[发明专利]五轴数控机床在机测头自动标定方法

权利要求书

1.一种五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，用于标定测头(10)的长度和侧头上测量球头(11)的半径，标定方法包括以下步骤：

S20：在机床外将待标定的测头(10)组合至专业刀柄，并检测出侧头相对于刀柄安装面的长度值和测量球头(11)直径值后，分别输入机床上安装专业刀柄对应刀号的长、直径参数表中；

S30：将测头(10)移动至固定于机床转台面上标准的环规(20)中心，并将此位置设为工件坐标系后，将机床X、Y坐标值输入机床坐标系对应的X、Y参数表中；

S40：测量环规(20)表面以获取角向值，并输入机床工件坐标系对应的参数表后，在机床操作系统编制并执行测头(10)半径标定程序；

S50：打平测头(10)后使测头(10)侧面最高点测量环规(20)上表面平面，以获取环规(20)表面Z向坐标，并将测量的Z1实际值输入坐标系；

S60：竖立测头(10)后使测头(10)长度方向最高点测量环规(20)平面的同一点Z2值，以获取测头(10)刀具长度L＝Z2-Z1。

2.根据权利要求1所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，步骤S20具体包括以下步骤：

S201：在机床外的专业组合器具上将测头(10)组合至专业刀柄，并将专业刀柄放置于对刀仪，检测出侧头相对于刀柄安装面的长度值和测量球头(11)直径值，最后将长度值和直径值打印在标签纸上并粘贴至专业刀柄上；

S203：查看专业刀柄上粘贴的侧头长度值和直径值的标签，并将标签上测头(10)长度值和测量球头(11)半径值分别输入机床对应刀号长、直径参数表中。

3.根据权利要求2所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，完成步骤S201后，且在进行步骤S203之前，还包括步骤：

S202：将装有侧头的专业刀柄安装至机床刀库中，并将千分表(30)表头与测头(10)的测量球头(11)接触，将千分表(30)压表0.01mm，再使用机床手轮转动主轴检查千分表(30)的跳动，其误差不大于4μm。

4.根据权利要求1所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，步骤S30具体包括以下步骤：

S301：手动操作机床手轮，将测头(10)移动至目测的环规(20)中心，并将此位置设为工件坐标系；

S302：将机床X、Y坐标值分别输入机床坐标系对应的X、Y参数表中。

5.根据权利要求1所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，步骤S40具体包括以下步骤：

S401：使用两点法测量环规(20)表面，将其作为测量环规(20)的角向，并将角向值输入到机床工件坐标系对应的参数表中；

S402：将测头(10)定位至环规(20)目测的圆心内一定深度后，在机床操作系统编制并执行测头(10)半径标定程序。

6.根据权利要求1所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，步骤S50具体包括以下步骤：

S501：使用坐标系旋转定位功能，沿A轴旋转工件坐标系-90°，实现机床立卧转换；

S502：使用已经完成半径标定的测头(10)侧面最高点测量环规(20)上表面平面，测量完更新工件坐标系，将测量的Z1实际值输入坐标系，即可获得环规(20)表面Z向坐标。

7.根据权利要求1所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，步骤S60具体包括以下步骤：

S601：由步骤S50获取环规(20)平面Z向坐标后，将工件坐标系回转至A轴0°初始状态；

S602：使用测头(10)长度方向最高点测量环规(20)平面的同一点Z2值；

S603：以步骤S50的Z1值为基准，计算测头(10)刀具长度L＝Z2-Z1。

8.根据权利要求1所述的五轴数控机床在机测头自动标定方法，其特征在于，进行步骤S20之前，还包括步骤：

S10：将标准的环规(20)通过吸磁块固定于机床转台面上，并使环规(20)端面垂直于机床Z轴。