[发明专利]一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法

说明书

本发明涉及五轴激光装备，具体涉及一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。本发明的目的是解决现有五轴激光装备存在难以进行RTCP标定的技术问题，提供一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。该设备包括基座、旋转台、俯仰调整装置、轴向调整装置、CCD探测器和控制器；旋转台安装于基座上，其旋转轴线水平设置；CCD探测器安装于轴向调整装置上，轴向调整装置安装于俯仰调整装置上，俯仰调整装置安装于旋转台上；或者，CCD探测器安装于俯仰调整装置上，俯仰调整装置安装于轴向调整装置上，轴向调整装置安装于旋转台上；控制器根据五轴激光装备的运动程序控制旋转台旋转、根据CCD探测器反馈信息计算五轴激光装备的RTCP参数以及偏移量。该方法利用该设备进行。

技术领域

本发明涉及标定设备，具体涉及一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。

背景技术

RTCP(英文名为Rotational Tool Center Point，可翻译为旋转刀具中心编程)是五轴机床实现刀具中心管理功能的数控系统编程，也是判断一个五轴机床是真五轴还是假五轴的唯一衡量标准。五轴机床中的五轴用于协同控制机床中刀具中心点的位置，从而使刀具实际加工点落在刀具与工件表面实际的接触点上。这里的五轴，如图1所示，具体包含X、Y、Z三个相互垂直的直线轴构成的三维直角坐标系、围绕Z轴旋转的C轴、以及围绕X轴旋转的A轴，当然围绕Z轴旋转的C轴也可以替换为围绕Y轴旋转的B轴。

加工零件时，机床的五个轴需要进行复杂的多坐标运动学变换，对于不含RTCP功能的五轴机床而言，由于其运算需要在CAM软件的后处理过程中进行，故生成的程序只能被一台设备使用，其它机床加工同种零件时，需要重新生成程序，属于假五轴机床。而对于含有RTCP功能的五轴机床，由于其坐标系变换在控制器中完成，这样轴偏参数可以记录在机床数控系统的寄存器列表中，该功能最大的好处是一个数控加工程序可以应用于工厂中的其他机床，与此同时，RTCP数控系统的内部算法还可以直接控制刀具实际加工点的轨迹运行速度(即进给速度)，这种机床属于真五轴机床。

五轴机床运动时，各旋转轴的偏置以及刀具长度等参数的准确性，最终会影响加工精度，因此在使用前必须进行精确标定，需要标定的RTCP参数有AB、BC、CD、DE和EF，如图2中，点A为C轴旋转中心，点C为A轴旋转中心。AB为A轴旋转轴心线和C轴旋转轴心线在Y轴的偏差，BC为C轴旋转中心和A轴旋转中心在X轴的偏差，CD为C轴旋转中心和A轴旋转中心在Z轴偏差，DE为刀具中心线和CD偏置之间的距离，EF为聚焦镜焦距。真五轴机床目前使用球杆仪进行RTCP标定，例如西门子数控系统就是采用球杆仪进行五轴机床标定，这种标定方法的不足在于仪器成本高，同时操作人员需要熟悉五轴机床的编程以及球杆仪的使用。该方法适用于带硬件刀具的机床，将球杆仪固定在刀尖上进行测量，但对于不含刀具的激光加工机床(即五轴激光装备)而言，这种方法则不适用。

发明内容

本发明的目的是解决现有五轴激光装备存在难以进行RTCP标定的技术问题，提供一种五轴激光装备RTCP标定设备及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

本发明提供一种五轴激光装备RTCP标定设备，其特征在于：包括基座、旋转台、俯仰调整装置、轴向调整装置、CCD探测器和控制器；

所述旋转台安装于基座上，其旋转轴线水平设置；

所述CCD探测器安装于轴向调整装置上，轴向调整装置安装于俯仰调整装置上，俯仰调整装置安装于旋转台上；

或者，所述CCD探测器安装于俯仰调整装置上，俯仰调整装置安装于轴向调整装置上，轴向调整装置安装于旋转台上；

所述控制器根据五轴激光装备的运动程序控制旋转台旋转、根据CCD探测器反馈信息计算五轴激光装备的RTCP参数以及偏移量。

进一步地，为了使旋转台实现高精度旋转，所述旋转台的轴定位精度＜4角秒，轴重复定位精度＜3角秒。