[发明专利]一种钢琴码克弦轴孔综合定位加工方法

摘要

本发明提出了一种钢琴码克弦轴孔综合定位加工方法，该方法主要包括：首先，将钢琴码克部件的弦轴孔压入木圈并装夹固定在钻孔机床上，以钢琴码克图纸尺寸选取m(m＝5～9)个弦轴孔作为定位基准孔,记为S₁(u_S1,v_S1)、…S_i(u_Si,v_Si)、…S_m(u_Sm,v_Sm)，利用激光或红外线定位检测装置对这些基准孔进行检测、定位并获取这些基准孔圆心的实际坐标位置，记为T₁(x_T1,y_T1)、…T_i(x_Ti,y_Ti)、…T_m(x_Tm,y_Tm)；然后，采用最小二乘法，计算出实际机床工件XOY坐标系上所有弦轴孔圆心坐标的理论值Q_j(x_j,y_j)，以此理论值Q_j(x_j,y_j)，对钢琴码克进行弦轴孔木圈压入与钻孔加工。本发明通过选取多个弦轴孔作为定位基准孔，进行检测定位，采用最小二乘法得到变换模型系数，再变换到机床工件坐标系后，能够最大限度地与实际弦轴孔圆心坐标重合。

主权项

1.一种钢琴码克弦轴孔综合定位加工方法，其特征包括如下步骤：第1步：将钢琴码克弦轴孔铁板固定在音板上，将音板装夹固定在弦轴孔木圈压入与钻孔机床上；第2步：设定弦轴孔木圈压入与钻孔机床工件XOY坐标系，使得XOY坐标系与钢琴码克图纸UOV坐标系尽可能一致；第3步：在钢琴码克图纸上选取相互距离较为分散的5～9个弦轴孔作为定位基准孔，记为S1、S2、…、Si、…、Sm，m＝5～9；钢琴码克图纸上这些定位基准孔圆心坐标记为S1(uS1,vS1)、S2(uS2,vS2)、…、Si(uSi,vSi)、…、Sm(uSm,vSm)；弦轴孔木圈压入与钻孔机床工件XOY坐标系下，对应的定位基准孔及其圆心坐标记为T1(xT1,yT1)、T2(xT2,yT2)、…、Ti(xTi,yTi)、…、Tm(xTm,yTm)；第4步：根据钢琴码克图纸上定位基准孔圆心坐标值S1(uS1,vS1)，令激光或红外线定位检测装置快速移动至定位基准孔圆心T1(xT1,yT1)处，令激光或红外线定位检测装置沿X轴负方向移动，直至检测到基准孔T1(xT1,yT1)的边沿位置，记下当前X坐标x‑；令定位检测装置沿X轴正方向移动，直至检测到基准孔T1(xT1,yT1)的另一侧边沿位置，记下当前X坐标x+；然后计算出机床工件XOY坐标系下的基准孔T1的圆心X坐标xT1＝(x‑+x+)/2；同理，可以得到机床工件XOY坐标系下的弦轴孔T1的Y坐标yT1＝(y‑+y+)/2，至此，得到了基准孔S1的对应的实际圆心坐标位置T1(xT1,yT1)；第5步：重复第4步，依次得到机床工件XOY坐标系下的弦轴基准孔圆心坐标的实际测量值T1(xT1,yT1)、T2(xT2,yT2)、…、Ti(xTi,yTi)、…、Tm(xTm,yTm)；第6步：建立钢琴码克图纸弦轴孔圆心坐标(u,v)与弦轴孔木圈压入与钻孔机床工件坐标系下的弦轴孔圆心坐标(x,y)之间的变换关系：x＝au+bv+c    (1a)y＝du+ev+f    (1b)第7步：将钢琴码克图纸上的弦轴基准孔的圆心坐标值S1(uS1,vS1)、S2(uS2,vS2)、…、Si(uSi,vSi)、…、Sm(uSm,vSm)代入(1)式，计算出钻孔机床工件XOY坐标系下对应的弦轴基准孔圆心坐标的理论值T1(x′T1,y′T1)、T2(x′T2,y′T2)、…、Ti(x′Ti,y′Ti)、…、Tm(x′Tm,y′Tm)：第8步：计算机床工件XOY坐标系下对应的弦轴基准孔圆心坐标的理论值T1(x′T1,y′T1)、T2(x′T2,y′T2)、…、Ti(x′Ti,y′Ti)、…、Tm(x′Tm,y′Tm)与机床工件XOY坐标系下的弦轴基准孔圆心坐标的实际测量值T1(xT1,yT1)、T2(xT2,yT2)、…、Ti(xTi,yTi)、…、Tm(xTm,yTm)之间的均方差，得：第9步：将(2)式代入(3)式，得：第10步：将(4)式分别对变换系数a,b,c,d,e,f求偏导数，并令其等于0，得到如下方程组：第11步：解方程组(5)，得到变换系数a,b,c,d,e,f；第12步：将钢琴码克图纸上所有弦轴孔圆心坐标值Pj(uj,vj)逐一代入(1)式，得到对应的机床上弦轴孔圆心坐标的理论值Qj(xj,yj)，其中1≤j≤n，n为弦轴孔的总个数；第13步：令数控弦轴钻孔机床根据机床工件坐标系下弦轴孔圆心坐标的理论值Qj(xj,yj)，移动到弦轴孔圆心坐标的理论位置，将弦轴木圈压入弦轴孔，并对弦轴木圈钻孔。