况、阴影、挡光、对谱线吸收情况等，都会引入附加误差。

发明内容

本发明提供了一种五轴加工中心在机检测复杂型面方法，本发明使加工中心具有复杂空间型面质量检测的功能，可以节省大量的时间和成本，详见下文描述：

一种五轴加工中心在机检测复杂型面方法，所述在机检测复杂型面方法包括以下步骤：

基于商用软件UG NX8.0的实体造型技术，对检测点进行规划，获取型面检测点的坐标、法向矢量和切向矢量；

利用商用可视化数学软件读取检测点的坐标、法向矢量和切向矢量，规划检测路径；

通过检测路径对型面进行检测，根据五轴加工中心的类型，生成相应的在机检测代码。

其中，所述基于商用软件UG NX8.0的实体造型技术，对检测点进行规划，获取型面检测点的坐标、法向矢量和切向矢量的步骤具体为：

基于商用软件UG NX8.0的点集功能，在工件坐标系下，选择检测型面，根据非均匀有理B样条曲面的导线和母线方向，创建一组对应于检测型面的检测点，删除包含检测型面两端和底部的检测点；

通过对三维商用软件UG进行二次开发，利用GRIP语言，提取检测型面的检测点坐标、法向矢量和切向矢量。

其中，所述利用商用可视化数学软件读取检测点的坐标、法向矢量和切向矢量，规划检测路径的步骤具体为：

按照沿检测点法向矢量的接触原则对检测型面进行检测，将检测点进行编号，根据检测点获取对应的定位点、回退点，定位点、回退点的方向均沿对应的检测点的法向方向；

通过对测头移动速度的控制，结合检测点、定位点和回退点实现检测路径的规划。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明使得工件在加工过程中不再需要将工件从机床搬到检测设备上，加工过程中可以随时检查工件的质量；同时利用所得结果指导工件的定位和加工修正，提高加工过程的生产效率，能以较低的时间成本尽可能及时地检测出现的误差，降低工件报废率。

附图说明

图1为一种五轴加工中心在机检测复杂型面方法的流程图；

图2为检测点规划图；