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

背景技術(shù)：

車床加工主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進行車削加工。銑削是指使用旋轉(zhuǎn)的多刃刀具切削工件。復(fù)合機就是可以把幾種不同的加工工藝組合在一臺機床上實現(xiàn)。車銑復(fù)合加工工藝是指既可以進行銑削加工又可以進行車削加工的加工工藝。即可以進行銑削加工也可以進行車削加工的機床，這里特指AC雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動車銑復(fù)合機床。在使用車刀時，機床的轉(zhuǎn)臺切換到車床主軸的功能，機床可以進行車削加工。更換為銑刀后，機床的轉(zhuǎn)臺回復(fù)轉(zhuǎn)臺功能，機床就恢復(fù)為一臺正常的立式五軸銑床。當(dāng)車銑復(fù)合機床切換到車削功能時，根據(jù)車刀的特性，機床需要把主軸鎖定到一個固定角度處，稱為主軸鎖定功能。但實際上由于機械結(jié)構(gòu)等原因主軸的鎖定后總會有一定的角度偏差。

目前數(shù)控系統(tǒng)對主軸準(zhǔn)停的誤差補償是根據(jù)主軸準(zhǔn)停的角度偏差來計算對應(yīng)的機床的線性偏差，如圖1所示，虛線位置車刀為主軸準(zhǔn)停車刀實際姿態(tài)，101為主軸，A為主軸準(zhǔn)停搭建點的線性誤差距離。實線代表主軸準(zhǔn)停車刀理想姿態(tài)。數(shù)控系統(tǒng)需要將這個偏差補償回去，讓刀尖點回到理論位置，如圖2所示。

如圖3所示，該方法在處理五軸車銑復(fù)合機床車削內(nèi)圓的情況時會遇到工件干涉機床的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種車銑復(fù)合機床車刀刀具半徑補償方法，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的一種車銑復(fù)合機床車刀刀具半徑補償方法，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；

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

根據(jù)所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點當(dāng)前位置的坐標(biāo)點、所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點目標(biāo)位置的坐標(biāo)點以及機床的進給速度計算所述傾斜坐標(biāo)系下車刀對應(yīng)每一個插補周期的補償坐標(biāo)值；

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

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

進一步地，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。

進一步地，所述將所述車刀刀尖點當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點轉(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在工件坐標(biāo)系原點位置時所對應(yīng)的傾斜工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)點為P＝[R 0 0]，其中，R為車刀半徑；

根據(jù)公式

P_tip＝L*M^T+P (2)

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

進一步地，所述將所述傾斜坐標(biāo)下的車刀補償坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至所述工件坐標(biāo)系，包括：

根據(jù)公式

機床在傾斜工件坐標(biāo)系下的車刀對應(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)系下車刀刀尖點補償坐標(biāo)值，P_f為工件坐標(biāo)系下車刀刀尖點補償坐標(biāo)值。

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

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，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)車刀半徑補償示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)補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)合機床車刀刀具半徑補償方法流程圖；

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)合機床車刀刀具半徑補償方法程序流程圖。

具體實施方式

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

圖4為本發(fā)明一種車銑復(fù)合機床車刀刀具半徑補償方法流程圖，如圖4所示，本實施例方法，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、將所述車刀刀尖點當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點轉(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。

進一步地，所述將所述車刀刀尖點當(dāng)前位置在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)點轉(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在工件坐標(biāo)系原點位置時所對應(yīng)的傾斜工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)點為P＝[R 0 0]，其中，R為車刀半徑；

根據(jù)公式

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

步驟104、根據(jù)所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點當(dāng)前位置的坐標(biāo)點、所述傾斜坐標(biāo)系下車刀刀尖點目標(biāo)位置的坐標(biāo)點以及機床的進給速度計算所述傾斜坐標(biāo)系下車刀對應(yīng)每一個插補周期的補償坐標(biāo)值；

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

進一步地，所述將所述傾斜坐標(biāo)下的車刀補償坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換至所述工件坐標(biāo)系，包括：

根據(jù)公式

機床在傾斜工件坐標(biāo)系下的車刀對應(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)系下車刀刀尖點補償坐標(biāo)值，P_f為工件坐標(biāo)系下車刀刀尖點補償坐標(biāo)值。

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

具體來說，機床根據(jù)刀尖點在傾斜工件坐標(biāo)系下的初始位置進行速度規(guī)劃和插補，計算出的機床坐標(biāo)點位置再從傾斜坐標(biāo)系換算到機床坐標(biāo)系下控制機床運動。加工過程中在機床坐標(biāo)系下機床的運動實際是在沿著車刀方向的斜線上的線性運動。而普通的補償方法機床則是在機床坐標(biāo)系的X軸或者Y軸方向上的運動，二者區(qū)別明顯。

下面舉例說明，啟動該功能時，機床所在工件坐標(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)可得刀尖點換算到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下時的坐標(biāo)為：P＝[10，0，0]，這個點作為在傾斜坐標(biāo)系下進行插補計算的起點坐標(biāo)。

加工程序為車削半徑50的內(nèi)圓，則在傾斜坐標(biāo)系下終點坐標(biāo)值P_c＝[50.0，0]。這樣機床在傾斜坐標(biāo)下刀尖點會走出一條從[10，0，0]到[50，0，0]的直線，而在工件坐標(biāo)下根據(jù)公式(3)可得刀尖點走出一條從點[9.9949，0.3490，0]到點[49.9695，1.7450，0]的斜線。本申請整體程序流程圖如圖6所示。

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

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；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)明各實施例技術(shù)方案的范圍。