自動補償數(shù)控設備測頭測量值的方法和過程

本發(fā)明涉及數(shù)控設備解決方案。

背景技術：

在當今日益追求精致外觀的情況下，手機外殼中“高光”的比例逐漸擴大。由于技術要求，“高光澤”過程通常是多個過程的一部分。由于多次夾緊和加工的影響，先前加工的形狀和尺寸可能整體或部分發(fā)生輕微變化。如果沒有糾正，高級工程師處理后很容易敏感地觀察到諸如尺寸和邊緣問題。

為此，必須添加諸如探針之類的測試設備來檢查每個工件，在加工之前自動檢測關鍵點的位置偏差，然后針對這些偏差對NC刀具路徑程序進行適當?shù)男Ｕ垣@得補償。尾隨刀具路徑。

通常來說，整個過程通常需要經歷以下關鍵步驟：

1、選擇要檢測的關鍵點，通常需要在邊緣或拐角附近加強檢測；

2、使用探針檢測關鍵點的位置，記錄其絕對坐標以及理論坐標之間的差，即該點的偏差值；

3、通過該算法，將每個關鍵點的坐標與實際測量值相匹配，并校正原始刀具路徑程序。

其中最關鍵的一步是第三步。市場上當前的普遍做法是重寫原始的刀具路徑程序，并調用宏程序來實現(xiàn)這一目的。現(xiàn)場技術人員的工作量很大。

現(xiàn)有方法存在以下缺點：

1、手動工作量很大，因為NC刀具路徑文件通常是較小的線段或較小的圓弧，因此需要對其進行逐一修改；

2、精度很差。對于圓弧，必須將其分解為一些小的線段，然后進行校正，這會失去原始精度；

3、刀具路徑文件會大大擴展。例如，必須將圓弧分成許多細小的線段，以確保達到指定的精度；

4、的效率較低，因為宏程序通常以解釋性語言編寫自動測量設備，并且執(zhí)行效率相對較低；

5、通用性差，需要通過不同的手動編碼來糾正不同的刀具路徑程序；

6、調試困難，而且第一個產品周期很長。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種通過與數(shù)控系統(tǒng)核心算法的高度集成來自動補償偏差測量值的可行方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)控裝置的探頭的測量值的自動補償方法，包括以下步驟：

A。用測頭按照計劃的路徑測量工件關鍵點的位置偏差，并將每個關鍵點的偏差矢量值存儲到指定位置；

B。在計劃路徑的預定位置處添加多個M57、M58、M59指令，其中：將M57定義為補償?shù)钠瘘c，將M58定義為補償?shù)慕K點，將M59定義為偏差轉移，將M57、M5定義為8、M59分別對應一個偏差向量，其中M57、M58為零向量，每個M59的位置對應關鍵點的位置，并指向該位置的偏差向量值的存儲位置;

C。分析并執(zhí)行計劃的路徑，然后：

D。當在由M57、組成的命令間隔中有多個M59、M58時，進入偏差自動統(tǒng)計補償模式：

首先，執(zhí)行初始化變量操作：原始刀具路徑的總長度Ltotal = 0，偏差矢量Dbegin = 0;

其次，緩存所有已解析的指令，計算每個運動指令的原始長度Lk，并將其添加到Ltotal中。

遇到M59指令時，讀取相應的偏差矢量值Dend；將補償起點M57和補償終點M58視為檢測點，并認為沒有偏差。計算相鄰檢測點間隔中的偏差率向量R =（Dend-Dbegin）/ Ltotal，然后根據先前緩沖的每個運動指令的原始長度Lk獲得端點的補償向量：Dk = R * Lk ，放置說明進行補償；

更正所有緩存的指令后，移至插值器的下一個模塊以進行前瞻性的速度規(guī)劃和插值，并清除當前的緩存指令，并將當前點用作自動下一個分段的起點補償：讓Dbegin = Dend并重置Ltotal = 0;

E。當M58指令結束并且沒有出現(xiàn)M57指令時，所解析的運動指令不會得到補償并直接執(zhí)行。

本發(fā)明的進一步改進是，在步驟D中，如果計劃路徑是小線段類型，則將從起點到終點的矢量添加到上述補償矢量Dk中。 本發(fā)明的進一步改進是，在步驟D中，如果規(guī)劃路徑已經實現(xiàn)了先進的螺旋插補（如擺線插補，這是弧插補的一種普及），即在補償過程An中進行了等價更改，其中圓心根據偏差矢量Dk線性移動，并且刀尖繞圓心成弧形移動。

本發(fā)明的進一步改進是，在步驟D中，如果規(guī)劃路徑未實現(xiàn)高級螺旋插補，則可以將圓弧內部分解為細線段，然后根據細線進行補償。輸入路徑。

本發(fā)明的進一步改進是它可以應用于多軸系統(tǒng)。

本發(fā)明通過與數(shù)控系統(tǒng)的核心算法的高度集成，將由測頭測得的偏差值自動應用于程序的刀具路徑，從而可以使最麻煩的補償過程自動化。其優(yōu)點如下：

1、高精度。可以實現(xiàn)在每個插補指令周期（最高1ms /周期）內進行自動補償，大大提高了處理精度。如果存在弧，則前提是可以將弧轉換為高級螺旋插補（例如我們的公司）；即使不執(zhí)行高級螺旋插補，也可以將內部細分成足夠高的精度以自動完成的小線段；

2、高效率。無需手動編程，就可以在CNC系統(tǒng)的核心模塊中執(zhí)行自動補償；

3、具有很強的適用性。更改檢測位置甚至更改刀具路徑程序都可以快速響應；

4、減少現(xiàn)場工匠的勞動量和工作需求的門檻。

圖紙說明

圖1是根據本發(fā)明的總體流程圖；

圖2描繪了本發(fā)明的自動補償過程的原理圖。

具體的實現(xiàn)方法

下面將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以便本領域技術人員能夠更容易地理解本發(fā)明的優(yōu)點和特征，從而使保護的定義越來越清晰。本發(fā)明的范圍。

請參閱圖1和圖2，該方法是一種自動補償數(shù)控設備的探頭的測量值的方法，包括以下步驟：

A。用測頭按計劃的路徑測量工件關鍵點的位置偏差，并將每個關鍵點的偏差矢量值存儲到指定位置；

B。在計劃路徑上的預定位置添加多個M57、M58、M59指令，其中：將M57定義為補償?shù)钠瘘c，將M58定義為補償?shù)慕K點，將M59定義為偏差轉移，將M57、M58、M59分別對應一個偏差向量，其中M57、M58是零向量，不需要傳輸。每個M59的位置對應于關鍵點的位置，并指向該位置的偏差矢量值的存儲位置。即，必須使用參數(shù)來傳遞由探針測量的實際偏差矢量。需要說明的是，添加了M57 / M58指令的位置通常位于刀具的前后位置，不接觸工件表面的位置，或者尚未開始加工的位置；

C。分析并執(zhí)行計劃的路徑，然后：

D。當在由M57、形成的命令間隔中，多個M59、M58進入偏差自動統(tǒng)計補償模式時，即在M57、M58之間將存在多個M59，從而形成多個M57-M59、M59 -M59、M59-M58間隔，每個間隔包含一個或多個運動指令，我們使用以下算法實現(xiàn)其自動校正補償：

首先，執(zhí)行初始化變量操作：原始刀具路徑的總長度Ltotal =0.0;偏差向量（假設只有三個軸X，Y，Z）Dbegin = {0.0，0.0，0.0};

其次，緩存所有已解析的指令，計算每個運動指令的原始長度Lk，并將其添加到Ltotal中。

每當遇到M59指令時，均讀取相應的偏差矢量值Dend；將補償?shù)拈_始和結束作為檢測點，并認為沒有偏差。計算在相鄰檢測點間隔內的偏差率矢量R =（Dend-Dbegin）/ Ltotal；然后，根據之前緩沖的每個運動指令的原始長度Lk，獲得端點的補償向量：Dk = R * Lk，補償順序為。對于較小的線段自動測量設備，只需將此向量添加到起點到終點；對于圓弧，如果已經實現(xiàn)了高級螺旋插補（例如，在做圓周運動時，圓的中心也可以是直線運動），則只需進行一點變換（相對于插值過程中的圓心，圓心根據偏差矢量Dk線性移動，刀尖繞圓心成弧形移動。否則，您可以先將圓弧的內部分解為小線段，然后使用該線段的自動補償原理。

更正所有緩存的指令后，移至插值器的下一個模塊以進行前瞻性的速度規(guī)劃和插值，并清除當前的緩存指令，并將當前點用作自動下一個分段的起點補償：讓Dbegin = Dend，然后將Ltotal =0.0重置。

如果在M58指令結束后沒有出現(xiàn)M57指令，則將不對已解析的運動指令進行補償，并且將按照正常過程執(zhí)行該指令而不會進行緩沖。

本發(fā)明的核心思想是通過數(shù)控系統(tǒng)的核心算法自動補償探頭檢測到的偏差值。補償算法是兩個測量點之間的每個軸的補償偏差與該期間所經歷的刀具路徑的原始長度成比例。例如，如果檢測到X軸方向上的起點和終點的偏差為-1um和3um，則在路徑中點（無論??是否為線段）在X軸方向上的補償量，弧形或其任意組合）為1um。

需要指出的是，本發(fā)明的方法不僅限于“高光”處理，還可以應用于任何基于刀具路徑補償?shù)奶幚?。該方法不僅適用于XYZ三軸系統(tǒng)，還適用于其他更復雜的軸系統(tǒng)。

以上實施例僅是為了說明本發(fā)明的技術思想和特征，其目的是讓熟悉本技術的人理解并實施本發(fā)明的內容，并不限制本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明。對本發(fā)明的精神做出的等同改變或修改均落入本發(fā)明的保護范圍。