[发明专利]一种五轴数控机床的零点校准方法

说明书

本发明公开了一种五轴数控机床的零点校准方法，通过三步即可完成校准，步骤一，安装回零校准的工装；步骤二，直线轴的回零校准；步骤三，旋转轴回零校准；本发明所述的校准工装结构设计简单，可实现对五轴数控机床的直线轴和旋转轴的回零校准工作，根据上述运动轨迹计算出C轴实际旋转的角度值，完成校准，同理利用校准面c实现A轴的回零校准，本发明工装结构简单，校准步骤简单，涉及的计算方法简单，对现有技术存在的问题得到了很好的解决。

技术领域

本发明涉及一种数控机床校准方法，具体地说是一种五轴数控机床的零点校准方法。

背景技术

五轴数控机床是指在一台机床上至少有五个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。五轴数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。

然而五轴数控机床的精确回零是保证数控机床加工精度的重要措施，五轴数控机床的回零校准包括直线轴（X轴、Y轴、Z轴）和旋转轴（A、B轴或A、C轴）的校准。五轴数控机床的定位精度需要定期进行校正和补偿，校正和补偿一般使用激光干涉仪，利用激光干涉仪进行直线轴定位精度检查很简单，不需要附加的工装夹具，但是利用激光干涉仪进行旋转轴定位精度的检查和校正就异常困难。目前的零点校准方案，大多数只能实现直线轴的校准，而无法实现旋转轴的校准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的工装，可实现对五轴数控机床的直线轴和旋转轴的回零校准工作，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种五轴数控机床的零点校准方法，其特征在于，包含以下校准方法步骤：

步骤一，安装回零校准的工装，该工装为矩形块结构，以o为对称结构的中心点，a、b、c为两两相互垂直的三个平面，将工装通过连接件安装在数控机床的工作台上的固定位置，即o点为X、Y、Z轴的零点，在主轴上安装接触式侧头；

步骤二，直线轴的回零校准，

首先，安装有标准测头的主轴接触校准面c；

其次，记录当前显示数值并输入到相应参数内，得到X方向上的零点校准值；

同理，分别以校准面a、b校准Y、Z方向上的零点；

步骤三，旋转轴回零校准，

1）利用校准面b对C轴进行回零校准，首先让A轴旋转90度，使主轴上的测头处于竖直位置；

2）测头接触校准面b，记录接触点A1的坐标值（X_a1,Y_a1）；

3）测头离开校准面，C轴绕O₁点旋转一定角度；

4）测头第二次接触校准面b，记录接触点B₁的坐标值（X_b1,Y_b1）；

5）根据上述1）-4）的运动轨迹，数控系统计算出的值，即C轴实际旋转的角度值；

6）数控系统计算C轴的实际旋转角度与指令旋转角度的偏差值，输入相应参数内，作为补偿值；完成C轴的回零校准；

7）A轴反方向旋转90度，主轴回到水平位置，同理，以校准面c实现A轴的回零校准。

作为优选，所述C轴实际旋转的角度值的计算方法如下：

为C轴实际转过的角度值，若C轴零点位置没有误差则的值与指令中的角度值相等，

根据A1、B1点的坐标，可以计算出的值为 ，