CN113814795B - 一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及*** - Google Patents

一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***，属于数控加工与智能检测技术领域。所述方法包括通过在机测量的方式获取工件的原始加工数据；对所述原始加工数据进行集成与共享；根据预先储存的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿；对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中。本发明提供了一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***，实现了工件自动测量及测量数据自动修正与校验，降低人工参与量，提高工作效率，同时实现工件加工数据的可追溯性。

Description

一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方 法及***
技术领域
本发明涉及一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***，属于数控加工与智能检测技术领域。
背景技术
大型箱体类工件焊接后变形量大，各加工部位的尺寸公差和形位公差偏差量较大，切削余量不均匀，加工生产时不同工件的加工坐标不固定，工件完成装夹后无法直接进行切削加工，加工前需采用一定的辅助手段确认工件的加工坐标、加工余量、偏心量及各加工部位的相对位置尺寸，传统的试切、划线及手动测量的方式效率低，加工精度受人为影响大，在大批量加工产生时无法保证产品质量。
随着测量技术及智能制造技术的不断提高，在机测量技术不断得到应用，然而在大型箱体类工件加工领域，在机测量***大多侧重于工件加工坐标的测量，工件加工尺寸修正依然采用手动操作，工件加工余量及偏心量偏差情况依然需要人工确认，依旧无法实现自动化及连续化加工，同时前一个工件完成加工后，其加工数据随即被下一个工件加工数据覆盖，加工数据无法存储导致工件加工后出现质量问题时无法进行追溯。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***，降低人工参与量，提高工作效率，实现工件加工数据的可追溯性。
为实现以上目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***，其特征在于，包括以下步骤：
通过在机测量的方式获取工件的原始加工数据；
对所述原始加工数据进行集成与共享；
根据预先储存的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿；
对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中。
进一步的，所述原始加工数据分别存储于双通道的宏变量中。
进一步的，所述对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿，以及对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验的过程，均采用同步等待指令的方式在双通道中的其中一个通道中进行。
进一步的，所述在机测量的方式包括以下步骤：
根据预先设定的加工孔计算出测头快速移动的预测距离；
通过测量程序引导测头抵达预测位置并点触测量工件的内表面；
点触完成后引导测头返回并沿不同方向继续测量二次，从而确定工件的孔心位置。
进一步的，所述对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿的方法包括：
采用标识数据判断法对所述原始加工数据进行标识储存；
根据标识后的原始加工数据采用点距法计算各加工孔之间的相对位置尺寸，并进行超差判断，以获取超差尺寸；
根据所述超差尺寸对相关联的两组加工孔采用循环计算的方式进行修正补偿。
进一步的，所述点距法包括：
根据三角函数计算各加工孔与基准点的连线相对于基准线的倾斜角度；
根据倾斜角度的偏移量，将各加工孔投影至基准线上，从而计算出各加工孔与基准线的相对距离以及各加工孔于基准线上的垂足点与基准点的相对距离。
进一步的，采用循环计算的方式进行修正补偿前，预先设置防止无限循环的标志位数据，当循环计算过程中出现无限循环时，以能够发出质量异常警报。
进一步的，对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中的方法包括：
根据修正补偿后的数据，计算出修正补偿加工余量；
当修正补偿加工余量不足时***自动发出报警，不允许加工；
根据修正补偿后的数据，计算出X方向和Y方向的修正补偿偏心量；
通过三角函数计算出修正补偿总偏心量；
当修正补偿总偏心量超差时，***自动发出报警，不允许加工；
对修正补偿加工余量不足或者修正补偿总偏心量超差的加工孔进行二次修正补偿，二次修正补偿优先对修正补偿总偏心量超差的孔进行数据修正；
对修正补偿加工余量和修正补偿总偏心量都合格的数据采用宏程序传递的方式自动更新至机床坐标系中。
进一步的，所述方法还包括将原始加工数据和校验合格的数据通过远程数据传输***存储于远程服务器中。
第二方面，本发明提供了一种工件加工数据校验***，所述***包括：
在机测量模块：用于获取工件原始加工数据；
双通道数据集成模块：用于通过双通道数据集成模块对所述加工数据进行集成与共享；
修正补偿模块：用于根据预先储存的模型数据对集成与共享的加工数据进行判断和修正补偿；
校验模块：用于对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验，校验合格的数据自动更新至机床加工程序中；
远程数据传输模块：用于将加工数据和校验合格的数据通过远程数据传输***存储于远程服务器中。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明采用在机测量的方式获取工件的原始加工数据，根据预先储存的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿，最后对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验，并将校验合格的数据更新至机床加工程序中，当加工工件出现问题时，能够对工件加工数据进行追溯。本***通过在机测量模块、双通道数据集成模块、修正补偿模块、校验模块以及远程数据传输***实现了双通道机床对大型结构件的连续化加工，有效降低了人工参与量，提高了整体的工作效率；
通过测量程序引导测头快速抵达预测位置后缓慢点触测量工件的内表面，通过高速趋近工件表面和低速精准测量的方式在提高双通道测量效率的同时又提高了测量精度，无需多次测量。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***的流程图；
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
本发明实施例中提供了一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法及***，如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)通过在机测量的方式获取工件的原始加工数据，在机测量为双通道测量，由双通道测量获取的原始加工数据分别存储于双通道的宏变量中。
(2)对原始加工数据进行集成与共享。
(3)根据预先储存好的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿；
(4)对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中。
需要说明的是，所述的在机测量为双通道测量，将测量的原始加工数据分别存储于双通道的宏变量中，并进行集成与共享。对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿，对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验的过程采用同步等待指令的方式在双通道中的其中一个通道中进行。
本发明采用在机测量的方式获取工件的原始加工数据，在对原始加工数据进行集成与共享，根据预先储存的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿，最后对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验，并将校验合格的数据更新至机床加工程序中，不仅实现了双通道机床对大型结构件的连续化加工，有效降低了人工参与量，提高了整体的工作效率，而且当加工工件出现问题时，能够对工件加工数据进行追溯。
在本发明实施例的一种具体实施例中，双通道测量的方式包括以下过程：
根据预先设定的加工孔计算出测头快速移动的预测距离，具体的，孔的直径为D，单位为mm，测头位于孔D/2的边缘位置，测头需快速移动的预测距离为D/2-15mm。
通过测量程序引导测头快速抵达预测位置后缓慢点触测量工件的内表面，通过高速趋近工件表面和低速精准测量的方式在提高双通道测量效率的同时又提高了测量精度，无需多次测量；
点触工件内表面后引导测头返回并沿不同方向继续测量二次，从而确定每个工件的原始孔心的位置，具体的，确定原始孔心位置的表达式具体为：
Figure BDA0003324997560000071
Figure BDA0003324997560000072
式中，(X，Y)代表原始孔心位置；(X1，Y1)代表第一测量点；(X2，Y2)代表第二测量点；(X3，Y3)代表第三测量点。
在本发明实施例的一种具体实施例中，根据预先储存好的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿的方法包括以下过程：
采用标识数据判断法对原始加工数据进行标识储存，具体的，标识数据可设置为0或1，其中对集成与共享的原始加工数据标识为0并进行储存，当对原始加工数据进行修正补偿时，原始加工数据标识为1，保证原始加工数据不被覆盖，便于当加工工件出现问题时，能够对工件原始加工数据进行追溯。
根据标识后的原始加工数据采用点距法计算各加工孔之间的相对位置尺寸，并进行超差判断，以获取超差尺寸，具体的，点距法包括以下过程：设定位于工件最左侧的原始孔心为基准点A(X1，Y1)，位于工件最右侧的原始孔心为基准点B(X2，Y2)，设定需要计算的原始孔心为原始加工点C(X0，Y0)，设定基准点A和基准点B的连线为基准线，原始加工点C和基准点A的连线与基准线AB之间的相对倾斜角度为：
Figure BDA0003324997560000081
式中，γ表示AC与AB之间的相对倾斜角度。
原始加工点C与基准线AB间的相对距离为：
Figure BDA0003324997560000082
式中，D表示原始加工点C与基准线AB间的相对距离。根据γ和D采用三角函数计算出原始加工点C于基准线AB上的垂足点与基准点A的距离。过原始加工点C沿竖直方向做一条竖直线，计算竖直线与基准线AB的交点，比较原始加工点C与交点的坐标确定修正补偿为正补偿或负补偿，实现超差判断。设定原始加工点C于基准线AB上的垂足点与基准点A的距离为E，将D、E与图纸设定尺寸相对比，计算出超差尺寸。
根据上述点距法求出的超差尺寸，对相关联的两组加工孔采用循环递增或者递减的方式进行修正补偿，具体包括以下过程：根据超差判断和超差尺寸沿过原始加工点C垂直于基准线AB方向每次循环递增或者递减0.1mm，直至修正补偿量将超差尺寸完全消除，然后重新计算修正补偿后的孔对其他关联孔的坐标尺寸是否产生了影响，若产生影响，将其他关联孔按照循环递增或者递减的方式进行修正补偿，若无影响，则按照图纸标注的顺序依次进行修正补偿，直至所有的孔全部符合图纸要求。
为防止出现无限循环的情况，采用循环递增或者递减的方式进行修正补偿前，预先设置防止无限循环的标志位数据，当循环计算过程中出现无限循环时，以能够发出质量异常警报。
对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中的方法包括以下过程：
根据修正补偿加工点C的坐标，计算出修正补偿加工点C的加工余量；设定加工余量合格的标准为3mm，当修正补偿加工余量不满足3mm时***自动发出报警，不允许加工；
根据修正补偿加工点C的坐标，计算出X方向和Y方向的修正补偿偏心量，通过三角函数计算出修正补偿总偏心量；设定总偏心量的合格标准为2.5mm，当修正补偿总偏心量超过2.5mm时，***自动发出报警，不允许加工；
若修正补偿加工余量和修正补偿总偏心量都合格，则允许加工；若修正补偿加工余量不足或者修正补偿总偏心量超差时则进行二次修正补偿，二次修正补偿优先对修正补偿总偏心量超差的孔进行数据修正；
对修正补偿加工余量和修正补偿总偏心量都合格的数据采用宏程序传递的方式自动更新至机床坐标系中。
一种实施例，将标识储存的原始加工数据与修正补偿加工余量和修正补偿总偏心量都合格的数据通过远程数据传输***存储于远程服务器中。
实施例二：
本实施例提供一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验***，所述***包括：
在机测量模块：用于获取工件原始加工数据；
双通道数据集成模块：用于通过双通道数据集成模块对所述加工数据进行集成与共享；
修正补偿模块：用于根据预先储存的模型数据对集成与共享的加工数据进行判断和修正补偿；
校验模块：用于对修正补偿后的数据进行加工余量和偏心量校验，校验合格的数据自动更新至机床加工程序中；
远程数据传输模块：用于将加工数据和校验合格的数据通过远程数据传输***存储于远程服务器中。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过在机测量的方式获取工件的原始加工数据；
对所述原始加工数据进行集成与共享；
根据预先储存的模型数据对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿；
对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中；
对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，将校验合格的数据更新至机床加工程序中的方法包括：
根据修正补偿后的数据，计算出修正补偿加工余量；
当修正补偿加工余量不足时***自动发出报警，不允许加工；
根据修正补偿后的数据，计算出X方向和Y方向的修正补偿偏心量；
通过三角函数计算出修正补偿总偏心量；
当修正补偿总偏心量超差时，***自动发出报警，不允许加工；
对修正补偿加工余量不足或者修正补偿总偏心量超差的加工孔进行二次修正补偿，二次修正补偿优先对修正补偿总偏心量超差的孔进行数据修正；
对修正补偿加工余量和修正补偿总偏心量都合格的数据采用宏程序传递的方式自动更新至机床坐标系中。
2.根据权利要求1所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，所述在机测量为双通道测量，所述原始加工数据分别存储于双通道的宏变量中。
3.根据权利要求2所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，所述对集成与共享的原始加工数据进行判断和修正补偿，以及对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验的过程，均采用同步等待指令的方式并且均在双通道中的其中一个通道中进行。
4.根据权利要求2所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，所述双通道测量的方式包括以下步骤：
根据预先设定的工件孔径计算出测头快速移动的预测距离；
通过测量程序引导测头抵达预测位置并点触测量工件的内表面；
点触完成后引导测头返回并沿不同方向继续测量两次，从而确定孔心位置。
5.根据权利要求1所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，所述判断和修正补偿的方法包括：
采用标识数据判断法对所述原始加工数据进行标识储存；
根据标识后的原始加工数据采用点距法计算各加工孔之间的相对位置尺寸，并进行超差判断，以获取超差尺寸；
根据所述超差尺寸对相关联的两组加工孔采用循环计算的方式进行修正补偿。
6.根据权利要求5所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，所述点距法包括：
根据三角函数计算各加工孔与基准点的连线相对于基准线的倾斜角度；
根据倾斜角度的偏移量，将各加工孔投影至基准线上，从而计算出各加工孔与基准线的相对距离以及各加工孔于基准线上的垂足点与基准点的相对距离。
7.根据权利要求5所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，采用循环计算的方式进行修正补偿前，预先设置防止无限循环的标志位数据，当循环计算过程中出现无限循环时，以能够发出质量异常警报。
8.根据权利要求1所述的基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验方法，其特征在于，所述方法还包括将原始加工数据和校验合格的数据通过远程数据传输***存储于远程服务器中。
9.一种基于双通道在机测量的工件加工数据测量、修正、校验***，该***用于实现权利要求1-8所述的方法，其特征在于，所述***包括：
在机测量模块：用于获取工件加工数据；
双通道数据集成模块：用于通过双通道数据集成模块对所述加工数据进行集成与共享；
修正补偿模块：用于根据预先储存的模型数据对集成与共享的加工数据进行判断和修正补偿；
校验模块：用于对修正补偿后的数据进行加工余量和总偏心量校验，校验合格的数据自动更新至机床加工程序中；
远程数据传输***：用于将加工数据和校验合格的数据通过远程数据传输***存储于远程服务器中。
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