[发明专利]数控加工工件曲率半径快速在线测量装置

摘要

本发明涉及一种数控加工工件曲率半径快速在线测量装置，该装置包括位移传感器，工件曲率半径测定系统；所述位移传感器安装固定在工件数控加工机床的Z向运动轴上；工件曲率半径测定系统包括工件参数存储装置，P1、P2和P3三点确定装置，P1、P2、P3三点外接圆参数计算装置，工件曲率半径R的计算装置。本发明提高了曲率半径的检测效率，降低了由于工件重复装卡对加工精度的影响与操作风险；工件曲率半径测定系统可以集成到现有数控加工系统的数控软件中，自动程度高，具有较强的易用性，可靠性，可以实现加工工件曲率半径参数的自动在线检测，降低对操作人员的技术要求。

主权项

一种数控加工工件曲率半径快速在线测量装置，其特征在于包括位移传感器，工件曲率半径测定系统；所述位移传感器安装固定在工件数控加工机床的Z向运动轴上；工件曲率半径测定系统包括工件参数存储装置，P1、P2和P3三点确定装置，P1、P2、P3三点外接圆参数计算装置，工件曲率半径R的计算装置；工件参数存储装置：存储有工件被测表面的目标曲率半径ROC、工件被测表面的目标口径DIA、工件的几何中心目标厚度CT、工件被测表面的目标顶点O的坐标（0,0,0），及根据上述参数确定的P1、P2、P3三点的目标位置坐标，其中P1、P2、P3三点位于工件上的同一水平面上；P1、P2和P3三点确定装置：向工件数控加工机床的控制系统发出指令，使其驱动数控加工运动轴随工件数控加工机床的X向运动轴、Y向运动轴、Z向运动轴移动，利用位移传感器重复测量定位找到P1、P2、P3三点，并确定P1 、P2、P3三点的实际坐标(X1,Y1,H1)、(X2,Y2,H1)、(X3,Y3,H1)；P1、P2、P3三点外接圆参数计算装置：利用P1 、P2、P3三点的实际坐标(X1,Y1,H1)、(X2,Y2,H1)、(X3,Y3,H1)计算P1 、P2、P3点外接圆圆心C的坐标(X0,Y0,H1)和P1 、P2、P3点外接圆的半径RC；工件曲率半径R的计算装置：将 C的坐标(X0,Y0,H1)发送给工件数控加工机床的控制系统，使控制系统驱动数控加工运动轴移动到C点，测量工件上与C点垂直对应的点C1的高度H2，得到C1点的坐标(X0,Y0,H2)，利用式（1）计算工件的曲率半径R; R = RC 2 2 ( H 2 - H 1 ) + ( H 2 - H 1 ) 2 ± r - - - ( 1 ) 其中r为位移传感器的探头半径，当测量工件凹面时式（1）中的±号取正号，当测量工件凸面时式（1）中的±号取负号。