CN105855994A - 一种机械加工机床定位方法 - Google Patents

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刘志宏
范小松
吴杰峰
吉海标
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    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
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Abstract

本发明公开了一种机械加工机床定位方法，属于机械制造领域。通过激光跳跃仪对工件轮廓进行测量，将工件拟合到设计坐标系中；通过激光跟踪仪和机床同时对工件上通过球座连接的小球球心的测量，工件从设计坐标系转换到机床坐标系，完成工件的加工定位。

Description

一种机械加工机床定位方法
技术领域
本发明涉及机械制造领域，具体是一种机械加工机床定位方法。
背景技术
数控铣床在对工件进行加工时，常常需要良好的基准平面，以实现对工件的精准定位。但对于复杂轮廓，常常会出现缺少良好的加工基准平面，造成无法定位或者定位误差较大；对于大尺寸工件，为保证加工定位精度，需要对工件进行较长时候的调整，以使加工基准达到机床要求，而有些工件涉及到多次加工，其定位时间将大幅增加，重复定位误差也将变大。
发明内容 本发明的目的是提供一种机械加工机床定位方法，以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种机械加工机床定位方法，其特征在于：采用同心球装置、激光跟踪仪进行测量，所述同心球装置包括球座、由外球和内球构成的同心球，所述外球直径与激光跟踪仪测量用小球直径相同，外球顶面设为平面，且外球顶面向外球内设有凹腔，所述凹腔从上之下依次由上粗下细的锥形腔以及半球形腔构成，锥形腔、半球形腔分别与外球共中心轴，所述外球设置在球座上并可在球座上自由旋转及取出，所述内球顶面设置为平面，内球设置在外球的半球形腔内，且内球与外球共球心，内球可在半球形腔内自由旋转，内球顶面中心设有与机械加工机床中分棒直径匹配的中心盲孔，中心盲孔孔底面为过球心平面，方法包括以下步骤：
（1）、通过激光跟踪仪对工件轮廓表面进行采点测量，通过数据处理软件对采点数据拟合，使工件进入测量坐标系；
（2）、将若干同心球装置的球座焊接在工件表面，并取下各个同心球装置中的同心球，用激光跟踪仪测量用小球代替，然后通过激光跟踪仪测量小球球心坐标，并将球心坐标从测量坐标系转换到设计坐标系；
（3）、将球座上小球取下，换上同心球，并将工件固定在机械加工机床的加工平台上；
（4）将机械加工机床的中分棒***同心球中内球的中心盲孔中，利用中分棒测量得到同心球的球心坐标；
（5）根据步骤（2）、步骤（4）测得的球心坐标，将工件从设计坐标系转换到机床坐标系，实现对工件的机床加工定位。
所述的一种机械加工机床定位方法，其特征在于：所述球座上具有三爪结构，通过三爪结构托住外球或激光跟踪仪测量用小球。
本发明提供了一种机床测坐标同心球装置，并在此基础上的提出了一种机械加工机床定位方法。本发明中同心球装置能够辅助机床快速、准确地完成对空间中某一点的测量，使机床定位摆脱对工件上加工基准平面的依赖，达到工件装夹灵活、快速，定位精度高，可重复性好的目的。
本发明的有效益是：对于轮廓复杂的大尺寸工件，在其无法提供良好的加工基准面时，能够通过机床测若干点坐标完成加工定位；加工定位对于工件的要求放置要求不高，工作摆放具有较好的灵活性。
附图说明
图1为同心球及球座轴测视图。
图2为同心球及球座剖视图。
图3为工件表面测量图。
图4为激光跟踪仪测球心图。
图5为机床测球心坐标图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种机械加工机床定位方法，采用同心球装置、激光跟踪仪1进行测量，同心球装置包括球座2、由外球3和内球4构成的同心球，外球3直径与激光跟踪仪1测量用小球5直径相同，外球3顶面设为平面，且外球3顶面向外球内设有凹腔，凹腔从上之下依次由上粗下细的锥形腔6以及半球形腔构成，锥形腔6、半球形腔分别与外球3共中心轴，外球3设置在球座2上并可在球座2上自由旋转及取出，内球4顶面设置为平面，内球4设置在外球3的半球形腔内，且内球4与外球3共球心，内球4可在半球形腔内自由旋转，内球4顶面中心设有与机械加工机床7中分棒8直径匹配的中心盲孔9，中心盲孔9孔底面为过球心平面，方法包括以下步骤：
（1）、如图3所示，通过激光跟踪仪1对工件10轮廓表面进行采点测量，通过数据处理软件对采点数据拟合，使工件10进入测量坐标系；
（2）、如图4所示，将若干同心球装置的球座2焊接在工件10表面，并取下各个同心球装置中的同心球，用激光跟踪仪1测量用小球5代替，然后通过激光跟踪仪1测量小球5球心坐标，并将球心坐标从测量坐标系转换到设计坐标系；
（3）、将球座2上小球5取下，换上同心球，并将工件10固定在机械加工机床7的加工平台上；
（4）如图5所示，将机械加工机床7的中分棒8***同心球中内球4的中心盲孔9中，利用中分棒8测量得到同心球的球心坐标；
（5）根据步骤（2）、步骤（4）测得的球心坐标，将工件10从设计坐标系转换到机床坐标系，实现对工件10的机床加工定位。
球座2上具有三爪结构11，通过三爪结构11托住外球3或激光跟踪仪1测量用小球5。

Claims (2)

1.一种机械加工机床定位方法，其特征在于：采用同心球装置、激光跟踪仪进行测量，所述同心球装置包括球座、由外球和内球构成的同心球，所述外球直径与激光跟踪仪测量用小球直径相同，外球顶面设为平面，且外球顶面向外球内设有凹腔，所述凹腔从上之下依次由上粗下细的锥形腔以及半球形腔构成，锥形腔、半球形腔分别与外球共中心轴，所述外球设置在球座上并可在球座上自由旋转及取出，所述内球顶面设置为平面，内球设置在外球的半球形腔内，且内球与外球共球心，内球可在半球形腔内自由旋转，内球顶面中心设有与机械加工机床中分棒直径匹配的中心盲孔，中心盲孔孔底面为过球心平面，方法包括以下步骤：
（1）、通过激光跟踪仪对工件轮廓表面进行采点测量，通过数据处理软件对采点数据拟合，使工件进入测量坐标系；
（2）、将若干同心球装置的球座焊接在工件表面，并取下各个同心球装置中的同心球，用激光跟踪仪测量用小球代替，然后通过激光跟踪仪测量小球球心坐标，并将球心坐标从测量坐标系转换到设计坐标系；
（3）、将球座上小球取下，换上同心球，并将工件固定在机械加工机床的加工平台上；
（4）将机械加工机床的中分棒***同心球中内球的中心盲孔中，利用中分棒测量得到同心球的球心坐标；
（5）根据步骤（2）、步骤（4）测得的球心坐标，将工件从设计坐标系转换到机床坐标系，实现对工件的机床加工定位。
2.根据权利要求1所述的一种机械加工机床定位方法，其特征在于：所述球座上具有三爪结构，通过三爪结构托住外球或激光跟踪仪测量用小球。
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