[发明专利]一种数控铣精密劣弧的刀具半径补偿值在线测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种数控铣精密劣弧的刀具半径补偿值在线测量方法及装置,所述测量方法是将具有凹槽的标准块放置于工作台上，利用杠杆百分表中的测量针确定辅助圆，在将辅助圆与劣弧中点相切；根据劣弧的原点坐标值与辅助圆的圆心坐标值，确定出相应的X值和Y值；移动机床工作台，使机床主轴到辅助圆的圆心位置；然后在移动机床主轴，使杠杆百分表中的测量针与劣弧相接触，记录表盘偏离零位的格度数，通过记录的格度计算出劣弧的实际半径；最后计算的实际半径与劣弧的理论半径，根据劣弧的加工精度，计算出相应的补偿数值。采用本发明所述在线测量方法及装置，具有结构简单，操作及使用方便，提高了加工效率和精度，其实用性强，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及的是机械加工技术领域，具体涉及一种数控铣精密劣弧的刀具半径补偿值在线测量方法及装置。

背景技术

在机械加工领域，会涉及到不同结构类型的零件，在航空领域中,会涉及至许多结构比较复杂的异形件，如图1所示的锁钩零件为典型的异形件，由于其形状由曲面组成，采用常规量具无法测量，只能通过投影和三坐标来进行测量。根据设计要求，该零件的A、B、C三处均为劣弧，并且对该处的劣弧加工精度有比较高的要求，劣弧是指小于半圆的弧。

针对此类异形件，在数控加工中心进行加工时，走完外形程序时，不知道外形尺寸如何，也没有办法在机床上进行测量，只能通过投影方式来测量外形尺寸，若当外形尺寸不合格时，则必须进行二次加工。二次加工时，就要再次装夹找正工件，若工件和第一次装夹时的状态不一致，通过数控二次加工，会发现补偿值和测量值不一致，从而造成工件的报废。对于此类异形件，为了确保产品达到标准要求，满足用户使用，因此，设计一种找正装置，通过杠杆百分表，利用扛杆原理实现自动找正及在线测量，避免二次加工，不仅可以提高加工效率，提前完成产品的交付周期，还能降低企业的制造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，利用杠杆百分表，实现自动找正及在线测量，避免二次加工，实现一次装夹，通过机床刀补指令实现劣弧的精密加工，具体地说是一种数控铣精密劣弧的刀具半径补偿值在线测量方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种数控铣精密劣弧的刀具半径补偿值在线测量方法，包括以下步骤：

(1)将具有凹槽的标准块放置于数控机床的工作台上，通过机床主轴转动杠杆百分表，利用杠杆百分表中的测量针与标准块中的凹槽两侧内壁相接触，通过凹槽宽度确定一个辅助圆，并利用CAD制图软件确定所述辅助圆的圆心坐标值，在将确定的辅助圆与工作台上工件中待数控铣的劣弧中点相切，同时调节杠杆百分表(1)中的指针，使其指针指向零位；

(2)利用工件加工时的加工坐标系，即加工基准的坐标值，确定待数控铣的劣弧理论半径，根据劣弧的原点坐标值与辅助圆的圆心坐标值，计算从劣弧的原点到辅助圆的圆心所对应的距离，从而确定出相应的X值和Y值；

(3)根据确定的X值和Y值，在数控机床中，在手动输入程序控制模式下，输入 X值和Y值所对应的代码，移动机床工作台，使机床主轴精确到辅助圆的圆心位置所对应的圆心坐标值，得到辅助测量点；然后在移动机床主轴，使杠杆百分表中的测量针与工件中待数控铣的劣弧中点相接触，记录杠杆百分表中的表盘偏离零位的格度数，通过记录的格度计算出劣弧的实际半径；

(4)利用计算的实际半径与劣弧的理论半径进行比较，根据劣弧的加工精度，计算出相应的补偿数值，所述补偿数值即为刀补时所需要确定的刀具半径补偿值，最后在数控机床中输入补偿数值，通过机床刀补指令来完成精密劣弧加工。

进一步地，本发明所述的一种数控铣精密劣弧的刀具半径补偿值在线测量方法，其中所述标准块为圆柱形结构，所述标准块中的凹槽宽度小于工件中劣弧的半径，所述杠杆百分表通过机床主轴设置于所述标准块的正上方，所述杠杆百分表中的测量针位于所述标准块的中心位置。