CN110103075A - 调整多轴数控机床精度偏差的方法及其工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调整多轴数控机床精度偏差的方法及其工装，方法包括以下步骤：S1、根据多轴数控机床的被加工工件和试切需求确定试验工装的尺寸；S2、将所述试验工装安装在所述多轴数控机床的待加工工位上；S3、编制所述多轴数控机床的试切程序，并根据所述试切程序对所述试验工装进行试切，得到试切工装；S4、根据所述试切工装确定所述多轴数控机床的精度偏差，并根据所述精度偏差调节所述多轴数控机床的控制程序。该方法易于操作，能够提高产品质量。

Description

调整多轴数控机床精度偏差的方法及其工装

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，具体涉及一种调整多轴数控机床精度偏差的方法以及调整多轴数控机床精度偏差的工装。

背景技术

随着数控技术的发展，多轴数控加工中心得到了越来越为广泛的应用。多轴数控加工能够有效地避免由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。多轴数控加工的最大优点就是使原本复杂零件的加工变的容易了许多，非常适于加工汽车零部件、飞机结构件等工件的成型模具。

数控机床因其机械结构特性，允许存在一定范围公差，但是机床精度偏差会随着摆角增大而累积变大，或者某些突发因素(主轴碰撞、切削量过大、机床部件突然失灵等)也可能会导致机床精度偏差变大。多轴机床摆角加工后，精度偏差无法用肉眼观察判断出来，一旦精度偏差超出理论/要求公差范围，会导致切削不到位或过切问题，严重影响工件的加工质量、生产周期和加工成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提出一种调整多轴数控机床精度偏差的方法，该方法能够克服现有作业方式的不足，易于操作。

本发明还提出一种调整多轴数控机床精度偏差的工装，该工装能够在不增加机床硬件成本投入的前提下，提高多轴机床的加工精度，提高数控加工质量、缩短加工周期和降低加工成本。

根据本发明第一方面实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法，包括以下步骤：S1、根据多轴数控机床的被加工工件和试切需求确定试验工装的尺寸；S2、将所述试验工装安装在所述多轴数控机床的待加工工位上；S3、编制所述多轴数控机床的试切程序，并根据所述试切程序对所述试验工装进行试切，得到试切工装；S4、根据所述试切工装确定所述多轴数控机床的精度偏差，并根据所述精度偏差调节所述多轴数控机床的控制程序。

根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法，对试验工装进行的设计和安装，编制试切程序，对试验工装进行试切，得到试切工装，并根据试切工装确定多轴数控机床的精度偏差。该方法能够在多轴数控机床摆角度精加工前完成铝块毛坯安装和标准铝块工装加工，提高多轴机床的加工精度。

根据本发明一个实施例，所述试验工装为铝块。

根据本发明一个实施例，在步骤S3中，用三维绘图软件按照试切走刀面积将所述试验工装均分，用编程软件编制所述试切程序。

根据本发明一个实施例，在步骤S3中，所述编程软件记录摆角度后的坐标系，在所述坐标系下编制所述试切程序。

根据本发明一个实施例，在步骤S3中，所述试验工装在每次切削时仅切削其中一个平面。

根据本发明一个实施例，在步骤S4中，通过Z轴、X轴、Y轴的试切程序确定精度偏差，在机床操作界面的相对坐标中输入偏差值，实现XYZ轴精度偏差修正。

根据本发明一个实施例，所述试验工装的尺寸与所述被加工工件的可放置位置和摆角试切需求次数匹配。

根据本发明一个实施例，所述试验工装的基准与所述被加工工件的基准一致。

根据本发明第二方面实施例的调整多轴数控机床精度偏差的工装，能够用于多轴数控机床以调节所述多轴数控机床的精度偏差，所述工装包括：底座，所述底座形成为长方体且所述底座在水平面上的正投影为正方形，所述底座的高度小于所述底座的长度和宽度，所述底座能够安装在所述多轴数控机床的待加工工位上；本体，所述本体设在所述底座的上表面上，所述本体形成为正方体，所述本体在所述底座上的正投影的中心与所述底座的上表面的中心相同，所述本体的边长小于所述底座的上表面的边长，所述本体能够被所述多轴数控机床进行切削以确定所述多轴数控机床的精度偏差。

根据本发明一个实施例，所述工装为一体成型的铝块。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的工装和被加工工件之间的装配示意图；

图3是根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的工装的结构示意图。

附图标记：

调整多轴数控机床精度偏差的工装100；

底座110；

本体120；上表面121；第一侧壁122；第二侧壁123；

被加工工件200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，下面参考附图具体描述根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法。

根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法，包括以下步骤：S1、根据多轴数控机床的被加工工件和试切需求确定试验工装的尺寸；S2、将试验工装安装在多轴数控机床的待加工工位上。

换言之，首先进行试验工装的设计和安装，在设计的过程中，可以根据多轴数控机床的被加工工件和试切需求确定试验工装的尺寸，在安装的过程中，可以采用AB胶将试验工装的毛坯固定在指定位置。

根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法，还包括以下步骤：S3、编制多轴数控机床的试切程序，并根据试切程序对试验工装进行试切，得到试切工装。例如，被加工工件在进行正式精加工之前，将试验工装的毛坯铣削到要求尺寸，例如加工试验工装的四周侧壁和上表面，并在底部留有一定高度凸台。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，用三维绘图软件按照试切走刀面积将试验工装均分，用编程软件编制试切程序。

在本发明的一些具体实施方式中，在步骤S3中，编程软件记录摆角度后的坐标系，在坐标系下编制试切程序。

根据本发明的一个实施例，编程软件记录摆角度后的坐标系，在此坐标系下编制试刀程序，走刀路径为：试验工装的上表面沿XY平面往复切削，试验工装的侧壁做上下往复切削。

每道摆角程序加工前运行试切程序，试切顺序和精度偏差调整顺序为：试验工装上表面121(Z轴偏差)→试验工装第一侧壁122(X轴偏差)→试验工装第二侧壁123(Y轴偏差)。

在本发明的一些具体实施方式中，在步骤S3中，试验工装在每次切削时仅切削其中一个平面。

根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法，还包括以下步骤：S4、根据试切工装确定多轴数控机床的精度偏差，并根据精度偏差调节多轴数控机床的控制程序。

可选地，在步骤S4中，通过Z轴、X轴、Y轴的试切程序确定精度偏差，在机床操作界面的相对坐标中输入偏差值，实现XYZ轴精度偏差修正。

进一步地，在机床操作界面的相对坐标中输入偏差值，确保试切程序运行时走刀面轻微掉屑即可。在完成XYZ轴精度偏差修正后，即可进行正式程序加工，只要加工摆角变更，就要在正式程序运行前进行试切并调整精度偏差。

根据本发明的一个实施例，试验工装为铝块。

在本发明的一些具体实施方式中，试验工装的尺寸与被加工工件的可放置位置和摆角试切需求次数匹配。

根据本发明的一个实施例，试验工装的基准与被加工工件的基准一致。

如图2和图3所示，根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的工装100，能够用于多轴数控机床以调节多轴数控机床的精度偏差，工装200包括底座110和本体120，底座110形成为长方体且底座110在水平面上的正投影为正方形，底座110的高度小于底座110的长度和宽度，底座110能够安装在多轴数控机床的待加工工位上，本体120设在底座110的上表面上，本体120形成为正方体，本体120在底座110上的正投影的中心与底座110的上表面的中心相同，本体120的边长小于底座110的上表面的边长，本体120能够被多轴数控机床进行切削以确定多轴数控机床的精度偏差。

可选地，工装200为一体成型的铝块，简单易制，成本低。

优选地，本体120形成为正方体铝块。

需要说明的是，可由数控编程工程师指定毛坯工装的安装位置，毛坯工装不与加工部位干涉即可，在多轴数控机床摆角度精加工前可完成铝块毛坯安装和标准铝块工装加工。并且，在每道摆角程序加工前运行试切程序，可借助试切铝块工装结果间接反映机床精度偏差程度，通过修改机床指令，对机床进行误差补偿，提高多轴机床的加工精度。

根据本发明的一个实施例，铝块标准工装可在设计阶段均分成若干区域，每次试切仅切削XYZ轴的3个小平面即可，提高试切效率和工装利用率。

总而言之，根据本发明实施例的调整多轴数控机床精度偏差的方法和工装100具有以下优点：

(1)工装简单易制、成本低，方法易于操作；

(2)为多轴机床精度偏差提供直观补偿依据，例如借助试切结果间接反映机床精度偏差情况，根据试切结果，在机床操作界面的相对坐标中输入偏差值完成误差补偿；

(3)工装的使用可以提高多轴数控加工的一次性加工合格率，提高产品质量；

(4)通过降低不合格率缩短工件的加工周期；

(5)采用铝块工装能够减少返工率，降低多轴机床的加工成本，降低了生产加工成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种调整多轴数控机床精度偏差的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据多轴数控机床的被加工工件和试切需求确定试验工装的尺寸；

S2、将所述试验工装安装在所述多轴数控机床的待加工工位上；

S3、编制所述多轴数控机床的试切程序，并根据所述试切程序对所述试验工装进行试切，得到试切工装；

S4、根据所述试切工装确定所述多轴数控机床的精度偏差，并根据所述精度偏差调节所述多轴数控机床的控制程序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验工装为铝块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，用三维绘图软件按照试切走刀面积将所述试验工装均分，用编程软件编制所述试切程序。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述编程软件记录摆角度后的坐标系，在所述坐标系下编制所述试切程序。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述试验工装在每次切削时仅切削其中一个平面。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，通过Z轴、X轴、Y轴的试切程序确定精度偏差，在机床操作界面的相对坐标中输入偏差值，实现XYZ轴精度偏差修正。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验工装的尺寸与所述被加工工件的可放置位置和摆角试切需求次数匹配。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述试验工装的基准与所述被加工工件的基准一致。

9.一种调整多轴数控机床精度偏差的工装，能够用于多轴数控机床以调节所述多轴数控机床的精度偏差，其特征在于，所述工装包括：

底座，所述底座形成为长方体且所述底座在水平面上的正投影为正方形，所述底座的高度小于所述底座的长度和宽度，所述底座能够安装在所述多轴数控机床的待加工工位上；

本体，所述本体设在所述底座的上表面上，所述本体形成为正方体，所述本体在所述底座上的正投影的中心与所述底座的上表面的中心相同，所述本体的边长小于所述底座的上表面的边长，所述本体能够被所述多轴数控机床进行切削以确定所述多轴数控机床的精度偏差。

10.根据权利要求9所述的调整多轴数控机床精度偏差的工装，其特征在于，所述工装为一体成型的铝块。