[发明专利]一种提升五轴数控机床加工精度的工艺方法

摘要

本发明公开了一种提升五轴数控机床加工精度的工艺方法，包括偏差计算、点云镜像计算和理论曲面调整这几个步骤。本发明的优点：考虑到多种误差源对零件加工精度的影响，本发明提出了一种提升复杂曲面五轴加工精度的工艺方法，不仅及时修正了精加工刀具路径，有效的降低了复杂曲面零件加工的报废率，而且提高了五轴数控机床的制造加工精度。

主权项

1.一种提升五轴数控机床加工精度的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：A、偏差计算:利用理论曲面轮廓信息数据，对曲面进行采样点规划，应用在线检测技术，获得采样点坐标。实际加工轮廓的采样点云通过沿法线方向接触零件表面获得，采样点对于理论曲面的位置偏差可表示为：式中，表示采样点Q_h的三维坐标，表示采样点Q_h在理论曲面轮廓上的理论点G_h的三维坐标；B、点云镜像计算：以实际曲面轮廓的采样点为基础数据，利用“镜像”原理对采样点进行反向偏置移动，得到“镜像”点云。设“镜像”点为Ui，“镜像”点Ui可表示为：式中，和分别为“镜像”点和采样点的三维坐标；ΔE_h为采样点对于理论曲面的位置偏差；(n_hx,n_hy,n_hz)为单位法向偏差矢量；C、理论曲面调整：理论曲面模型调整包括以下具体实施步骤：1)将理论曲面加厚Ds(mm)，形成参考曲面R，并再次以Ds(mm)厚度进行偏置，形成第一阶段精加工曲面F，从而使精加工阶段的切削用量保持一致；2)对曲面F进行数控加工操作，以参考曲面R作为采样规划基体，实现对加工完成后曲面的在线检测，保存采样点云数据；3)结合参考曲面R，根据公式(1)和(2)，实现采样点的位置偏差和点云镜像的计算；4)将点云镜像计算获得数据点记作Cj，由参考曲面R规划的理论采样点记作Cl，然后对理论采样点云进行坐标优化计算，使得Cl到Cj的最大距离最小，并计算获得相应的坐标变换矩阵T；5)将参考曲面R按照计算获得的坐标变换矩阵T进行调整，并调整后的参考曲面R’以Ds(mm)反向进行偏置，得到精加工第二阶段的曲面S；6)将调整后的曲面模型在CAM(Computer Aided Manufacturing)软件中进行刀具加工路径规划，通过后置处理软件生成精加工数控指令。