CN117245447A - 基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法及***，该方法包括基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。本发明无需待测工件的3D模型，只需要用户根据2D图纸上的尺寸进行一些必要的参数设置，即可依靠机床第五轴的旋转实现在机测量，为在机测量增加了更多的适用场景。

Description

基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法及***

技术领域

本发明涉及数控机床在机测量技术领域，尤其涉及一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法及***。

背景技术

在机测量是加工制造行业十分常用的测量手段，现有的在机测量技术，首先需要依据被测工件的3D模型规划若干个测量点，然后根据测量点的法线方向及用户给定的安全距离等，反向计算出测量路径，最后再按照该路径完成测量。如图1所示，P是在工件模型表面规划的若干测量点之一，当测量点P时，测头先由起始位置运动到安全点S，再以快速进给速率移动到接近点A，之后再以探测进给速率接近工件，直到测头被触发；测头接触工件之后再沿着原路返回至安全点S，即S->A->P->A->S的运动路线为单个点测量的完整测量路径。

目前的在机测量方法往往都需要根据被测工件的3D模型来规划测量点才能得到测量路径，但实际生产过程中存在很多只有2D图纸没有3D模型的测量场景，目前的测量方法在这种场景下无法完成测量点规划，使用受到很大限制。同时现有的在机测量方法在规划测量点时比较繁琐，导致测试效率低。

因此，亟需一种新的在机测量方法来实现在不同场景下的高效测量。

发明内容

为此，本发明实施例提供了一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法及***，用于解决现有技术中在没有被测工件的3D模型时导致无法规划测量点以及测试效率低的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，该方法包括：

S1：基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；

S2：根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

S3：根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；

S4：根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。

优选地，步骤S1中，基于待测工件的2D图纸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数的方法包括以下步骤：

首先基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度H；

然后根据所述母线高度H设置测量参数，所述测量参数包括第一排第一个测量点距离待测工件上边缘的深度h和距离左边缘的距离d以及行间距r、螺旋角α；

最后调整每排测量点个数及总排数，完成参数设置，此时得到的一堆假象测量点。

优选地，所述一堆假象测量点呈矩形分布。

优选地，步骤S2中，根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布的方法为：

在每一排上，保持第一个测量点不动，从第二个测量点开始，将之后的每一个测量点绕第五轴旋转一定角度，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布。

优选地，同一排测量点的旋转角递增。

优选地，每一个测量点旋转前后的位置与本排第一个测量点所形成的夹角接近但不超过设置的螺旋角α。

优选地，根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据的方法具体包括:

在对待测工件上某一理论测量点进行测量时，机床第五轴以探测旋转速率缓慢旋转，直到测头接触到工件被触发，测头接触工件之后第五轴反向旋转至原来的位置，同时测头抬起并移动至下一个测量位置，重复操作，得到待测工件每个测量点的实测数据，其中每个测量点的实测数据根据测头触发时机床第五轴的旋转角度获得。

优选地，步骤S4中，所述实测数据包括测量点的三维坐标。

本发明实施例提供一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量***，该***包括：

参数设置模块，用于基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；

理论测试点计算模块，用于根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

在机测试路径生成模块，用于根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；

实测数据输出模块，用于根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。

本发明实施例还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和总线***，所述处理器和存储器通过该总线***相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现上述任意一项所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法。

从以上技术方案可以看出，本发明申请具有以下优点：

本发明实施例提供一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法及***，本发明通过基于待测工件的2D图纸设置参数，根据所设置的参数计算理论测量点，解决了现有的测量方法在没有3D模型的情况下不能规划测量点的问题，为在机测量增加了更多的适用场景；本发明利用机床第五轴的旋转完成测量，与现有的测量方法相比，测试效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案，下边将对实施例中所需要使用的附图做简单说明，通过参考附图会更清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应该理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为现有的在机测量方法的测量过程示意图；

图2为根据实施例中提供的一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法的流程图；

图3为在待测工件的2D图纸上参数设置示意图；

图4为待测工件旋转2D布点到3D空间示意图；

图5为3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

图6为本发明的待测工件上任一测量点P的测量过程示意图；

图7为根据实施例中提供的一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量***的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案与优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例提出一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，该方法包括：

S1：基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；

S2：根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

S3：根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；

S4：根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。

本发明提供了一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，本发明通过基于待测工件的2D图纸设置参数，根据所设置的的参数计算理论测量点，解决了现有的测量方法在没有3D模型的情况下不能规划测量点的问题，为在机测量增加了更多的适用场景；本发明利用机床第五轴的旋转完成测量，与现有的测量方法相比，测试效率更高。

进一步地，在步骤S1中包括：

如图3所示，用户根据2D图纸上的工件尺寸，确定出母线高度H，设置第一排第一个测量点距离工件上边缘的深度h＝1mm和距离左边缘的距离d＝5mm，以及行间距r＝6mm、螺旋角α＝30°，最后调整每排测量点个数为10及总排数为2，即完成参数设置，此时得到了一个10×2的假想测量点，矩形分布。

进一步地，在步骤S2中包括：

因为没有3D模型，所以必须从上述的参数中反向计算各理论测量点的位置。在每一排上，保持第一个测量点不动，从第二个测量点开始，将之后的每一个测量点绕第五轴旋转一定角度(同一排测量点的旋转角递增，同时满足每一个测量点旋转前后的位置与本排第一个测量点所形成的夹角接近但不超过上述所设置的螺旋角α，如图4所示，当旋转测量点P时，需满足∠PAP′<α)，即得到在3D空间中各理论测量点的分布，如图5中两排黑色小圆点。

根据步骤S2得到的理论测量点的分布生成在机测量路径，并将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序。

进一步地，在步骤S4中包括：

机床执行上述得到的测量程序，对待测工件上某一理论测量点进行测量时，机床第五轴以探测旋转速率缓慢旋转，直到测头接触到工件被触发，测头接触工件之后第五轴反向旋转至原来的位置，同时测头抬起并移动至下一个测量位置，重复操作，得到待测工件每个测量点的实测数据，其中每个测量点的实测数据根据测头触发时机床第五轴的旋转角度获得。

具体地，以测量工件上任一测量点P为例，图6右图是将左图进行剖切所得(剖切面经过测量点P且与机床第五轴垂直)。测头先由起始位置运动到安全点S，再以快速进给速率移动到接近点A，之后再以缓慢进给速率移动到母线以下深度d的位置，即等候点W；接下来第五轴开始以探测旋转速率缓慢旋转，直到测头接触到工件被触发；测头接触工件之后第五轴反向旋转至原来的位置，同时测头抬起并移动至下一个测量位置，重复上述操作直至完成所有测量点的测量。

如下表1所示，待测工件的20个测量点的实测坐标。

如图7所述，本发明实施例提供一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量***，该***包括：

参数设置模块100，用于基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；

理论测试点计算模块200，用于根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

在机测试路径生成模块300，用于根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；

实测数据输出模块400，用于根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。

所述***，用以实现上述所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，为了避免冗余，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器、存储器和总线***，所述处理器和存储器通过该总线***相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现上述任意一项所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，包括：

S1：基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；

S2：根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

S3：根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；

S4：根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。

2.根据权利要求1所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，步骤S1中，基于待测工件的2D图纸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数的方法包括以下步骤：

首先基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度H；

然后根据所述母线高度H设置测量参数，所述测量参数包括第一排第一个测量点距离待测工件上边缘的深度h和距离左边缘的距离d以及行间距r、螺旋角α；

最后调整每排测量点个数及总排数，完成参数设置，此时得到的一堆假象测量点。

3.根据权利要求2所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，所述一堆假象测量点呈矩形分布。

4.根据权利要求2所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，步骤S2中，根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布的方法为：

在每一排上，保持第一个测量点不动，从第二个测量点开始，将之后的每一个测量点绕第五轴旋转一定角度，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布。

5.根据权利要求4所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，同一排测量点的旋转角递增。

6.根据权利要求4所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，每一个测量点旋转前后的位置与本排第一个测量点所形成的夹角接近但不超过设置的螺旋角α。

7.根据权利要求1所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，步骤S4中，根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据的方法具体包括：

在对待测工件上某一理论测量点进行测量时，机床第五轴以探测旋转速率缓慢旋转，直到测头接触到工件被触发，测头接触工件之后第五轴反向旋转至原来的位置，同时测头抬起并移动至下一个测量位置，重复操作，得到待测工件每个测量点的实测数据，其中每个测量点的实测数据根据测头触发时机床第五轴的旋转角度获得。

8.根据权利要求1所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法，其特征在于，步骤S4中，所述实测数据包括测量点的三维坐标。

9.一种基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量***，其特征在于，包括：

参数设置模块，用于基于待测工件的2D图纸上的工件尺寸，确定待测工件的母线高度，根据所述母线高度设置测量参数；

理论测试点计算模块，用于根据所述测量参数计算各理论测量点的位置，得到在3D空间中待测工件各理论测量点的分布；

在机测试路径生成模块，用于根据所述各理论测量点的分布生成在机测量路径，将所述在机测量路径处理成可执行的测量程序；

实测数据输出模块，用于根据所述测量程序，利用机床第五轴的旋转对待测工件进行测量，得到待测工件每个测量点的实测数据。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和总线***，所述处理器和存储器通过该总线***相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现权利要求1至8任意一项所述的基于双转台机床并由转台旋转触发的在机测量方法。