[发明专利]一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法

权利要求书

1.一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，用于钻铆加工数控系统的法矢调姿及其偏移补偿，其特征在于：人为调整各数控轴，由可编程控制器获取人为调整过程中各数控轴数据、双并联杆结构特征参数反向计算得到各数控轴的特征参数，结合位移传感器值计算得到的法矢偏角计算得到法矢调整量、偏移补偿量，多轴联动完成法矢调姿及其偏移补偿；

所述数控系统包括数控单元和分别与数控单元连接的四个安装在钻铆设备末端执行器上的区域位移传感器、一个用于定位加工中心点的目标位移传感器，数控单元包括依次连接的模拟量输入模块、内置计算模块的可编程控制器、伺服驱动控制器、驱动装置；四个区域位移传感器射出的测试线在工件表面形成四个测试点且四个测试点形成一个四边形；所述目标位移传感器为激光位移传感器，射出的激光点位于四边形内；

所述法矢调姿及其偏移补偿方法具体包括以下步骤：

步骤S100：进行工件在双并联杆钻铆设备上的安装，即先确认双并联杆钻铆设备的并联机构在机床坐标系中的位置，然后安放工件并使工件上待钻铆的加工中心点与加工主轴对应；

步骤S200：完成步骤S100后，进行双并联杆结构特征参数其机械坐标值的标定，即通过人为模拟调整，由模拟量输入模块记录各数控轴数据并通过计算模块反向计算以获得双并联杆结构各数控轴在机床坐标系中的实际位置值；

步骤S300：与步骤S200同时计算出法矢调整量，即利用可编程控制器分别读取区域位移传感器值、目标位移传感器值，获得加工主轴末端与加工中心点的距离，通过法矢偏角算法得到工件其加工中心点的法矢偏角，并由计算模块计算出法矢调整量；

步骤S400：结合步骤S200中获得的各数控轴在机床坐标系中的实际位置值和步骤S300中计算出的法矢调整量，由计算模块通过偏移补偿算法计算各数控轴相应的偏移补偿量；

步骤S500：可编程控制器将各数控轴在机床坐标系中的实际位置值、法矢调整量、各数控轴相应的偏移补偿量同时计算并编制成数控加工子程序，一次性生成程序指令值，通过伺服驱动控制器驱动驱动装置实现多轴联动以完成钻铆时的法矢调姿及其偏移补偿。

2.根据权利要求1所述的一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，其特征在于：所述数控系统设置有与工件加工中心点对应设置的位移传感器；所述法矢调姿及其偏移补偿方法具体是指，所述法矢调姿及其偏移补偿方法为记录人为调整的各数控轴数据，反向计算进行特征参数其机械坐标值的标定并获得各数控轴的实际位置值，然后利用可编程控制器获取位移传感器值，得到工件在加工中心点的法矢偏角，计算得到法矢调整量，再根据双并联杆结构特征参数计算相应各数控轴的偏移补偿量，将各数控轴的实际位置值、法矢调整量、偏移补偿量同时汇总到数控系统，多轴联动完成法矢调姿及其偏移补偿。

3.根据权利要求2所述的一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，其特征在于：所述记录人为调整的各数控轴数据，具体是指先找准加工中心点，通过人工分别多次旋转A旋转轴以及Z轴、W轴差动形成的虚拟B角，在不同状态下手动移动各直线坐标轴重新对准加工中心点，记下相应的机械坐标值。

4.根据权利要求1所述的一种双并联杆钻铆设备的法矢调姿及其偏移补偿方法，其特征在于：所述步骤S100具体是指，将双并联杆钻铆设备的加工主轴沿Z轴方向设置，先在机床坐标系中确认并联机构的一端在W轴的位置且并联机构的另一端在Z轴的位置，再确认加工中心点落在由四个区域位移传感器射出的测试点形成的四边形的中心，对蒙皮表面的测试点进行清晰的标记；标记后分别读取第一区域位移传感器、第二区域位移传感器、第三区域位移传感器、第四区域位移传感器这四个区域位移传感器的值S₁、S₂、S₃、S₄，并调取第一区域位移传感器与第二区域位移传感器之间的中心距L₁₂、第三区域位移传感器与第四区域位移传感器之间的中心距L₃₄，建立数学模型，得到蒙皮表面加工中心点与钻铆主轴间距离h。