[发明专利]一种强力剐齿加工工件位姿误差测量的方法

权利要求书

1.一种强力剐齿工件位姿误差测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：确定机床坐标原点(1)；

S02：安装齿轮工件(2)；

S03：根据机床构型编辑测量轨迹，确定回转轴(3)，刀具主轴(4)及摆轴(5)的运动角度；

S04：根据机床构型，确定机床传动链并建立包含工件位姿误差的齐次运动方程，确立工件各位姿误差与各运动坐标值之间的映射关系；

S05：根据对应测量轨迹的坐标值，结合位姿误差与运动坐标值间的映射关系计算得到工件的安装位姿误差。

2.根据权利要求1所述一种强力剐齿工件位姿误差测量的方法，其特征在于，所述的S01步骤具体为：

S01.1：机床坐标原点(1)确定一般由机床制造厂商提供或通过在刀具主轴(4上装夹标准芯棒，运动摆轴(5)使得刀具主轴(4)与回转轴(3)工作平面垂直，在回转轴(3)上装夹千分表或百分表；

S01.2：通过芯棒与千分表或百分表接触，运动回转轴(3)，通过X,Y轴配合使得表盘稳定不跳动，确定x,y坐标原点；

S01.3：Z坐标原点则与刀具的长度，工件装夹的高度等因素有关；通过刀具前刀面与回转轴(3)工作平面接触，得到z_c值，再减去工件装夹高度h，可得z坐标原点值，即z＝z_c-h。

3.根据权利要求1所述一种强力剐齿工件位姿误差测量的方法，其特征在于，所述的齿轮工件安装夹具，可以是自动装夹，也可以是手工装夹，但是手工装夹需要进行人工标定。

4.根据权利要求1所述一种强力剐齿工件位姿误差测量的方法，其特征在于，所述的S03步骤具体为：

S03.1：根据机床构型，确定回转轴(3)的回转角度为c，刀具主轴(4)的回转角度为b，摆轴(5)的回转角度为a；

S03.2：调整各回转轴(3)的角度，使得a＝b＝c＝0°，使X轴运动到坐标原点x位置，刀具主轴(4)与回转轴3的工作平面垂直，剐齿刀具平面在刀具坐标系的位姿为^tP＝[0 0 0 1]^T；运动Y、Z轴使得剐齿刀具平面与工件(2)上平面接触，刀具在工件坐标系的位姿为^gP＝[P_gxP_gy 0 1]^T，此时刀具主轴(4)在参考坐标系Y轴正方向，记下此时参考坐标系的坐标值为[x,y₁,z₁]^T；

S03.3：保持S03.2中的状态，即a＝b＝c＝0°，X轴依旧保持在x的位置；运动刀具主轴(4)到参考坐标系的Y轴负方向，剐齿刀具平面在刀具坐标系的位姿为^tP＝[0 0 0 1]^T；运动Y、Z轴使得剐齿刀具平面与工件(2)上平面接触，刀具在工件坐标系的位姿为^gP＝[P_gx P_gy 01]^T，记下此时参考坐标系的坐标值为[x,y₂,z₂]^T；

S03.4：保持S03.2中的状态，即a＝b＝c＝0°，X轴依旧保持在x的位置；剐齿刀具平面在刀具坐标系的位姿为^tP＝[0 -r_t 0 1]^T；运动Y、Z轴使得剐齿刀具刀尖与工件(2)的侧面圆弧接触，刀具在工件坐标系的位姿为^gP＝[P_gx r_g P_gz 1]^T，此时刀具在参考坐标系Y轴的正方向，坐标值为[x,y₃,z₃]^T；

S03.5：调整各回转轴的角度，使得a＝b＝0°，c＝90°，X轴运动到坐标原点x的位置，剐齿刀具平面在刀具坐标系的位姿为^tP＝[0 0 0 1]^T；运动Y、Z轴使得剐齿刀具平面与工件(2)上平面接触，刀具在工件坐标系的位姿为^gP＝[P_gx P_gy 0 1]^T，此时刀具主轴(4)在参考坐标系X轴正方向，记下此时参考坐标系的坐标值为[x,y₄,z₄]^T；

S03.6：保持S03.5中的状态，即a＝b＝0°，c＝90°，X轴依旧保持在x的位置；运动刀具主轴(4)到参考坐标系的X轴负方向，剐齿刀具平面在刀具坐标系的位姿为^tP＝[0 0 0 1]^T；运动Y、Z轴使得剐齿刀具平面与工件(2)上平面接触，刀具在工件坐标系的位姿为^gP＝[P_gx P_gy0 1]^T，记下此时参考坐标系的坐标值为[x,y₅,z₅]^T；

S03.7：保持S03.2中的状态，即a＝b＝c＝0°，X轴依旧保持在x的位置；剐齿刀具平面在刀具坐标系的位姿为^tP＝[0 -r_t 0 1]^T；运动Y、Z轴使得剐齿刀具刀尖与工件(2的侧面圆弧接触，刀具在工件坐标系的位姿为^gP＝[r_g P_gy P_gz 1]^T，此时刀具在参考坐标系X轴的正方向，坐标值为[x,y₆,z₆]^T。