[发明专利]一种数控加工中坐标系自动设置与在线测量方法

说明书

本发明公开了一种数控加工中坐标系自动设置与在线测量方法，包括以下步骤：步骤一、确定刀具坐标轴的加工补偿方案，并确定加工该面时运动的轴为补偿轴；步骤二、编制坐标系自动设置测量程序，通过数控加工中心测头对工件的零点基准进行在线测定，获得动态数据，并自动储存到机床的设定#变量里，得到动态#变量；步骤三、根据步骤一中的加工补偿方案和步骤二中的动态#变量，编制可自动补偿数控加工程序；步骤四、工件按照步骤三中的可自动补偿数控加工程序加工后，根据理论尺寸编制测头在线测量程序，对加工后的工件尺寸进行自动测量，并与理论尺寸进行比较。

技术领域

本发明涉及数控机械加工技术领域，具体涉及一种数控加工中坐标系自动设置与在线测 量方法。

背景技术

如图1所示，在科德五轴立式加工中心上加工的某型号发动机燃烧室外壳组件中，在加 工喷射座安装位置14处凸台需保证平面高度5.5±0.02mm，在安装位置9处设置的凹槽，凹槽底面J与零件已加工外圆平面K接平，其高度差不能超过0.04mm，外壳组件 由零件扩压器外环与外壳通过焊接而成，焊接产生的变形量较大，且在2mm左右，导致后续 加工余量不均匀。前期采用普通铣加工的方式进行外壳组件喷射座安装位置的机加工，由于 要求其高度差不能超过0.04mm，导致操作者需要通过“沾刀”方式对每一个安装平面单独加 工，加工时间非常长，单台铣床单独加工一件产品需要一天时间。

随着薄壁、铸造、焊接等零件越来越多的出现在航空航天发动机的结构中；薄壁、焊接 零件易变形，铸造零件余量不均匀，一致性较差等问题日益突出，而现有的加工技术，控制 加工基准突变能力比较有限，加工时必须通过反复修整加工基准，才能减小零件误差，保证 零件加工质量，这样进一步导致加工效率低、人为影响因素大、人力成本及质量事故高等问 题。随着国内外形势不断变换，对航空航天发动机稳定性、质量、效率和成本，都提出了更 高的要求。因此，有必要提出一种能够实现产品既能低成本、低报废、高产率的生产,又能 保证产品质量的数控加工中坐标系自动设置与在线测量方法。特别是在多品种大批量生产条 件下,在线测量技术的意义尤其重大。

发明内容

有鉴于此，为解决薄壁、铸造、焊接等加工效率低下、变形大、加工基准易变化的问题， 更加高效的提高加工自动化水平，提高加工效率，降低成本，降低加工风险，本发明提供了 一种数控加工中坐标系自动设置与在线测量方法，能够将找正、加工、检测和误差补偿集成 在一起，实现加工前、加工中和加工后的高精度自动化，避免了由于多次装夹、人为干预过 多而引起的误差及错误。

本发明的技术方案为：一种数控加工中坐标系自动设置与在线测量方法，包括以下步骤：

步骤一、根据工件所需加工面，确定刀具坐标轴的加工补偿方案，并确定加工该面时运 动的轴为补偿轴；

步骤二、根据步骤一中的加工补偿方案，编制坐标系自动设置测量程序，通过数控加工 中心测头对工件的零点基准进行在线测定，获得动态数据，并自动储存到机床的设定#变量里， 得到动态#变量；

步骤三、根据步骤一中的加工补偿方案和步骤二中的动态#变量，编制可自动补偿数控加 工程序；

步骤四、工件按照步骤三中的可自动补偿数控加工程序加工后，根据理论尺寸编制测头 在线测量程序，对加工后的工件尺寸进行自动测量，并与理论尺寸进行比较，如果自动测量 的尺寸与理论尺寸之间的误差在设定范围内，则零件加工合格，机床加工完成；如果自动测 量的尺寸与理论尺寸之间的误差大于设定范围，则零件加工不合格，需要进行返修加工，自 动补偿其与理论尺寸之间的差值。

优选地，所述步骤二中编制的坐标系自动设置测量程序的执行过程为：

第一步：确定在设定的坐标系下测量工件并调出测头；

第二步：确定工件内孔的直径，并将测头移动到工件的角向基准处；

第三步：在第一步确定的坐标系下，结合第二步中确定的工件内孔直径，测量工件在机 床上的具体位置；