CN112720074B - 数控机床上工件信息的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床上工件信息的处理方法及装置。其中，该方法包括：获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，测头装置用于检测工件的工件信息；基于测头装置的测头信息，获取测头装置的初始状态；控制测头装置移动和/或旋转，并获取测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息；基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，其中，工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。本发明解决了相关技术中数控机床加工工件的效率较低的技术问题。

Description

数控机床上工件信息的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及自动化生产技术领域，具体而言，涉及一种数控机床上工件信息的处理方法及装置。

背景技术

数控机床在加工圆形工件前，能够快速并准确确定其圆心位置及半径大小，对于提高机床加工效率和加工精度具有重要意义。目前，常用的工件圆心找正方法是将百分表表座吸附于机床主轴上，同时将百分表探针接触到工件的外圆表面，然后通过百分表探针绕圆形工件外表面运动时的探针跳动量大小来判断主轴此时所处位置是否为工件圆心位置。用百分表找正圆心的方法需要不断的重复试验，直到百分表探针跳动量处于预计公差范围内。此方法不仅操作繁琐、耗费时间长，同时找正工件圆心位置精度受限于百分表精度。

针对上述相关技术中数控机床加工工件的效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种数控机床上工件信息的处理方法及装置，以至少解决相关技术中数控机床加工工件的效率较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种数控机床上工件信息的处理方法，包括：获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，所述测头装置用于检测所述工件的工件信息；基于所述测头装置的测头信息，获取所述测头装置的初始状态；控制所述测头装置移动和/或旋转，并获取所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息；基于所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息，确定所述工件的工件信息，其中，所述工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。

可选地，在所述工件形状为圆形的情况下，所述测头信息包括：处于主轴轴心位置的主测点A，以所述主测点为绕点旋转和发生弹性变形的测头组，其中，所述测头组至少包括两个副测头。

可选地，所述测头装置的所述初始状态为：所述测头装置与所述工件处于未接触状态，其中，处于所述初始状态下测头装置的测头信息为：所述测头组的初始位置与所述工件位置做限定的区域不存在交集。

可选地，控制所述测头装置的所述主测点沿纵轴向所述工件平移第一距离，移动所述第一距离后的所述测头装置的测头组中的第一副测头与所述工件处于接触状态。

可选地，通过控制所述主测头来带动所述测头组移动，且所述主测头和所述测头组均移动所述第一距离。

可选地，控制所述测头装置的所述主测点继续沿所述纵轴向所述工件平移第二距离，且控制所述测头组绕所述主测点旋转，发生移动和旋转的所述测头组中的第二副测头与所述工件处于接触状态。

可选地，通过控制所述主测头来带动所述测头组移动，且所述主测头和所述测头组均移动所述第二距离。

可选地，控制所述测头装置的所述主测点继续沿所述纵轴向所述工件平移第三距离，移动所述第三距离后的所述测头装置的主测点与所述工件处于接触状态。

可选地，基于所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息，确定所述工件的工件信息，包括：获取所述测头装置中的所述主测点和所述测头组中的副测头点的位置信息；基于所述测头装置中的所述主测点和所述测头组中的副测头点的位置信息，计算得到所述工件的工件信息，其中，所述工件的位置信息包括所述工件的圆心和半径。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种数控机床上工件信息的处理装置，包括：第一获取单元，用于获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，所述测头装置用于检测所述工件的工件信息；第二获取单元，用于基于所述测头装置的测头信息，获取所述测头装置的初始状态；第三获取单元，用于控制所述测头装置移动和/或旋转，并获取所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息；确定单元，用于基于所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息，确定所述工件的工件信息，其中，所述工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。

可选地，在所述工件形状为圆形的情况下，所述测头信息包括：处于主轴轴心位置的主测点A，以所述主测点为绕点旋转和发生弹性变形的测头组，其中，所述测头组至少包括两个副测头。

可选地，所述测头装置的所述初始状态为：所述测头装置与所述工件处于未接触状态，其中，处于所述初始状态下测头装置的测头信息为：所述测头组的初始位置与所述工件位置做限定的区域不存在交集。

可选地，控制所述测头装置的所述主测点沿纵轴向所述工件平移第一距离，移动所述第一距离后的所述测头装置的测头组中的第一副测头与所述工件处于接触状态。

可选地，通过控制所述主测头来带动所述测头组移动，且所述主测头和所述测头组均移动所述第一距离。

可选地，控制所述测头装置的所述主测点继续沿所述纵轴向所述工件平移第二距离，且控制所述测头组绕所述主测点旋转，发生移动和旋转的所述测头组中的第二副测头与所述工件处于接触状态。

可选地，通过控制所述主测头来带动所述测头组移动，且所述主测头和所述测头组均移动所述第二距离。

可选地，控制所述测头装置的所述主测点继续沿所述纵轴向所述工件平移第三距离，移动所述第三距离后的所述测头装置的主测点与所述工件处于接触状态。

可选地，所述确定单元，包括：第一获取模块，用于获取所述测头装置中的所述主测点和所述测头组中的副测头点的位置信息；第二获取模块，用于基于所述测头装置中的所述主测点和所述测头组中的副测头点的位置信息，计算得到所述工件的工件信息，其中，所述工件的位置信息包括所述工件的圆心和半径。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行上述中任一项所述的数控机床上工件信息的处理方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行计算机程序，其中，所述计算机程序运行时执行上述中任一项所述的数控机床上工件信息的处理方法。

在本发明实施例中，采用获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，测头装置用于检测工件的工件信息；基于测头装置的测头信息，获取测头装置的初始状态；控制测头装置移动和/或旋转，并获取测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息；基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，其中，工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。通过本发明实施例提供的数控机床上工件信息的处理方法，实现了可快速确定出数控机床上工件信息的目的，达到了提高数控机床的生产效率的技术效果，进而解决了相关技术中数控机床加工工件的效率较低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的数控机床上工件信息的处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的工件与测头的示意图一；

图3是根据本发明实施例的工件与测头的示意图二；

图4是根据本发明实施例的工件与测头的示意图三；

图5是根据本发明实施例的工件与测头的示意图四；

图6是根据本发明实施例的数控机床上工件信息的处理装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种数控机床上工件信息的处理方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的数控机床上工件信息的处理方法的流程图，如图1所示，该数控机床上工件信息的处理方法包括如下步骤：

步骤S102，获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，测头装置用于检测工件的工件信息。

可选的，在本发明实施例中，上述工件可以为圆形。

其中，在工件形状为圆形的情况下，测头信息包括：处于主轴轴心位置的主测点A，以主测点为绕点旋转和发生弹性变形的测头组，其中，测头组至少包括两个副测头。

图2是根据本发明实施例的工件与测头的示意图一，如图2所示所示位置，是测头组件初始位置并与工件处于未接触状态；以此状态测头A点位置为坐标原点，∠BAC的角平分线为y轴，垂直于∠BAC的角平分线为x轴建立垂直坐标系；已知∠BAC和测头B、C距离测头A的长度为ι，则可得此时各点坐标为：测头A1坐标为(0,0)、测点B1为

测头C1坐标为

需要说明的是，在本发明实施例中，当工件为圆形的情况下，以上述图2所示为例，点O是圆形工件的圆心，圆弧BAC为可绕A点旋转和发生弹性形变的测头组，其中，点A处于主轴轴心位置的测点，点B、点C分别为圆弧两端的测点。

步骤S104，基于测头装置的测头信息，获取测头装置的初始状态。

在该实施例中，测头装置的初始状态为：测头装置与工件处于未接触状态，其中，处于初始状态下测头装置的测头信息为：测头组的初始位置与工件位置做限定的区域不存在交集。

步骤S106，控制测头装置移动和/或旋转，并获取测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息。

步骤S108，基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，其中，工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。

由上可知，在本发明实施例中，获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，测头装置用于检测工件的工件信息；基于测头装置的测头信息，获取测头装置的初始状态；控制测头装置移动和/或旋转，并获取测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息；基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，其中，工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息，实现了可快速确定出数控机床上工件信息的目的，达到了提高数控机床的生产效率的技术效果。

因此，通过本发明实施例提供的数控机床上工件信息的处理方法，解决了相关技术中数控机床加工工件的效率较低的技术问题。

需要说明的是，在本发明实施例中，控制测头装置的主测点沿纵轴向工件平移第一距离，移动第一距离后的测头装置的测头组中的第一副测头与工件处于接触状态。

在一种可选的实施例中，可通过控制主测头来带动测头组移动，且主测头和测头组均移动第一距离。

图3是根据本发明实施例的工件与测头的示意图二，如图3所示所示位置，是主轴带动测头组整体沿y轴向工件平移一段距离ι1后，测点B与工件处于接触状态，此时圆弧BAC未绕点A旋转。则可得知此时各点坐标为：测头A2坐标为(0,ι1)、测点B2为

测头C2坐标为

在一种可选的实施例中，控制测头装置的主测点继续沿纵轴向工件平移第二距离，且控制测头组绕主测点旋转，发生移动和旋转的测头组中的第二副测头与工件处于接触状态。

在该实施例中，可通过控制主测头来带动测头组移动，且主测头和测头组均移动第二距离。

图4是根据本发明实施例的工件与测头的示意图三，如图4所示所示位置，是主轴带动测头组整体继续沿y轴向工件平移一段距离ι2后，测头组绕点A旋转角度α后，点C与工件处于接触状态，此时圆弧BAC未发生变形。则可得知此时各点坐标为：测头A3坐标为(0,ι1+ι2)、测点B3为

测头C3坐标为

在一种可选的实施例中，控制测头装置的主测点继续沿纵轴向工件平移第三距离，移动第三距离后的测头装置的主测点与工件处于接触状态。

图5是根据本发明实施例的工件与测头的示意图四，如图4所示所示位置，是主轴带动测头组整体继续沿y轴向工件平移一段距离l₃后，测头组发生变形，点A与工件处于接触状态。由于B、C两点坐标无计算参考意义，只需得知点A坐标即可，通过运算则可得知此时测头A₄坐标为：(0,l₁+l₂+l₃)。

在一种可选的实施例中，基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，包括：获取测头装置中的主测点和测头组中的副测头点的位置信息；基于测头装置中的主测点和测头组中的副测头点的位置信息，计算得到工件的工件信息，其中，工件的位置信息包括工件的圆心和半径。

需要说明的是，在本发明实施例中，是基于圆周已知三点坐标来确定圆形工件的信息，例如，圆心和半径的。由于在上述步骤中已经得到工件圆周上的三点坐标，即，B2、C3、A4，由圆的一般方程x²+y²+Dx+Ey+F＝0(D²+E²-4F＞0)，通过三个方程联立解得D、E、F三个未知量，进而得到圆心坐标为：

半径为：

由上可知，在本发明实施例中，可以解决使用百分表找正工件圆心时，百分表精度低导致的工件圆心找正精度低的问题，以及操作过程耗费时间长导致的加工效率低的问题。利用本发明实施例提供的找正工件圆心的方法不需要复杂的光学元件，操作简单，实施成本低，且精度较高，工作效率高，适合于所有工况。另外，该三点接触式检测方法可以通过简单的一次性操作，即可快速测得圆周上三点坐标，进而准确的计算出工件的圆心位置和半径大小。

实施例2

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种数控机床上工件信息的处理装置，图6是根据本发明实施例的数控机床上工件信息的处理装置的示意图，如图6所示，该数控机床上工件信息的处理装置包括：第一获取单元61，第二获取单元63，第三获取单元65以及确定单元67。下面对该数控机床上工件信息的处理装置进行说明。

第一获取单元61，用于获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，测头装置用于检测工件的工件信息。

第二获取单元63，用于基于测头装置的测头信息，获取测头装置的初始状态。

第三获取单元65，用于控制测头装置移动和/或旋转，并获取测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息。

确定单元67，用于基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，其中，工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。

此处需要说明的是，上述第一获取单元61，第二获取单元63，第三获取单元65以及确定单元67对应于实施例1中的步骤S102至S108，上述单元与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述单元作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。

由上可知，在本申请上述实施例中，可以利用第一获取单元获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，测头装置用于检测工件的工件信息；然后利用第二获取单元基于测头装置的测头信息，获取测头装置的初始状态；并利用第三获取单元控制测头装置移动和/或旋转，并获取测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息；以及利用确定单元基于测头装置在移动和/或旋转过程中的位置信息，确定工件的工件信息，其中，工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息。通过本发明实施例提供的数控机床上工件信息的处理装置，实现了可快速确定出数控机床上工件信息的目的，达到了提高数控机床的生产效率的技术效果，解决了相关技术中数控机床加工工件的效率较低的技术问题。

在一种可选的实施例中，在工件形状为圆形的情况下，测头信息包括：处于主轴轴心位置的主测点A，以主测点为绕点旋转和发生弹性变形的测头组，其中，测头组至少包括两个副测头。

在一种可选的实施例中，测头装置的初始状态为：测头装置与工件处于未接触状态，其中，处于初始状态下测头装置的测头信息为：测头组的初始位置与工件位置做限定的区域不存在交集。

在一种可选的实施例中，控制测头装置的主测点沿纵轴向工件平移第一距离，移动第一距离后的测头装置的测头组中的第一副测头与工件处于接触状态。

在一种可选的实施例中，通过控制主测头来带动测头组移动，且主测头和测头组均移动第一距离。

在一种可选的实施例中，控制测头装置的主测点继续沿纵轴向工件平移第二距离，且控制测头组绕主测点旋转，发生移动和旋转的测头组中的第二副测头与工件处于接触状态。

在一种可选的实施例中，通过控制主测头来带动测头组移动，且主测头和测头组均移动第二距离。

在一种可选的实施例中，控制测头装置的主测点继续沿纵轴向工件平移第三距离，移动第三距离后的测头装置的主测点与工件处于接触状态。

在一种可选的实施例中，确定单元，包括：第一获取模块，用于获取测头装置中的主测点和测头组中的副测头点的位置信息；第二获取模块，用于基于测头装置中的主测点和测头组中的副测头点的位置信息，计算得到工件的工件信息，其中，工件的位置信息包括工件的圆心和半径。

实施例3

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序被处理器运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述中任一项的数控机床上工件信息的处理方法。

实施例4

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行计算机程序，其中，计算机程序运行时执行上述中任一项的数控机床上工件信息的处理方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种数控机床上工件信息的处理方法，其特征在于，包括：

获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，所述测头装置用于检测所述工件的工件信息；

基于所述测头装置的测头信息，获取所述测头装置的初始状态；

控制所述测头装置移动和/或旋转，并获取所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息；

基于所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息，确定所述工件的工件信息，其中，所述工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息，

在所述工件形状为圆形的情况下，所述测头信息包括：处于主轴轴心位置的主测头，以所述主测头为绕点旋转和发生弹性变形的测头组，其中，所述测头组至少包括两个副测头。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测头装置的所述初始状态为：所述测头装置与所述工件处于未接触状态，其中，处于所述初始状态下测头装置的测头信息为：所述测头组的初始位置与所述工件位置做限定的区域不存在交集。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述测头装置的所述主测头沿纵轴向所述工件平移第一距离，移动所述第一距离后的所述测头装置的测头组中的第一副测头与所述工件处于接触状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过控制所述主测头来带动所述测头组移动，且所述主测头和所述测头组均移动所述第一距离。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述测头装置的所述主测头继续沿所述纵轴向所述工件平移第二距离，且控制所述测头组绕所述主测头旋转，发生移动和旋转的所述测头组中的第二副测头与所述工件处于接触状态。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过控制所述主测头来带动所述测头组移动，且所述主测头和所述测头组均移动所述第二距离。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制所述测头装置的所述主测头继续沿所述纵轴向所述工件平移第三距离，移动所述第三距离后的所述测头装置的主测头与所述工件处于接触状态。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息，确定所述工件的工件信息，包括：

获取所述测头装置中的所述主测头和所述测头组中的副测头的位置信息；

基于所述测头装置中的所述主测头和所述测头组中的副测头的位置信息，计算得到所述工件的工件信息，其中，所述工件的位置信息包括所述工件的圆心和半径。

9.一种数控机床上工件信息的处理装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取数控机床上工件的工件信息，以及测头装置的测头信息，其中，所述测头装置用于检测所述工件的工件信息；

第二获取单元，用于基于所述测头装置的测头信息，获取所述测头装置的初始状态；

第三获取单元，用于控制所述测头装置移动和/或旋转，并获取所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息；

确定单元，用于基于所述测头装置在所述移动和/或旋转过程中的位置信息，确定所述工件的工件信息，其中，所述工件信息包括如下至少之一：工件的位置信息和形状信息，

在所述工件形状为圆形的情况下，所述测头信息包括：处于主轴轴心位置的主测头，以所述主测头为绕点旋转和发生弹性变形的测头组，其中，所述测头组至少包括两个副测头。

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