[发明专利]一种用于高精度圆形套装的圆心测算方法及装置

说明书

本发明的目的是提供一种在中、大型数控机床上对大型圆形工件需要对心操作的高精度圆心测算方法及装置，测量装置包含底座移动平台(1)，限位开关(2)，Y轴移动平台(3)，X轴移动平台(4)，机械手轮(5)，旋转轴(6)，伺服电机(7)，测量轴(8)，接触式测量探头(9)，控制器10，底座移动平台(1)有两个自由度，即平行机械底座的X轴方向的X轴移动平台(4)，和垂直机械底座的Y轴方向的Y轴移动平台(3)，可以有效地将工件移动至任意位置，测量轴(8)有两个自由度，方向与底座移动平台一样，以进行测点坐标的测量；旋转轴可以上下移动，使得测量探头可下深至圆形工件内侧；控制器(10)用于控制测量探头的运动轨迹，安装在立柱底座表面，在底座移动平台(1)与立柱的交汇处，其总线沿着立柱连接至伺服电机(7)。

技术领域

本发明涉及一种用于高精度圆形套装的圆心测算方法及装置，特别是涉及用于装配高精度圆形工件的中、大型数控机床。

背景技术

在数控领域中，对两个大型圆形工件需要对心操作时的对心方法为:选用寻边器触碰其中一个空心圆形工件内部上任意三点，将这三个点的机械坐标存入数控系统变量中，由于三点可以确定一个圆，通过数控系统内部集成的函数来计算出圆心坐标。上述方法虽然可以确定圆心坐标，但在实际应用时，计算所得圆心的坐标与真实坐标之间的误差很大，首先是三点分布不能达到最优分布要求，这样求取的圆心坐标会有较大误差；其次系统内部海量的数据导致占用内存很大，难以满足实时性较高的圆心测算；最后在中、大型数控机床进行装配时使用寻边器进行圆心定位的应用甚少，使用寻边器进行圆心定位更多的局限于加工中心。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在中、大型数控机床上对大型圆形工件需要对心操作的高精度圆心测算方法及装置。

为实现上述目的，本发明公开了以下技术方案：一种用于中、大型数控机床的大型圆形工件对心操作的圆心测算方法，该圆形工件内径为r，测算该圆形工件圆心坐标O(x，y)的步骤包括：

1)使用测量探头测量圆形工件上的任意两点P₁，P₂的坐标分别为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)；

2)选择以P₁作为三点法测量的起始点，∠P1OP2为θ₁，根据三点法，三点分布按照正三角形分布，即每两个点与圆心的夹角均为120°，则第一个有效测点D₁与OP₂之间的夹角为θ2，则建立移动至第一个测点D₁的绕行轨迹圆O₁，OP₂是圆O₁在P2的切线，圆O₁的半径根据P₂点坐标和绕行圆的半径r_O1，确定测量探头的绕行轨迹为以O₁为圆心半径为r_O1的位于圆O内的圆弧测量探头沿圆弧运动，直至测量探头触碰到圆形工件的边缘部位后停止，所停止的位置即为D₁点，此时，可测得D₁点的坐标(x_D1，y_D1)；