[发明专利]基于加工机床的自由曲面原位测量测量方法

权利要求书

1.一种基于加工机床的自由曲面原位测量测量方法，包括下列步骤：

(1)将测头和加工刀具刀架一并放置于加工机床上，并进行测量控制点和刀具控制点的位置对正；

(2)按照加工机床的运动学规律，进行加工路径设计，并对工件进行加工；

(3)将测头模拟成加工刀具，根据已经设计的加工路径，设计测量路径；

(4)按照测量路径进行逐点控制测量；

(5)实时采集测头在测量控制点位置(X，C，Z)处所测得的面形误差ΔZ数据，得到所测点的面形偏差数据(X，C，ΔZ)，当测头遍历整个测量路径时，实现整个工件表面的面形误差数据的获取。

2.根据权利要求1所述的自由曲面原位测量测量方法，其特征在于，所述的测头为气浮式探针或光学测头。

3.根据权利要求1所述的自由曲面原位测量测量方法，其特征在于，步骤(1)中提到的测量控制点和刀具控制点的位置对正，是指将测量控制点位置原点调整至X原点，且调整其Y坐标位于加工坐标系原点。

4.根据权利要求3所述的自由曲面原位测量测量方法，其特征在于，所述的位置对正方法包括下列步骤：

(1)将标准球固定在车床主轴上；

(2)通过目测，将测头调到标准球X轴中心附近，然后沿X轴负方向移动距离a，并使测头接触标准球表面，记录此点的面形误差ΔZ以及坐标值(X₁，Z)，而后将探针退出，沿X轴向正方向移动，并将探针调整到Z值，寻找ΔZ、Z值都与上一点相同的点，记录此点的坐标为(X₂，Z)，若两点X向坐标差为2a，则说明测头已经位于X轴中心处，否则根据差值调整测头位置，重复以上操作直至测头调到X轴中心处；

(2)X方向调整完成后，控制测头沿X方向移动一段距离，并在移动过程中测量三个点，并记录其坐标，然后对三点进行圆弧拟合，若拟合圆弧半径r与标准球半径R相等，则说明测头位于Y轴中心，否则根据拟合半径计算偏差位置d，调整测头在Y轴的位置，重复上述操作直至满足要求。