[发明专利]一种基于五轴机床在线测量的法向圆孔数控加工方法

摘要

一种基于五轴机床在线测量的法向圆孔数控加工方法，利用五轴机床在线测量系统测量法向圆孔的方向矢量和中心点坐标，经过数据处理后直接生成数控加工程序，可实现法向圆孔的便捷、精密数控加工。其特征在于包括以下步骤：(1)装夹工件并找正，按照法向圆孔的理论中心位置和方向，粗加工外层材料圆孔，径向留精加工余量；(2)测量基准孔的方向矢量坐标[i,j,k]以及基准孔的中心点坐标[x,y,z]；(3)将矢量坐标[i,j,k]、中心点坐标[x,y,z]、圆孔直径、刀具直径、进给速度、切削深度以及主轴转速等参数作为数值输入到数据处理模块中，通过计算机床的轴旋转角和加工坐标系旋转角，生成法向圆孔的数控精加工程序；(5)执行数控精加工程序，实现法向圆孔的加工。

主权项

1.一种基于五轴机床在线测量的法向圆孔数控加工方法，其特征在于包括以下步骤：(1)装夹工件并找正，按照法向圆孔在工件上的理论中心位置和方向，粗加工外层材料圆孔，径向留精加工余量；(2)测量基准孔的方向矢量坐标[i,j,k]以及基准孔的中心点坐标[x,y,z]；通过五轴机床的在线测量系统测得；所述的基准孔是指：在金属层上且与待加工孔同轴的圆孔；用于找正待加工孔；所述的坐标[i,j,k]和[x,y,z]均是在机床坐标系中的绝对坐标，初始状态的加工坐标系OmXmYmZm与机床坐标系重合；(3)根据矢量坐标[i,j,k]、中心点坐标[x,y,z]、待加工的法向圆孔直径、刀具直径、进给速度、切削深度以及主轴转速，通过数据处理模块进行处理，生成法向圆孔的数控加工程序；具体为：(a)：根据测量得到的矢量坐标[i,j,k]，计算机床的轴旋转角度；(b)：根据测量得到的矢量坐标[i,j,k]，计算加工坐标系OmXmYmZm旋转至与法向圆孔的局部坐标系OwXwYwZw平行时的坐标系旋转角；(c)：根据中心点坐标[x,y,z]、轴旋转角度和坐标系旋转角度，结合数控系统的坐标系变换指令，生成数控加工程序头；其中，坐标系变换指令是指数控系统内集成的坐标系平移和坐标系旋转指令；(d)：根据法向圆孔直径、刀具直径、进给速度、切削深度以及主轴转速生成基于法向圆孔的局部坐标系OwXwYwZw下的数控加工程序主体；程序主体是基于XwYw平面内的走圆形程序，且圆心位于局部坐标系原点Ow处；(e)：根据数控加工程序头以及数控加工程序主体，生成机床可识别的数控程序文件并输出；(4)将所述数控加工程序传输至机床数控系统并运行，实现法向圆孔的加工。