消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于數(shù)控加工技術(shù)，涉及對消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差方法的改進(jìn)。其特征在于，消除柔性夾具定位誤差的步驟是：輸入被加工飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型；構(gòu)建飛機(jī)蒙皮零件(5)的物理模擬型面；測量圓形定位器(3)和三角形定位器(4)的實(shí)際坐標(biāo)；消除圓形定位器(3)和三角形定位器(4)的定位誤差。本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，簡化了目前的調(diào)整步驟，縮短了加工周期和加工精度，提高了加工效率，降低了加工成本。
【專利說明】 消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控加工技術(shù)，涉及對消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差方法的改進(jìn)。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]應(yīng)用帶有柔性夾具的五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床切割飛機(jī)蒙皮零件的外輪廓，飛機(jī)蒙皮零件上沿長度方向的兩端各有一個(gè)定位孔。圖1是某型飛機(jī)的一種蒙皮零件的結(jié)構(gòu)示意圖。用飛機(jī)蒙皮零件的切割線作為檢驗(yàn)基準(zhǔn)。用柔性夾具構(gòu)建一個(gè)與飛機(jī)蒙皮零件上的型面相似的模擬型面作為夾具，柔性夾具上有圓形定位器和三角形定位器，使用圓形定位器定位飛機(jī)蒙皮零件上沿長度方向左端的定位孔，使用三角形定位器定位飛機(jī)蒙皮零件上沿長度方向右端的定位孔；或者相反，使用圓形定位器定位飛機(jī)蒙皮零件上沿長度方向右端的定位孔，使用三角形定位器定位飛機(jī)蒙皮零件上沿長度方向左端的定位孔。根據(jù)飛機(jī)蒙皮零件的數(shù)學(xué)模型編制加工程序，沿飛機(jī)蒙皮零件的切割線切掉多余的材料。其缺點(diǎn)是:飛機(jī)蒙皮零件的外輪廓的切割精度受柔性夾具定位精度的影響。由于柔性夾具圓形定位器和三角形定位器的定位器標(biāo)定誤差分別為:x向0.4mm, Y向0.2mm, Z向0.2mm,上述定位誤差會(huì)導(dǎo)致零件位移和扭轉(zhuǎn)，必須消除上述定位誤差，才能保證加工精度。目前的方法是:采用試切法消除柔性夾具定位誤差，就是帶余量試切飛機(jī)蒙皮零件，在忽略其他誤差的情況下，如果余量均勻則圓形定位器和三角形定位器位置正確；否則，依據(jù)余量偏置情況調(diào)整圓形定位器和三角形定位器的位置。由于飛機(jī)蒙皮零件外形復(fù)雜，不能一次調(diào)整到位，即使多次調(diào)整試切也很難達(dá)到理想狀態(tài)，并且占用大量設(shè)備機(jī)時(shí)，加工效率低，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提出一種改進(jìn)的消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，以便簡化目前的調(diào)整步驟，縮短加工周期和加工精度，提高加工效率，降低加工成本。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)O位于柔性夾具的左前角，X軸與柔性夾具的長度方向平行，右方為X軸的正方向，Y軸與柔性夾具的寬度方向平行，后方為Y軸的正方向，Z軸垂直于X軸和Y軸所在的平面，上方為Z軸的正方向；其特征在于，消除柔性夾具定位誤差的步驟是:
[0005]1、輸入被加工飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型，該飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型上帶有兩個(gè)定位孔6，兩個(gè)定位孔6分別位于飛機(jī)蒙皮零件5長度方向的兩端，位于飛機(jī)蒙皮零件5左端定位孔6下端口中心點(diǎn)A的理論坐標(biāo)為Al (xl, yl, zl);位于飛機(jī)蒙皮零件5右端定位孔6的下端口中心點(diǎn)B的理論坐標(biāo)為B2 (x2, y2，z2);飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型上帶有成型的型面，將飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型輸入計(jì)算機(jī)中；
[0006]2、構(gòu)建飛機(jī)蒙皮零件5的物理模擬型面:根據(jù)飛機(jī)蒙皮零件的數(shù)學(xué)模型，利用柔性夾具中的定位柱I上端點(diǎn)的點(diǎn)陣形成一個(gè)飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)字模擬型面；在上述點(diǎn)陣中，在位于飛機(jī)蒙皮零件5左端定位孔6的位置設(shè)置圓形定位器3，圓形定位器3上端的定位孔中心和位于飛機(jī)蒙皮零件5左端的定位孔6的下端口中心點(diǎn)A重合；在位于飛機(jī)蒙皮零件5右端定位孔6的位置設(shè)置三角形定位器4，三角形定位器4上端的定位孔的中心和位于飛機(jī)蒙皮零件5右端的定位孔6的下端口中心點(diǎn)B重合；將上述飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)字模擬型面輸入五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)中，控制柔性夾具中的定位柱I運(yùn)動(dòng)，使柔性夾具形成飛機(jī)蒙皮零件5的物理模擬型面；
[0007]3、測量圓形定位器3和三角形定位器4的實(shí)際坐標(biāo):使用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的測頭2分別檢測出圓形定位器3上端定位孔中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (x3，y3，z3)和三角形定位器4上端定位孔的中心點(diǎn)B實(shí)際坐標(biāo)B4(x4，y4, z4)；
[0008]4、消除圓形定位器3和三角形定位器4的定位誤差:用圓形定位器3上端的定位孔的中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (x3, y3, z3)代替理論坐標(biāo)Al (xl, yl, zl),用三角形定位器4上端的定位孔的中心點(diǎn)B的實(shí)際坐標(biāo)M(x4，y4，z4)代替理論坐標(biāo)B2(x2，y2，z2)，然后編制加工程序，根據(jù)此加工程序加工出的飛機(jī)蒙皮零件5的尺寸，已經(jīng)消除了五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具的定位誤差。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:提出了一種改進(jìn)的消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，簡化了目前的調(diào)整步驟，縮短了加工周期和加工精度，提高了加工效率，降低了加工成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是某型飛機(jī)的一種蒙皮零件的數(shù)控模型示意圖。
[0011]圖2是利用柔性夾具中的定位柱I上端點(diǎn)的點(diǎn)陣形成一個(gè)飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)字模擬型面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1、2，消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)O位于柔性夾具的左前角，X軸與柔性夾具的長度方向平行，右方為X軸的正方向，Y軸與柔性夾具的寬度方向平行，后方為Y軸的正方向，Z軸垂直于X軸和Y軸所在的平面，上方為Z軸的正方向；其特征在于，消除柔性夾具定位誤差的步驟是:
[0013]1、輸入被加工飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型，該飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型上帶有兩個(gè)定位孔6，兩個(gè)定位孔6分別位于飛機(jī)蒙皮零件5長度方向的兩端，位于飛機(jī)蒙皮零件5左端定位孔6下端口中心點(diǎn)A的理論坐標(biāo)為Al (xl, yl, zl);位于飛機(jī)蒙皮零件5右端定位孔6的下端口中心點(diǎn)B的理論坐標(biāo)為B2 (x2, y2, z2);飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型上帶有成型的型面，將飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)學(xué)模型輸入計(jì)算機(jī)中；
[0014]2、構(gòu)建飛機(jī)蒙皮零件5的物理模擬型面:根據(jù)飛機(jī)蒙皮零件的數(shù)學(xué)模型，利用柔性夾具中的定位柱I上端點(diǎn)的點(diǎn)陣形成一個(gè)飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)字模擬型面；在上述點(diǎn)陣中，在位于飛機(jī)蒙皮零件5左端定位孔6的位置設(shè)置圓形定位器3，圓形定位器3上端的定位孔中心和位于飛機(jī)蒙皮零件5左端的定位孔6的下端口中心點(diǎn)A重合；在位于飛機(jī)蒙皮零件5右端定位孔6的位置設(shè)置三角形定位器4，三角形定位器4上端的定位孔的中心和位于飛機(jī)蒙皮零件5右端的定位孔6的下端口中心點(diǎn)B重合；將上述飛機(jī)蒙皮零件5的數(shù)字模擬型面輸入五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)中，控制柔性夾具中的定位柱I運(yùn)動(dòng)，使柔性夾具形成飛機(jī)蒙皮零件5的物理模擬型面；
[0015]3、測量圓形定位器3和三角形定位器4的實(shí)際坐標(biāo):使用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的測頭2分別檢測出圓形定位器3上端定位孔中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (x3，y3，z3)和三角形定位器4上端定位孔的中心點(diǎn)B實(shí)際坐標(biāo)B4(x4，y4, z4)；
[0016]4、消除圓形定位器3和三角形定位器4的定位誤差:用圓形定位器3上端的定位孔的中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (x3, y3, z3)代替理論坐標(biāo)Al (xl, yl, zl),用三角形定位器4上端的定位孔的中心點(diǎn)B的實(shí)際坐標(biāo)M(x4，y4，z4)代替理論坐標(biāo)B2(x2，y2，z2)，然后編制加工程序，根據(jù)此加工程序加工出的飛機(jī)蒙皮零件5的尺寸，已經(jīng)消除了五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具的定位誤差。
[0017]實(shí)施例
[0018]1、消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)O位于柔性夾具的左前角，X軸與柔性夾具的長度方向平行，右方為X軸的正方向，Y軸與柔性夾具的寬度方向平行，后方為Y軸的正方向，Z軸垂直于X軸和Y軸所在的平面，上方為Z軸的正方向；其特征在于，消除柔性夾具定位誤差的步驟是:
[0019]1.1、輸入被加工飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型:該飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型上帶有兩個(gè)定位孔(6)，兩個(gè)定位孔(6)分別位于飛機(jī)蒙皮零件(5)長度方向的兩端，位于飛機(jī)蒙皮零件(5)左端定位孔(6)下端口中心點(diǎn)A的理論坐標(biāo)為Al (22.527, 11106.271, 711.840);位于飛機(jī)蒙皮零件(5)右端定位孔(6)的下端口中心點(diǎn)B的理論坐標(biāo)為B2 (2168.224，1106.271，400.000);飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型上帶有成型的型面、圓形定位器(3)的型面和三角形定位器(4)的型面，將飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型輸入計(jì)算機(jī)中；
[0020]1.2、構(gòu)建飛機(jī)蒙皮零件(5)的物理模擬型面:根據(jù)飛機(jī)蒙皮零件的數(shù)學(xué)模型，利用柔性夾具中的定位柱(I)上端點(diǎn)的點(diǎn)陣形成一個(gè)飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)字模擬型面；在上述點(diǎn)陣中，在位于飛機(jī)蒙皮零件(5)左端定位孔(6)的位置設(shè)置圓形定位器(3)，圓形定位器(3)上端的定位孔中心和位于飛機(jī)蒙皮零件(5)左端的定位孔(6)的下端口中心點(diǎn)A重合；在位于飛機(jī)蒙皮零件(5)右端定位孔(6)的位置設(shè)置三角形定位器(4)，三角形定位器(4)上端的定位孔的中心和位于飛機(jī)蒙皮零件(5)右端的定位孔(6)的下端口中心點(diǎn)B重合；將上述飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)字模擬型面輸入五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)中，控制柔性夾具中的定位柱(I)運(yùn)動(dòng)，使柔性夾具形成飛機(jī)蒙皮零件(5)的物理模擬型面；
[0021]1.3、測量圓形定位器(3)和三角形定位器⑷的實(shí)際坐標(biāo):使用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的測頭⑵分別檢測出圓形定位器⑶上端定位孔中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (22.325, 1106.271,710.728)和三角形定位器(4)上端定位孔的中心點(diǎn)B實(shí)際坐標(biāo)Β4(2169.157，1106.067，398.486)；
[0022]1.4、消除圓形定位器(3)和三角形定位器⑷的定位誤差:用圓形定位器(3)上端的定位孔的中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (22.325，1106.271，710.728)代替理論坐標(biāo)Al (22.527，11106.271，711.840)，用三角形定位器(4)上端的定位孔的中心點(diǎn)B的實(shí)際坐標(biāo) Β4(2169.157，1106.067, 398.486)代替理論坐標(biāo) Β2 (2168.224，1106.271, 400.000),然后編制加工程序，根據(jù)此加工程序加工出的飛機(jī)蒙皮零件(5)的尺寸，已經(jīng)消除了五坐標(biāo) 數(shù)控機(jī)床柔性夾具的定位誤差。
【權(quán)利要求】
1.消除五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具定位誤差的方法，五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床三維坐標(biāo)系的原點(diǎn)O位于柔性夾具的左前角，X軸與柔性夾具的長度方向平行，右方為X軸的正方向，Y軸與柔性夾具的寬度方向平行，后方為Y軸的正方向，Z軸垂直于X軸和Y軸所在的平面，上方為Z軸的正方向；其特征在于，消除柔性夾具定位誤差的步驟是: 1.1、輸入被加工飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型:該飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型上帶有兩個(gè)定位孔(6)，兩個(gè)定位孔(6)分別位于飛機(jī)蒙皮零件(5)長度方向的兩端，位于飛機(jī)蒙皮零件(5)左端定位孔(6)下端口中心點(diǎn)A的理論坐標(biāo)為Al(xl，yl，zl);位于飛機(jī)蒙皮零件(5)右端定位孔(6)的下端口中心點(diǎn)B的理論坐標(biāo)為B2(x2，y2，z2);飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型上帶有成型的型面，將飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)學(xué)模型輸入五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)中； 1.2、構(gòu)建飛機(jī)蒙皮零件(5)的物理模擬型面:根據(jù)飛機(jī)蒙皮零件的數(shù)學(xué)模型，利用柔性夾具中的定位柱(I)上端點(diǎn)的點(diǎn)陣形成一個(gè)飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)字模擬型面；在上述點(diǎn)陣中，在位于飛機(jī)蒙皮零件(5)左端定位孔(6)的位置設(shè)置圓形定位器(3)，圓形定位器(3)上端的定位孔中心和位于飛機(jī)蒙皮零件(5)左端的定位孔(6)的下端口中心點(diǎn)A重合；在位于飛機(jī)蒙皮零件(5)右端定位孔(6)的位置設(shè)置三角形定位器(4)，三角形定位器(4)上端的定位孔的中心和位于飛機(jī)蒙皮零件(5)右端的定位孔(6)的下端口中心點(diǎn)B重合；將上述飛機(jī)蒙皮零件(5)的數(shù)字模擬型面輸入五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)中，控制柔性夾具中的定位柱(I)運(yùn)動(dòng)，使柔性夾具形成飛機(jī)蒙皮零件(5)的物理模擬型面； 1.3、測量圓形定位器(3)和三角形定位器(4)的實(shí)際坐標(biāo):使用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的測頭(2)分別檢測出圓形定位器(3)上端定位孔中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (x3，y3，z3)和三角形定位器(4)上端定位孔的中心點(diǎn)B實(shí)際坐標(biāo)M(x4，y4，z4)； 1.4、消除圓形定位器(3 )和三角形定位器(4)的定位誤差:用圓形定位器(3)上端的定位孔的中心點(diǎn)A的實(shí)際坐標(biāo)A3 (x3, y3, z3)代替理論坐標(biāo)Al (xl, yl, zl),用三角形定位器(4)上端的定位孔的中心點(diǎn)B的實(shí)際坐標(biāo)B4(x4，y4，z4)代替理論坐標(biāo)B2 (x2，y2，z2),然后編制加工程序，根據(jù)此加工程序加工出的飛機(jī)蒙皮零件(5)的尺寸，已經(jīng)消除了五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床柔性夾具的定位誤差。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103902781SQ201410142885
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】謝志輝, 劉鳳閣, 李琳琳, 關(guān)新宇 申請人:哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司