本發(fā)明實(shí)施例涉及機(jī)床刀具半徑補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車銑復(fù)合機(jī)床車刀刀具半徑補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

車床加工主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工。銑削是指使用旋轉(zhuǎn)的多刃刀具切削工件。復(fù)合機(jī)就是可以把幾種不同的加工工藝組合在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)。車銑復(fù)合加工工藝是指既可以進(jìn)行銑削加工又可以進(jìn)行車削加工的加工工藝。即可以進(jìn)行銑削加工也可以進(jìn)行車削加工的機(jī)床，這里特指AC雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)車銑復(fù)合機(jī)床。在使用車刀時(shí)，機(jī)床的轉(zhuǎn)臺(tái)切換到車床主軸的功能，機(jī)床可以進(jìn)行車削加工。更換為銑刀后，機(jī)床的轉(zhuǎn)臺(tái)回復(fù)轉(zhuǎn)臺(tái)功能，機(jī)床就恢復(fù)為一臺(tái)正常的立式五軸銑床。當(dāng)車銑復(fù)合機(jī)床切換到車削功能時(shí)，根據(jù)車刀的特性，機(jī)床需要把主軸鎖定到一個(gè)固定角度處，稱為主軸鎖定功能。但實(shí)際上由于機(jī)械結(jié)構(gòu)等原因主軸的鎖定后總會(huì)有一定的角度偏差。

目前數(shù)控系統(tǒng)對(duì)主軸準(zhǔn)停的誤差補(bǔ)償是根據(jù)主軸準(zhǔn)停的角度偏差來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)的機(jī)床的線性偏差，如圖1所示，虛線位置車刀為主軸準(zhǔn)停車刀實(shí)際姿態(tài)，101為主軸，A為主軸準(zhǔn)停搭建點(diǎn)的線性誤差距離。實(shí)線代表主軸準(zhǔn)停車刀理想姿態(tài)。數(shù)控系統(tǒng)需要將這個(gè)偏差補(bǔ)償回去，讓刀尖點(diǎn)回到理論位置，如圖2所示。

如圖3所示，該方法在處理五軸車銑復(fù)合機(jī)床車削內(nèi)圓的情況時(shí)會(huì)遇到工件干涉機(jī)床的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種車銑復(fù)合機(jī)床車刀刀具半徑補(bǔ)償方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的一種車銑復(fù)合機(jī)床車刀刀具半徑補(bǔ)償方法，包括：

獲取車刀半徑、主軸準(zhǔn)停偏移角度；

根據(jù)所述車刀半徑、所述主軸準(zhǔn)停偏移角度建立傾斜坐標(biāo)系；

將所述車刀刀尖點(diǎn)當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換至所述傾斜坐標(biāo)系；

根據(jù)所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)當(dāng)前位置的坐標(biāo)點(diǎn)、所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)目標(biāo)位置的坐標(biāo)點(diǎn)以及機(jī)床的進(jìn)給速度計(jì)算所述傾斜坐標(biāo)系下車刀對(duì)應(yīng)每一個(gè)插補(bǔ)周期的補(bǔ)償坐標(biāo)值；

將所述傾斜坐標(biāo)下的車刀補(bǔ)償坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至所述工件坐標(biāo)系；

根據(jù)所述工件坐標(biāo)系下的補(bǔ)償坐標(biāo)值控制機(jī)床車削內(nèi)圓。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述主軸準(zhǔn)停偏移角度建立傾斜工件坐標(biāo)系，包括：

采用公式

計(jì)算傾斜工件坐標(biāo)系的矩陣，其中，主軸準(zhǔn)停偏差角度的弧度值為α，車刀半徑為R毫米。

進(jìn)一步地，所述將所述車刀刀尖點(diǎn)當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換至所述傾斜坐標(biāo)系，包括：

根據(jù)車刀半徑得到所述車刀刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系原點(diǎn)位置時(shí)所對(duì)應(yīng)的傾斜工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)點(diǎn)為P＝[R 0 0]，其中，R為車刀半徑；

根據(jù)公式

P_tip＝L*M^T+P (2)

計(jì)算工件坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的車刀刀尖點(diǎn)在所述傾斜工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)，其中，L＝[X Y Z]為工件坐標(biāo)系下所述車刀中心點(diǎn)的坐標(biāo)，，P_tip為車刀刀尖點(diǎn)在所述傾斜工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述將所述傾斜坐標(biāo)下的車刀補(bǔ)償坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至所述工件坐標(biāo)系，包括：

根據(jù)公式

機(jī)床在傾斜工件坐標(biāo)系下的車刀對(duì)應(yīng)初始工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，其中，P_c為傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)補(bǔ)償坐標(biāo)值，P_f為工件坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)補(bǔ)償坐標(biāo)值。

本發(fā)明讓車銑復(fù)合機(jī)床可以在任何時(shí)候都能夠進(jìn)行車內(nèi)孔的加工，讓車銑復(fù)合機(jī)床在主軸準(zhǔn)停角度偏差較大的情況下可以車削加工較小的內(nèi)孔，從而擴(kuò)大車銑復(fù)合機(jī)床進(jìn)行車削加工的應(yīng)用場(chǎng)合，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中車刀主軸準(zhǔn)停偏差示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)車刀半徑補(bǔ)償示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)補(bǔ)償車刀半徑遇到工件干涉示意圖；

圖4為本發(fā)明一種車銑復(fù)合機(jī)床車刀刀具半徑補(bǔ)償方法流程圖；

圖5為本發(fā)明坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖；

圖6為本發(fā)明一種車銑復(fù)合機(jī)床車刀刀具半徑補(bǔ)償方法程序流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖4為本發(fā)明一種車銑復(fù)合機(jī)床車刀刀具半徑補(bǔ)償方法流程圖，如圖4所示，本實(shí)施例方法，包括：

步驟101、獲取車刀半徑、主軸準(zhǔn)停偏移角度；

步驟102、根據(jù)所述車刀半徑、所述主軸準(zhǔn)停偏移角度建立傾斜坐標(biāo)系；

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述主軸準(zhǔn)停偏移角度建立傾斜工件坐標(biāo)系，包括：

采用公式

計(jì)算傾斜工件坐標(biāo)系的矩陣，其中，主軸準(zhǔn)停偏差角度的弧度值為α，車刀半徑為R毫米。

步驟103、將所述車刀刀尖點(diǎn)當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換至所述傾斜坐標(biāo)系；如圖5所示，X、Y為工件坐標(biāo)系，X₁、Y為傾斜坐標(biāo)系。

進(jìn)一步地，所述將所述車刀刀尖點(diǎn)當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)換至所述傾斜坐標(biāo)系，包括：

根據(jù)車刀半徑得到所述車刀刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系原點(diǎn)位置時(shí)所對(duì)應(yīng)的傾斜工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)點(diǎn)為P＝[R 0 0]，其中，R為車刀半徑；

根據(jù)公式

計(jì)算工件坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的車刀刀尖點(diǎn)在所述傾斜工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)，其中，L＝[X Y Z]為工件坐標(biāo)系下所述車刀中心點(diǎn)的坐標(biāo)，，P_tip為車刀刀尖點(diǎn)在所述傾斜工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點(diǎn)。

步驟104、根據(jù)所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)當(dāng)前位置的坐標(biāo)點(diǎn)、所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)目標(biāo)位置的坐標(biāo)點(diǎn)以及機(jī)床的進(jìn)給速度計(jì)算所述傾斜坐標(biāo)系下車刀對(duì)應(yīng)每一個(gè)插補(bǔ)周期的補(bǔ)償坐標(biāo)值；

步驟105、將所述傾斜坐標(biāo)下的車刀補(bǔ)償坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至所述工件坐標(biāo)系；

進(jìn)一步地，所述將所述傾斜坐標(biāo)下的車刀補(bǔ)償坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至所述工件坐標(biāo)系，包括：

根據(jù)公式

機(jī)床在傾斜工件坐標(biāo)系下的車刀對(duì)應(yīng)初始工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，其中，P_c為傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)補(bǔ)償坐標(biāo)值，P_f為工件坐標(biāo)系下車刀刀尖點(diǎn)補(bǔ)償坐標(biāo)值。

步驟106、根據(jù)所述工件坐標(biāo)系下的補(bǔ)償坐標(biāo)值控制機(jī)床車削內(nèi)圓。

具體來(lái)說(shuō)，機(jī)床根據(jù)刀尖點(diǎn)在傾斜工件坐標(biāo)系下的初始位置進(jìn)行速度規(guī)劃和插補(bǔ)，計(jì)算出的機(jī)床坐標(biāo)點(diǎn)位置再?gòu)膬A斜坐標(biāo)系換算到機(jī)床坐標(biāo)系下控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。加工過(guò)程中在機(jī)床坐標(biāo)系下機(jī)床的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是在沿著車刀方向的斜線上的線性運(yùn)動(dòng)。而普通的補(bǔ)償方法機(jī)床則是在機(jī)床坐標(biāo)系的X軸或者Y軸方向上的運(yùn)動(dòng)，二者區(qū)別明顯。

下面舉例說(shuō)明，啟動(dòng)該功能時(shí)，機(jī)床所在工件坐標(biāo)系坐標(biāo)為[0，0，0]，刀具半徑為10，主軸夾緊后角度偏差為2°，則由公式(2)可得刀尖點(diǎn)換算到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下時(shí)的坐標(biāo)為：P＝[10，0，0]，這個(gè)點(diǎn)作為在傾斜坐標(biāo)系下進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算的起點(diǎn)坐標(biāo)。

加工程序?yàn)檐囅靼霃?0的內(nèi)圓，則在傾斜坐標(biāo)系下終點(diǎn)坐標(biāo)值P_c＝[50.0，0]。這樣機(jī)床在傾斜坐標(biāo)下刀尖點(diǎn)會(huì)走出一條從[10，0，0]到[50，0，0]的直線，而在工件坐標(biāo)下根據(jù)公式(3)可得刀尖點(diǎn)走出一條從點(diǎn)[9.9949，0.3490，0]到點(diǎn)[49.9695，1.7450，0]的斜線。本申請(qǐng)整體程序流程圖如圖6所示。

本發(fā)明應(yīng)用與車銑復(fù)合機(jī)床的車削加工內(nèi)圓場(chǎng)合，能夠有效避免機(jī)床和工件的干涉，提高車銑復(fù)合機(jī)床的車削適用范圍，從而提高車削復(fù)合機(jī)床的加工效率和加工質(zhì)量。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。