[发明专利]五轴数控机床在机测头自动标定方法

说明书

本发明公开了一种五轴数控机床在机测头自动标定方法，包括以下步骤：在机床外将待标定的测头组合至专业刀柄，并检测出侧头相对于刀柄安装面的长度值和测量球头直径值；将测头移动至固定于机床转台面上标准的环规中心，并将此位置设为工件坐标系后；测量环规表面以获取角向值，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半径标定程序；打平测头后使测头侧面最高点测量环规上表面平面，以获取Z1值；竖立测头后使测头长度方向最高点测量环规平面的同一点Z2值，以获取测头刀具长度L＝Z2‑Z1。本发明可减少校准过程中的人为参与，提高测头的校准精度，校准效率更高，操作过程更简单，操作难度较小，可有效提高机床的使用效率。

技术领域

本发明涉及五轴机床测头标定技术领域，特别地，涉及一种五轴数控机床在机测头自动标定方法。

背景技术

随着数控机床技术的发展，高精度五轴数控设备具备在机测量功能，其接触式测头依托于机床伺服系统和坐标系统实现在机测量。在机测量使用前先要对测头进行标定校准，减小测头预行程误差影响。

侧头标定分为长度方向误差标定和直径方向误差标定，机床一般自带有直径标定程序，能够自动进行标定，但侧头长度方向没有标准的方法和标定程序。

常规标定方法，在测头校准前，在数控系统刀具管理中设定测头长度和半径，然后将测头移动到设备基准平面上的标准对刀块上，当对刀块端面与测头之间无法用塞尺通过时，机床Z向坐标值减去对刀块的高度值就是校准的测头长度值。这种测头标定方法过程复杂、操作难度大且存在误差，并浪费宝贵的机床时间。

发明内容

本发明提供了一种五轴数控机床在机测头自动标定方法，以解决测头现有标定方法过程复杂、操作难度大且存在误差，并浪费宝贵的机床时间的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种五轴数控机床在机测头自动标定方法，用于标定测头的长度和侧头上测量球头的半径，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：将测头移动至固定于机床转台面上标准的环规中心，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半径标定程序；S50：打平测头后使测头侧面最高点测量环规上表面平面，以获取环规表面Z向坐标，并将测量的Z1实际值输入坐标系；S60：竖立测头后使测头长度方向最高点测量环规平面的同一点Z2值，以获取测头刀具长度L＝Z2-Z1。

进一步地，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，并将标签上测头长度值和测量球头半径值分别输入机床对应刀号长、直径参数表中。

进一步地，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，并将千分表表头与测头的测量球头接触，将千分表压表0.01mm，再使用机床手轮转动主轴检查千分表的跳动，其误差不大于4μm。

进一步地，步骤S30具体包括以下步骤：S301：手动操作机床手轮，将测头移动至目测的环规中心，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。

进一步地，步骤S40具体包括以下步骤：S401：使用两点法测量环规表面，将其作为测量环规的角向，并将角向值输入到机床工件坐标系对应的参数表中；S402：将测头定位至环规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半径标定程序。