一種調(diào)整主軸與c軸同軸度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量裝置領(lǐng)域，具體是指一種調(diào)整主軸與c軸同軸度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代數(shù)控加工對象零件形狀及曲面的日趨復雜，具有靈活、快速、可加工范圍大等特點的CA擺頭型五軸數(shù)控機床開始得到廣泛應用，CA擺頭包括常規(guī)CA擺頭和偏心CA擺頭，兩者結(jié)構(gòu)雖有差異，但五軸聯(lián)動變換原理相同，CA擺頭中主軸與C軸的同軸度在加工過程中對零件的加工精度至關(guān)重要。
[0003]如圖10所示，常規(guī)CA擺頭，又稱為無誤差CA擺頭，具有C軸、A軸兩個旋轉(zhuǎn)軸，分別繞Z軸線性軸、X軸線性軸旋轉(zhuǎn)，且兩旋轉(zhuǎn)軸軸線與主軸軸線相交于一點。主軸為實體結(jié)構(gòu)，主軸的軸線和C軸的旋轉(zhuǎn)軸始終分別垂直于工作面，僅兩者間的距離會發(fā)生變化且兩者間的距離可調(diào)。主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸間的距離反映為主軸與C軸的同軸度。
[0004]當前對CA擺頭其主軸與C軸同軸度的檢測與調(diào)整大多都采用芯棒、百分表(千分表)或其他功能類似的工具進行:基于百分表，將芯棒裝于主軸上并在芯棒徑向固定架設(shè)百分表，旋轉(zhuǎn)C軸，觀察百分表指針變化量來檢測主軸與C軸同軸度情況；根據(jù)百分表指針的變化數(shù)據(jù)計算主軸C軸同軸度誤差，根據(jù)得到的誤差值手動補償相關(guān)參數(shù)，參數(shù)補償完成生效后，再次旋轉(zhuǎn)C軸觀察百分表指針讀數(shù)。采用這種技術(shù)方案時，對同軸度的檢測和調(diào)整一般需要四個步驟:1.沿機床X軸(或Y軸)方向架設(shè)百分表，調(diào)整機床使得百分表指針盡可能沿X向指向芯棒的軸線；2.旋轉(zhuǎn)機床C軸，在0°、90°、180°、270°四個角度設(shè)置停頓，記錄百分表讀數(shù)，計算同軸度誤差；3.根據(jù)同軸度誤差手動補償數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)；
4.再次旋轉(zhuǎn)C軸，觀察百分表讀數(shù)，驗證參數(shù)調(diào)整是否正確。此方法對人工操作依賴程度大，人工干預較多導致不穩(wěn)定因素的增加，測量過程繁瑣、測量時間長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)整主軸與C軸同軸度的方法，對主軸與C軸同軸度進行自動檢測和快速調(diào)整，操作簡單且有效減少人工干預，保證加工精度，提高工作效率。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種調(diào)整主軸與C軸同軸度的方法，應用于五軸數(shù)控機床，包括以下步驟:
[0007]步驟S1:測量準備，具體是指:在工作臺上固定校準環(huán)，然后調(diào)用刀庫中的測頭裝置使其安裝在CA擺頭的主軸上；
[0008]步驟S2:測量主軸與C軸的同軸度誤差，具體包括以下步驟:
[0009]步驟S21:保持主軸不動，以C軸初始位置的旋轉(zhuǎn)角度為0°即C = 0°，測量校準環(huán)的中心點并得到第一坐標(XI，Y1);
[0010]步驟S22:保持主軸不動，C軸旋轉(zhuǎn)180°即C = 180°，測量校準環(huán)的中心點并得到第二坐標(X2，Y2);
[0011]步驟S3:計算主軸與C軸的同軸度誤差值；
[0012]步驟S4:計算主軸與C軸的同軸度補償參數(shù)；
[0013]步驟S5:根據(jù)步驟S4中得到的同軸度補償參數(shù)對主軸與C軸的同軸度進行調(diào)整；
[0014]步驟S6:主軸軸線和C軸旋轉(zhuǎn)軸線二者的同軸度參數(shù)值若符合加工要求則調(diào)整工作結(jié)束，若不符合加工要求則重復步驟S2-S5。
[0015]進一步地，所述步驟S3具體是指:根據(jù)步驟S2中獲取的第一坐標值和第二坐標值進行計算，得到主軸與C軸在沿X軸方向的同軸度誤差dx和主軸與C軸在沿Y軸方向的同軸度誤差dy。
[0016]進一步地，所述步驟S3中主軸與C軸在沿X軸方向的同軸度誤差dx的計算方法為:dx = (Xl-X2)/2 ;所述步驟S3中主軸與C軸在沿Y軸方向的同軸度誤差dy的計算方法為:dy = (Υ1_Υ2)/2。
[0017]進一步地，所述步驟S4具體是指:根據(jù)步驟S3中得到的同軸度誤差dx和同軸度誤差dy進行計算，得到主軸與C軸同軸度的補償參數(shù)。
[0018]進一步地，所述步驟S4中同軸度補償參數(shù)包括沿X軸方向的補償參數(shù)Bx、沿Y軸方向的補償參數(shù)By ;所述補償參數(shù)Bx的計算方法為:Bx = -dx ;所述補償參數(shù)By的計算方法為:By = -dy。
[0019]進一步地，所述步驟S5具體是指:根據(jù)步驟S4中得到的補償參數(shù)Bx和補償參數(shù)By,計算出主軸和C軸的同軸度參數(shù)值，然后根據(jù)主軸和C軸的同軸度參數(shù)值對主軸和C軸的同軸度進行調(diào)整。
[0020]進一步地，所述補償參數(shù)Bx >0且C = 0°時，主軸的軸線向X軸正向調(diào)整Bx ;所述補償參數(shù)Bx < 0且C = 0°時，主軸的軸線向X軸負向調(diào)整-Bx ;所述補償參數(shù)Bx = 0時，主軸的軸線在X軸方向上不調(diào)整。
[0021]進一步地，所述補償參數(shù)Bx > 0且C = 180°時，主軸的軸線向X軸負向調(diào)整Bx ;所述補償參數(shù)Bx < 0且C = 180°時，主軸的軸線向X軸正向調(diào)整-Bx ;所述補償參數(shù)Bx=0時，主軸的軸線在X軸方向上不調(diào)整。
[0022]進一步地，所述補償參數(shù)By >0且C = 0°時，主軸的軸線向Y軸正向調(diào)整By ;所述補償參數(shù)By < 0且C = 0°時，主軸的軸線向Y軸負向調(diào)整-By ;所述補償參數(shù)By = 0時，主軸的軸線在Y軸方向上不調(diào)整。
[0023]進一步地，所述補償參數(shù)By > 0且C = 180°時，主軸的軸線向Y軸負向調(diào)整By ;所述補償參數(shù)By < 0且C = 180°時，主軸的軸線向Y軸正向調(diào)整-By ;所述補償參數(shù)By=0時，主軸的軸線在Y軸方向上不調(diào)整。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0025](1)本發(fā)明基于數(shù)控機床上配備的測頭裝置和校準環(huán)，通過嵌入的軟件程序自動檢測并調(diào)整主軸與C軸的同軸度，不僅減少了百分表、芯棒等工具的準備、安裝和調(diào)整過程，而且無需人工計算、手動補償參數(shù)等操作，工作效率高；
[0026](2)本發(fā)明中對主軸與C軸同軸度進行檢測、調(diào)整的過程中，有效避免人工干預帶來的不確定因素，運行穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的工作流程圖。
[0028]圖2為XI < X2且Y1 > Y2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0029]圖3為XI > Χ2且Yl < Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0030]圖4為XI < Χ2且Yl < Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0031]圖5為XI > Χ2且Yl > Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0032]圖6為XI = Χ2且Yl > Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0033]圖7為XI = Χ2且Yl < Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0034]圖8為XI > Χ2且Yl = Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0035]圖9為XI < Χ2且Yl = Υ2時，主軸軸線與C軸旋轉(zhuǎn)軸線的位置關(guān)系圖。
[0036]圖10為現(xiàn)有CA擺頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖11為主軸的軸線PQ不動且C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS靠近主軸的軸線PQ的調(diào)整狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0039]本發(fā)明基于數(shù)控機床上配備的測頭裝置和校準環(huán)，測頭裝置安裝在CA擺頭的主軸上，通過嵌入的軟件程序控制測頭裝置對校準環(huán)的中心點進行檢測并通過反饋的坐標值計算出主軸與C軸的同軸度補償參數(shù)，并根據(jù)同軸度補償參數(shù)對主軸與C軸的同軸度進行快速調(diào)整，保證加工精度，提高工作效率。
[0040]本發(fā)明主要用于五軸數(shù)控機床其CA擺頭的主軸與C軸同軸度的檢測與調(diào)整。常規(guī)CA擺頭在使用時最理想的狀態(tài)是主軸與C軸同軸，即主軸的軸線與C軸的旋轉(zhuǎn)軸線二者同軸度為0 ;偏心CA擺頭其主軸的軸線與C軸的旋轉(zhuǎn)軸線存在明確固定的位置關(guān)系。但實際使用時允許存在誤差，只要主軸與C軸的同軸度參數(shù)值符合加工要求，能夠保證零件的加工精度即可。
[0041]如圖10所示，主軸的軸線為PQ，C軸的旋轉(zhuǎn)軸線為RS，現(xiàn)有常規(guī)CA擺頭其主軸的軸線PQ以及C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS分別垂直于工作臺。通過內(nèi)置結(jié)構(gòu)可對主軸的軸線PQ與C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS之間的距離進行調(diào)整:保持主軸的軸線PQ不動，使C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS靠近主軸的軸線PQ，即縮小二者之間的距離，即同軸度減??；反之，保持主軸的軸線PQ不動，使C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS遠離主軸的軸線PQ，即增加二者之間的距離，即同軸度增大。同理，保持C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS不動，使主軸的軸線PQ靠近C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS，即縮小二者之間的距離，即同軸度減??；反之，保持C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS不動，使主軸的軸線PQ靠近C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS，即增加二者之間的距離，即同軸度增大。
[0042]如圖11所示，保持C軸的旋轉(zhuǎn)軸線RS不動，使主軸的軸線PQ沿X軸正向移動至P’ Q’，則主軸與C軸的同軸度減小。
[0043]常規(guī)CA擺頭和偏心CA擺頭在進行主軸與C軸同軸度的調(diào)整時，原理相同，操作步驟相近，故具體實施例僅對常規(guī)CA擺頭其主軸與C軸同軸度的調(diào)整方法加以詳細說明，不再贅述偏心CA擺頭其主軸與C軸同軸度的調(diào)整方法。
[0044]實施例1:
[0045]本實施例中的一種調(diào)整主軸與C軸同軸度的方法，主要是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種調(diào)整主軸與C軸同軸度的方法，應用于五軸數(shù)控機床，包括以下步驟:
[0046]步驟S1:測量準備，具體是指:在工作臺上固定校準環(huán)，然后調(diào)用刀庫中的測頭裝置使其安裝在CA擺頭的主軸上；
[0047]步驟S2:測量主軸與C軸的同軸度誤差，具體包括以下步驟:
[0048]步驟S21:保持主軸不動，以C軸初始位置的旋轉(zhuǎn)角度為0°即C = 0°，測量校準環(huán)的中心點并得到第一坐標(XI，Y1);
[0049]步驟S22:保持主軸不動，C軸旋轉(zhuǎn)180°即C = 180°，測量校準環(huán)的中心點并得到第二坐標(