对计算机数控机床的全局偏移补偿的制作方法

专利名称：对计算机数控机床的全局偏移补偿的制作方法
技术领域：
本发明大体一般涉及适当地偏移零件以便在CNC机床上进行机加工。
背景技术：
计算机数控(CNC :computed numerically controlled)机床通常用于机加工物品，这些物品需要使用机加工エ艺。为了最大化CNC机加工生产力，固定装置可被用于在机加工过程中将零件保持就位。固定装置与机床工作台对准。固定装置允许具有不同定位和夹持结构的零件在一共用的机床工作台上机加工。当零件在机加工过程中被夹持在固定装置上时，其可由于夹持压カ和/或刀具压カ而扭曲和強度，且由于碎屑或其他定位误差，将不会完美地与固定装置对准。另外，工作台具有线性和旋转位置误差。目前使用用于校正工作台误差的复杂维护程序。这种耗时的方法需要熟练的维护人员的操作，以指明工作台并调整參数。但是，在维护过程完成之后，残余误差仍然存在，且随着时间，工作台位置会漂移，増加工作台位置误差。固定装置可具有对准误差。多种偏移方法目前可用于电子地补偿固定装置误差。但是，工作台误差和固定装置误差二者影响零件质量。

发明内容
一种用于将零件定位在CNC机床上的方法，包括在用于CNC机床的工作台上将零件夹持到固定装置；和在零件上机加工出多个特征部和表面。基于多个特征部和表面的位点数据计算用于固定装置和工作台的多个全局偏移。通过将固定装置和工作台平移对坐标系的所述多个全局偏移每ー个，在用于CNC机床的全局坐标系上确定实际的零件位置。针对用于CNC机床的每个可控轴的标称零件位置对实际的零件位置进行补偿；基于被计算的用于CNC机床每个可控轴的偏移，利用全局偏移补偿对控制器编程，以将每个可控轴调整到实际的零件位置。一种用于在四轴CNC机床上加载零件的方法，该四轴CNC机床具有六个自由度，该方法包括将固定装置安装在用于CNC机床的工作台上；和将零件夹持到固定装置。在零件上机加工出多个特征部和表面，利用被机加工的特征部和表面确定实际的零件中心位置。计算实际的零件中心位置相对于标称零件中心位置的工作台偏移、固定装置偏移和旋转轴偏移。按照工作台偏移、固定装置偏移和旋转轴偏移来平移工作台和固定装置。基于被计算的用于六个自由度每ー个的偏移量，利用全局偏移补偿对控制器编程，以将坐标系在四个轴每一个上平移到实际的零件中心位置。—种用于在五轴CNC机床上加载零件的方法,该五轴CNC机床具有九个自由度,该方法包括将固定装置安装在用于CNC机床的工作台上；和将零件夹持到固定装置。在零件上机加工多个特征部和表面，利用被机加工的特征部和表面确定实际的零件中心位置。计算实际的零件中心位置相对于标称零件中心位置的第一工作台偏移、第二工作台偏移、固定装置偏移、第一旋转轴偏移和第二旋转轴偏移。按照第一工作台偏移、第一工作台偏移、固定装置偏移、第一旋转轴偏移和第二旋转轴偏移来平移工作台和固定装置。基于被计算、的用于九个自由度每ー个的偏移量，利用全局偏移补偿对控制器编程，以将坐标系在五个轴每ー个上平移到实际的零件中心位置。本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明优选实施例和较佳模式的以下详细描述并连同附图显而易见。


图I是第一 CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第一 CNC机床的工作台上； 图2是第二 CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第二 CNC机床的工作台上；图3是第三CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第三CNC机床的工作台上；图4是第四CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第四CNC机床的工作台上；图5是第五CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第五CNC机床的工作台上；图6是第六CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第六CNC机床的工作台上；图7是第七CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第七CNC机床的工作台上；图8是第八CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第八CNC机床的工作台上；图9是第九CNC机床的一部分的局部示意分解图，该机床具有主轴、固定装置和零件，该零件定位在用于第九CNC机床的工作台上；和图10是将全局偏移补偿应用到图I和4的CNC机床的第一方法的示意流程图。
具体实施例方式參考附图，其中，相同的附图标记在多幅图中表示相同或相似的部件，图I示出了四轴线B旋转工作台CNC机床10的一部分的局部示图。CNC机床10具有工作台12。固定装置20和零件22可组装在工作台12上，如在14处所示。坐标系16与工作台12相关联。主轴(spindle) 18可操作地连接到CNC机床10且可按照用于CNC机床10的坐标系16移动。主轴18沿坐标系16的负Z轴定向。切削刀具23被夹持在主轴18上，用于机加工零件22。主轴18可旋转，从而刀具23的切削刃可从零件22去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件22被坐标测量机(CMM)或仪器测量。主轴18和工作台12可操作地连接到用于CNC机床10的控制器26，以从主轴18和工作台12提供输入。控制器26还控制CNC机床10，包括工作台12的旋转位置。在所示实施例中，CNC机床10的工作台12绕B轴(在24处示出)旋转。CNC机床10的旋转由箭头28示出。固定装置20被安装到工作台12，零件22被安装在固定装置20上。固定装置20适于让不同零件22安装到工作台12。固定装置20用于适应在零件22上的各种支撑位点，从而不同零件22可以安装在共用的工作台12上。工作台12和固定装置20可对CNC机床10做出补偿。用于CNC机床10的工作台12被构造为接收固定装置20。一个零件22被夹持在固定装置20上，且固定装置20被安装到机床工作台12。固定装置20包括多个定位器，用于在固定装置20上支撑零件22。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器30、次定位器32和三个第三定位器34。零件22限定出定位器孔36、38，这些定位器孔对应于多个定位器30-34中的ー些。但是，固定装置20被设计为接收多个不同零件22。因此，零件22可仅限定出与固定装置20上的多个定位器30-34中的ー些相对应的定位器孔36、38。主定位器30通常具有相对应的主定位器孔36，且次定位器32通常具有次定位器孔38。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器34。 实际的零件22位置可出于多种原因而没有相对于固定装置和工作台正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件22的扭曲以及工作台12和/或固定装置20的漂移，这种漂移自工作台12和固定装置20被补偿以与CNC机床10对准时已经发生。与标称零件位置相比，实际的零件22位置可包括由于零件22和/或固定装置20相对于坐标系16的任意平面倾斜而导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件22的任何未对准可导致零件22相对于CNC机床10移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床10在零件22上的错误位点进行机加工。因此，坐标系16和B轴24必须在CNC机床10可机加工零件22之前针对零件22进行补偿。坐标系16中心通过电子地相对于CNC机床10调整实际零件22的中心和工作台的定向而被补偿。为了限定坐标系16和B轴24，标称位置信息在控制器26中被输入，包括标称エ作台中心(TxB，TyB，Tzb)、标称零件中心(Pxtl，Py0, Pz0)和标称工作台旋转⑶。CMM (未示出)測量CNC机床10中所机加工的实际零件22的特征部的偏差，且该偏差通过使用软件被转换为偏移值。CNC机床10利用标称和偏移信息来针对实际零件中心补偿坐标系16和B 轴 24。一旦零件22被夹持在固定装置20上，主轴18对零件22上的多个特征部40 (仅一个被示出)和表面42进行机加工。特征部40和表面42被CMM机测量，以确定零件22的实际位置。特征部40和表面42每个在CNC机床10的关于B轴24的多个旋转位置处被机加工。在工作台12旋转时，坐标系随零件中心行进。对于四轴B旋转工作台CNC机床10，当B处于零度时，工作台12旋转轴B与坐标系16的Y轴对准。因此，对于工作台12的X轴和Z轴来说，存在B旋转偏移和线性偏移，但对于Y轴来说，仅存在线性偏移。对于四轴B旋转工作台CNC机床10，存在六个自由度的误差，实际的零件22的中心从与标称零件22的中心按照所述误差偏移。工作台误差可沿X方向被工作台偏移(ATxb)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATzb)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(ΛΡχο)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿、并沿Z方向被固定装置偏移(APz0)补偿。工作台旋转误差可沿B方向被关于B轴24的旋转偏移(ΛΒ)所补偿。需要注意，所有下标是指关于B轴24的旋转取向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度B位置下的固定装置偏移，下标B是指用于四轴B机床的工作台偏移。
尽管对于零件22存在六个自由度的误差，但是对于四轴机床，仅存在四个可控轴，在所述可控轴上坐标系16可被调整以补偿六个自由度的误差。利用标称工作台中心(TxB，TyB，TzB)、标称零件中心(Pxtl, Pytl, Pztl),标称工作台旋转(B)和相对应的偏移，坐标系16的原点被转换为用于四个轴每ー个的位置信息。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床10的全局偏移补偿，其中，相对于机床绝对零点，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置且Wb是B轴位置Wx= (ΤχΒ+Δ TxB) + (Px0+Δ Px0) cos B- (Pz0+ Δ Pz0) sin B;Wy = TyB+Py0+ Δ Py0 ；Wz= (ΤζΒ+ Δ Tzb) + (Px0+ Δ Px0) sin B+ (Pz0+ Δ Pz0) cos B ;和Wb = B+Λ B。
控制器26将工作台12和固定装置20平移了用于四个轴每ー个的偏移量，以调整坐标系16和B轴24，并因此补偿偏差。一旦六个偏移量已经被控制器26平移了，则坐标系16和B轴24被全局偏移补偿,该全局偏移对CNC机床10的全部四个可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被应用，则零件22可被CNC机床10机加工。在零件22已经被CNC机床10机加工之后，其可被坐标测量机(CMM)測量以检验准确性。因此，固定装置20对准工作台12，工作台12被安装在CNC机床10上。固定装置20具有对准误差，工作台12具有安装误差。这两种类型的误差对于零件质量有不利影响。工作台12可具有线性和旋转误差，固定装置20具有线性误差。工作台和固定装置误差的总数是CNC机床10的自由度。CNC机床10具有多个可控轴；但是，自由度的数量大于可控轴的数量。全局偏移将每个方向的自由度的误差转变成可在坐标系16的可控轴上进行的调整，以便电子地补偿工作台12和固定装置20误差二者。在操作中，在各种工作台12的位置，零件22的所有机加工特征部40和42參照被全局偏移所补偿的全局坐标系16而被机加工。因此，全局偏移通过可控轴电子地补偿所有特征部。除了固定装置20对准和工作台12位置误差之外，其他因素(诸如夹持和切削力)也会扭曲零件22。零件22可能没有在固定装置20上被夹持在正确位置，这也会影响零件22的质量。全局偏移优化了上述误差以及其他未知误差，只要该误差对于ー个零件22与另ー个零件22来说是一致的即可。固定装置20具有三个可能的线性位置对准误差。工作台12具有两个可能的线性安装误差和ー个可能的旋转安装误差。两种类型的误差影响零件22的质量。四轴机床12的可调整自由度的总数是六。四轴机床12具有四个可控轴。全局偏移将六个自由度方向中的误差转变到四个可控轴方向中，以便电子地补偿工作台12和固定装置20 二者的误差。在操作中，在各种的工作台12的位置机加工的所有特征部40、42在全局坐标系16中被机加工，所述坐标系被全局偏移补偿。因此六个全局偏移通过四个可控轴电子地补偿所有特征部。全局偏移还优化扭曲误差、零件夹持位点误差以及其他未知误差，只要这些误差是一致的即可。图2示出了第二实施例的CNC机床110的一部分的局部视图。具体地，CNC机床是四轴C旋转工作台CNC机床110。CNC机床110具有工作台112。图2中的实施例与图I的实施例不同之处在于，CNC机床是C旋转工作台而不是B旋转工作台，对工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。固定装置120和零件122可组装在工作台112上，如在114处示出的。坐标系116与工作台112相关联。主轴118可操作地连接到CNC机床110，且可按照用于CNC机床110的坐标系116调整。主轴118沿坐标系116的Z轴定向。切削刀具123被夹持在主轴118上用于对零件122进行机加工。主轴118和工作台112可操作地连接到控制器126，以提供来自主轴118和工作台112的输入。控制器126还控制CNC机床110，包括工作台112的旋转位置。在所示实施例中，CNC机床110的工作台112绕C轴(在124处示出)旋转。CNC机床110的旋转由箭头128示出。固定装置120被安装到工作台112，且零件122被安装在固定装置120上。固定装置120适于让不同零件122被安装到工作台112。固定装置120用于适应在零件122上的各种支撑位点，从而不同零件122可以安装在共用的工作台112上。工作台112和固定 装置120已经在之前与CNC机床110对准。用于CNC机床110的工作台112被构造为接收固定装置120。一个零件122被夹持在固定装置120上且被安装到CNC机床110。固定装置120包括多个定位器，所述定位器用于在固定装置120上支撑零件122。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器130、次定位器132和三个第三定位器134。零件122限定出定位器孔136、138，所述孔对应于多个定位器130-134中的ー些。但是，每个固定装置120被设计为接收多个不同零件122。因此，零件122可仅限定出与固定装置120上的多个定位器130-134中的ー些相对应的定位器孔136、138。主定位器130通常具有相对应的主定位器孔136，且次定位器132通常具有次定位器孔138。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器134。实际的零件122的位置可出于多种原因而没有相对于标称位置正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件122的扭曲以及工作台112和/或固定装置120的漂移，这种漂移自工作台112和固定装置120针对CNC机床110补偿时已经发生。与标称零件位置相比，实际的零件122位置可包括由于零件122和/或固定装置120相对于坐标系116的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件122的任何未对准可导致零件122相对于CNC机床110移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床110在该零件122上的错误的位点进行机加工。因此，坐标系116和C轴124必须在CNC机床110可机加工零件122之前针对零件122进行补偿。通过将坐标系116和工作台调整到实际的零件中心以使零件122相对于CNC机床110对准而对坐标系116中心进行补偿。为了限定坐标系116和C轴124，标称位置信息在控制器126中被输入，包括标称工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px0, Py0, Pz0)和标称工作台旋转(C)。CMM(未示出)测量CNC机床110上所机加工的实际零件的特征部的偏差，且该偏差被转换为偏移值。CNC机床110利用标称和偏移信息来通过实际的零件中心补偿坐标系116和C轴124。一旦零件122被夹持在固定装置120上，切削刀具123对零件122上的多个特征部140 (仅ー个被示出)和表面142进行机加工。特征部140和表面142被CMM测量，以确定零件122的实际位置。特征部140和表面142每个在CNC机床110的关于C轴124的多个旋转位置处被机加工。在工作台112旋转时，坐标系116随零件122中心行进。对于四轴C旋转工作台CNC机床10，当C处于零度时，工作台112的旋转轴C与坐标系116的Z轴对准。因此，对于X轴和Y轴来说，存在C旋转偏移和线性偏移，但对于Z轴来说，仅存在线性偏移。对于四轴C旋转工作台CNC机床110，存在六个自由度的误差，实际的零件122会从标称零件122的中心按照所述误差偏移。工作台误差可沿X方向被工作台偏移(ΛΤχ。)补偿，并沿Y方向被工作台偏移(ATy。)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(APx0)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿、并沿Z方向被固定装置偏移(APztl)补偿。工作台旋转误差可被关于C轴124的旋转偏移(AC)所补偿。需要注意，所有下标是指关于C轴124的旋转取向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度C位置下的固定装置偏移，下标C是指用于四轴C机床110的工作台偏移。尽管对于零件122存在六个自由度的误差，但是对于四轴机床，仅存在四个可控轴，在所述可控轴上坐标系116可被调整以补偿六个自由度的误差。利用标称工作台中心(Txc，Tye，Tz。)、标称零件中心(PxQ，PyQ，PzQ)、标称工作台旋转(C)和相对应的偏移，坐标系116被转换为用于四个轴每ー个的值。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床110的全局偏移补偿，其中，相对于机床绝对零点，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置且Wc是C轴128位置Wx= (Txc+Δ Txc) + (Px0+Δ Px0) cos C+(Py0+Δ Py0) sin C ；Wy = (Tyc+ Δ Tyc) - (Px0+ Δ Px0) sin C+ (Py0+Δ Py0) cos C ；Wz = Tzc+Pz0+ Δ Pz0 ;和Wc = C+ Δ C。控制器126将工作台112和固定装置120平移了用于四个轴每ー个的偏移量，以调整坐标系116和C轴128，并因此补偿偏差。一旦六个偏移量已经通过控制器126转变，则坐标系116和C轴128被全局偏移补偿，该全局偏移针对CNC机床110的全部四个可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被应用，则零件122可被CNC机床110机加工。在零件122已经被CNC机床110机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。图3示出了第三实施例的CNC机床210的一部分的局部视图。CNC机床210是四轴A旋转工作台CNC机床210。CNC机床210具有工作台212。图3中的实施例与上述实施例不同之处在干，CNC机床是A旋转工作台而不是B或C旋转工作台，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。固定装置220和零件222可组装在工作台212上，如在214处示出的。坐标系216与工作台212相关联。主轴218可操作地连接到CNC机床210，且可按照用于CNC机床210的坐标系216调整。主轴218沿坐标系216的Z轴定向。切削刀具223被夹持在主轴218上用于对零件222进行机加工。切削工具223的切削刃可从零件222去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件222被CMM(未示出)或仪器测量。主轴218和工作台212可操作地连接到控制器226，以提供来自主轴218和工作台212的输入。控制器226还控制CNC机床210，包括工作台212的旋转位置。在所示实施例中，CNC机床210的工作台212绕A轴(在224处示出)旋转。CNC机床210的旋转由箭头228示出。固定装置220被安装到工作台212，且零件222被安装在固定装置220上。固定装置220适于让不同零件222被安装到工作台212。固定装置220用于适应在零件222上的各种支撑位点，从而不同零件222可以安装在共用的工作台212上。工作台212和固定装、置220可对CNC机床210做出补偿。用于CNC机床210的工作台212被构造为接收固定装置220。一个零件222被夹持在固定装置220上且被安装到机床工作台212。固定装置220包括多个定位器，用于在固定装置220上支撑零件222。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器230、次定位器232和三个第三定位器234。零件222每ー个限定出定位器孔236、238，其对应于多个定位器230-234中的ー些。但是，每个固定装置220被设计为接收多个不同零件222。因此，零件222可仅出限定与固定装置220上的多个定位器230-234中的一些相对应的定位器孔236、238。主定位器230通常具有相对应的主定位器孔236，且次定位器232通常具有次定位器孔238。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器234。实际的零件222位置可出于多种原因而没有相对于固定装置和工作台正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件222的扭曲以及工作台212和/或固定装置220的漂移，这种漂移自工作台212和固定装置220针对CNC机床210进行补偿时已经发生。与标称零件位置相比，实际的零件222位置可包括任何线性偏差和旋转偏差，这是由于 零件222和/或固定装置220相对于坐标系216的任意平面倾斜而导致的。零件222的任何未对准可导致零件222相对于CNC机床210移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床210在该零件222上的错误位点上进行机加工。因此，零件222必须在CNC机床210可机加エ零件222之前相对于坐标系216和A轴224正确地定位。通过按照实际的零件中心调整坐标系216以使零件222与CNC机床210对准来对坐标系216的中心做出补偿。为了限定坐标系216和A轴224，标称位置信息在控制器226中被输入，包括标称工作台中心(TxA，TyA，TzA)、标称零件中心(PX(l，PyQ，PZ(l)和标称工作台旋转(A)。CMM測量CNC机床210中所机加工的实际零件的特征部的偏差，且该偏差被转换为偏移值。CNC机床210利用标称和偏移信息来针对实际的零件中心补偿坐标系216和A轴224。一旦零件222被夹持在固定装置220上，切削刀具223对零件222上的多个特征部240 (仅ー个被示出)和表面242进行机加工。特征部240和表面242被測量，以确定零件222的实际位置。特征部240和表面242每ー个在CNC机床210的关于A轴224的多个旋转位置处被机加工。坐标系216随工作台212行进。对于四轴A旋转工作台CNC机床210，当A处于零度时，工作台212的旋转轴A与坐标系216的X轴对准。因此，对于Y轴和Z轴来说，存在A旋转偏移和线性偏移，但对于X轴来说，仅存在线性偏移。对于四轴A旋转工作台CNC机床210，存在六个自由度的误差，实际的零件222的中心会从标称零件中心按照所述误差偏移。工作台误差可沿Y方向被工作台偏移(ATyA)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATza)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(APxa)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APyA)补偿，并沿Z方向被固定装置偏移(APza)补偿。工作台旋转误差可沿A方向被关于A轴224的旋转偏移(ΛΑ)所补偿。需要注意，所有下标是指关于A轴224的旋转取向，个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度A位置下的固定装置偏移，下标A是指用于四轴A机床210的工作台偏移。尽管对于零件222存在六个自由度的误差，但是对于四轴机床，仅存在四个可控轴，在所述可控轴上坐标系216可被调整以补偿六个自由度的误差。利用标称工作台中心(TxA, TyA，TzA)、标称零件中心(Ptl, Py0, Pztl)、标称工作台旋转(A)和相对应的偏移，坐标系216在四个轴每一个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床210的全局偏移补偿，其中，相对于机床绝对零点，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置且Wa是A轴228位置Wx = ΤχΑ+Ρχ0+ Δ Px0 ；Wy = (TyA+ Δ TyA) + (Py0+ Δ Py0) cos A+ (Pz0+Δ Pz0) sin A ；Wz= (TzA+ Δ Tza) - (Py0+ Δ Py0) sin A+ (Pz0+ Δ Pz0) cos A ;和Wa = A+ΔΑ。
控制器226将工作台212和固定装置220平移了用于四个轴每ー个的偏移量，以调整坐标系216和A轴228，并因此补偿偏差。一旦六个偏移已经被控制器226平移了，则坐标系216和A轴224被全局偏移补偿，该全局偏移针对CNC机床210的全部可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被应用，则零件222可被CNC机床210机加工。在零件222已经被CNC机床210机加工之后，其可被CMM測量以检验准确性。图4示出了第四实施例的CNC机床310的一部分的局部视图。CNC机床是五轴A在B上(A on B)旋转工作台CNC机床310。CNC机床310具有第一或A工作台312，该Aエ作台安装在第二或B工作台344上。图4中的实施例与上述实施例不同之处在于，CNC机床310是五轴机床而不是四轴机床，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。A工作台312绕A轴(在324处示出)旋转，B工作台344绕B轴(在346处示出)旋转。A工作台312的旋转通过箭头328示出，箭头348示出B工作台344的旋转。固定装置320和零件322可组装在A工作台312上，如在314处示出的。坐标系316与CNC机床310相关联。主轴318可操作地连接到CNC机床310。主轴318的运动可被用于CNC机床310的坐标系316调整。主轴318沿坐标系316的负Z轴定向。切削刀具323被夹持在主轴318上用于对零件322机加工。主轴318可旋转，使得刀具323的切削刃可从零件322去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件322被CMM机或仪器测量。主轴318和A工作台312及B工作台344可操作地连接到控制器326，以提供来自主轴318、A工作台312和B工作台344的输入。控制器326还控制CNC机床310，包括A工作台312和B工作台344的旋转位置。固定装置320被安装到A工作台312，且零件322被安装在固定装置320上。固定装置320适于让不同零件322被安装到工作台312。固定装置320用于适应在零件322上的各种支撑位点，从而不同零件322可以安装在共用的工作台312上。A工作台312、Bエ作台344和固定装置320可被补偿以与CNC机床310对准。用于CNC机床310的A工作台312被构造为接收固定装置320。一个零件322被夹持在固定装置320上，且固定装置320被安装到机床工作台312。固定装置320包括多个定位器，用于在固定装置320上支撑零件322。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器330、次定位器332和三个第三定位器334。零件322限定出定位器孔336、338，这些定位器孔对应于多个定位器330-334中的ー些。但是，固定装置320被设计为接收多个不同零件322。因此，零件322可仅限定出与固定装置320上的多个定位器330-334中的ー些相对应的定位器孔336、338。主定位器330通常具有相对应的主定位器孔336，且次定位器332通常具有次定位器孔338。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器334。
实际的零件322的位置可出于多种原因而没有相对于固定装置320和工作台312、344正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件322的扭曲以及工作台312、344和/或固定装置320的漂移。工作台312、344和固定装置320可被补偿以与CNC机床310对准。与标称零件位置相比，实际的零件322的位置可包括由于零件322和/或固定装置320相对于坐标系316的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件322的任何未对准可导致零件322相对于CNC机床310移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床310在该零件322上的错误位点进行机加工。因此，坐标系316、A轴324和B轴346必须在CNC机床310可机加工零件322之前针对零件322补偿。通过实际的零件322的中心和定向针对CNC机床310电子地补偿坐标系316的中心。为了限定坐标系316、A轴324和B轴346，标称位置信息在控制器326中被输入，包括标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称B工作台中心(TxB, TyB, TzB)、标称零件中心(Px。，Py0, Pz0)、标称A工作台旋转㈧和标称B工作台旋转⑶。CMM(未示出)測量CNC机床310机加工的实际零件322的特征部340、342的偏差，且该偏差通过使用软件被转换为偏移值。CNC机床310利用标称和偏移信息来按照实际的零件中心补偿坐标系316、A轴324 和 B 轴 346。一旦零件322被夹持在固定装置320上，切削刀具323机加工零件322上的多个特征部340 (仅ー个被示出)和表面342。特征部340和表面342被CMM机测量，以确定零件322的实际位置。在CNC机床310的关于A轴324和B轴346的多个旋转位置处机加工特征部340和表面342姆ー个。在工作台312和344旋转时，坐标系316随零件中心行进。对于五轴A在B上旋转工作台CNC机床310来说，当A和B处于零度时，工作台312的旋转轴A与坐标系316的X轴对准，工作台344的旋转轴B与坐标系的Y轴对准。因此，对于第一工作台312的Y轴和Z轴来说，存在A旋转偏移和线性偏移，对于第二工作台344的X轴和Z轴来说，存在B旋转偏移和线性偏移，另外，对于工作台312和344来说，还存在A和B旋转偏移的组合。对于五轴A在B上旋转工作台CNC机床310，存在九个自由度的误差，实际的零件322会从标称零件322中心按照所述误差偏移。A工作台312误差可沿Y方向被工作台偏移(ATyA)补偿、并沿Z方向被工作台偏移(ATza)补偿。B工作台344误差可沿X方向被工作台偏移(ATxb)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATzb)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(ΛΡχο)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿、并沿Z方向被固定装置偏移(APztl)补偿。最后，旋转偏移包括关于A轴324的旋转偏移(ΛΑ)和关于B轴346的旋转偏移(ΛΒ)。需要注意，所有下标是指关于A轴324和B轴346的旋转取向，具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度旋转的A位置和B位置下的固定装置偏移，下标A是指用于五轴机床的A工作台的工作台偏移，下标B是指用于五轴机床的B工作台的工作台偏移。尽管对于零件322存在九个自由度的误差，但是对于五轴机床，仅存在五个可控轴，在所述可控轴上坐标系316可被调整以补偿九个自由度的误差。利用标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称B工作台中心(TxB, TyB, Tzb)、标称零件中心(PxQ, Py0, Pz0)、标称A工作台旋转(A)、标称B工作台旋转(B)和相对应的偏移，坐标系316的原点在五个轴每一、个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床310的全局偏移补偿，其中，相对于机床绝对零点，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置、Wa是A轴位置且Wb是B轴位置Wx= (ΤχΒ+Δ Txb) + (ΤχΑ+Ρχ0+Δ Px0) cos B- [ (ΤζΑ+ Δ Tza) - (Py0+ Δ Py0) sin A+ (Pz0+ Δ Pz0) cos A] sin BWy = (TyB+TyA+ Δ TyA) + (Py0+ Δ Py0) cos A+ (Pz0+Δ Pz0) sin A ；Wz= (TzB+Δ TzB) + (TxA+Px0+Δ Px0) sin B+ [ (TzA+ Δ Tza) - (Py0+ Δ Py0) sin A+ (Pz0+ Δ Pz0) cos A] cos B ； Wa = A+Λ A;和Wb = Β+ΔΒο控制器326将工作台312、344和固定装置320平移了用于五轴姆一个的偏移量，以调整坐标系316、Α轴324和B轴346，并因此补偿偏差。一旦九个偏移已经被控制器326平移了，则坐标系316和A轴324和B轴346被全局偏移补偿，该全局偏移针对CNC机床310的全部五个可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被应用，则零件322可被CNC机床310机加工。在零件322已经被CNC机床310机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。因此，固定装置320具有三个可能的线性位置对准误差。两个工作台312、344具有总共四个潜在的线性安装误差和两个潜在的旋转安装误差。两种类型的误差影响零件322质量。五轴机床310的可调整自由度的总数是九。五轴机床310具有五个可控轴。全局偏移将九个自由度方向中的误差转变到五个可控轴方向中，以便电子地补偿工作台312、344和固定装置320的误差两者。在操作中，在各种的工作台312、344的位置机加工的所有特征部340、342在全局坐标系316中被机加工，所述坐标系被全局偏移补偿。因此九个全局偏移通过五个可控轴电子地补偿所有特征部。全局偏移还优化扭曲误差、零件夹持位点误差以及其他未知的一致性误差。图5示出了第五实施例的CNC机床410的一部分的局部视图。CNC机床410具有第一或B工作台412，其安装在第二或A工作台444上。CNC机床是五轴B在A上旋转工作台CNC机床410。图5中的实施例与图4中的实施例不同之处在于，CNC机床是B在A上旋转工作台，而不是A在B上旋转工作台，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。B工作台412绕B轴(在424处示出)旋转，A工作台444绕A轴(在446处示出)旋转。对于B工作台412来说，CNC机床410的旋转用于B工作台412的箭头428和用于对于A工作台446的箭头448示出。固定装置420和零件422可组装在B工作台412上，如在414处示出的。坐标系416与CNC机床410相关联。主轴418可操作地连接到CNC机床410，主轴418的运动可按照用于CNC机床410的坐标系416调整。主轴418沿坐标系416的Z轴定向。切削刀具423被夹持在主轴418上用于机加工零件422。主轴418可旋转，从而切削刀具423的切削刃可从零件422去除材料。主轴418、Β工作台412和A工作台444可操作地连接到控制器426，以提供来自主轴418、B工作台412和A工作台444的输入。控制器426还控制CNC机床410，包括Bエ作台412和A工作台444的旋转位置。固定装置420被安装到B工作台412，且零件422被安装在固定装置420上。固定装置420适应要被安装到工作台412的不同零件422。固定装置420用于适应在零件422上的各种支撑位点，从而不同零件422可以安装在共用的工作台412上。B工作台412、Aエ作台444和固定装置420可通过CNC机床410补偿。用于CNC机床410的B工作台412被构造为接收固定装置420。一个零件422被夹持在固定装置420上且被固定到机床工作台412。固定装置420包括多个定位器，所述定位器用于在固定装置420上支撑零件422。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器430、次定位器432和三个第三定位器434。零件422限定出定位器孔436、438，所述定位器孔对应于多个定位器430-434中的ー些。但是，每个固定装置420被设计为接收多个不同零件422。因此，零件422可仅限定出与固定装置420上的多个定位器430-434中的ー些相对应的定位器孔436、438。主定位器430通常具有相对应的主定位器孔436，且次定位器432通常具有次定位器孔438。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器434。实际的零件422的位置可出于多种原因而没有相对于固定装置和工作台正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定 位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件422的扭曲以及工作台412、444和/或固定装置420的漂移，这种漂移自工作台412、444和固定装置420通过CNC机床410补偿时已经发生。与标称零件位置相比，实际的零件422位置可包括由于零件422和/或固定装置420相对于坐标系416的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件422的任何未对准可导致零件422相对于CNC机床410移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床410在该零件422上的错误位点进行机加工。因此，坐标系416、B轴424和A轴446必须在CNC机床410可机加工零件422之前针对零件422进行补偿。按照实际的零件422中心和定向针对CNC机床410电子地对坐标系416的中心进行补偿。为了限定坐标系416、B轴424和A轴446，标称位置信息在控制器426中被输入，包括标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称B工作台中心(TxB, TyB, TzB)、标称零件中心(Px。，Py0, Pz0)、标称A工作台旋转㈧和标称B工作台旋转⑶。CMM測量CNC机床410机加工的实际零件422的特征部的偏差，且偏差通过使用软件被转换为偏移值。CNC机床410利用标称和偏移信息来通过实际的零件中心补偿坐标系416、B轴424和A轴446。一旦零件422被夹持在固定装置420上，则主轴418对零件422上的多个特征部440 (仅ー个被示出)和表面442进行机加工。特征部440和表面442被CMM测量，以确定零件422的实际位置。特征部440和表面442每ー个在CNC机床410的关于B轴424和A轴446的多个旋转位置处被机加工。在工作台412和444旋转时，坐标系416随零件中心行进。对于五轴B在A上的旋转工作台CNC机床410来说，当A和B处于零度吋，工作台412的旋转轴B与坐标系416的Y轴对准，工作台444的旋转轴A与坐标系的X轴对准。因此，对于第一工作台412的X轴和Z轴来说，存在B旋转偏移和线性偏移，对于第二工作台444的Y轴和Z轴来说，存在A旋转偏移和线性偏移，另外，对于工作台412、444还存在A和B旋转偏移的组合。对于五轴B在A上的旋转工作台CNC机床410来说，存在九个自由度的误差，实际的零件422会从标称零件422中心按照所述误差偏移。A工作台444误差可沿Y方向被エ作台偏移(ATyA)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATza)补偿。B工作台412误差可沿X方向被工作台偏移(ATxb)补偿并沿Z方向被工作台偏移(ATzb)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(APxtl)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿、并沿Z方向被固定装置偏移(APztl)补偿。最后，旋转偏移包括关于A轴446的旋转偏移(ΛΑ)和关于B轴424的旋转偏移(Λ B)。需要注意，所有下标是指关于A轴446和B轴424的旋转取向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度旋转的A位置和B位置下的固定装置偏移，下标A是指用于A工作台444的工作台偏移，下标B是指B工作台412的工作台偏移。尽管对于零件422存在九个自由度的误差，但是对于五轴机床，仅存在五个可控轴，在所述可控轴上坐标系416可被调整以补偿九个自由度的误差。利用标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称B工作台中心(TxB, TyB, Tzb)、标称零件中心(PxQ, Py0, Pz0)、标称A工作台旋转(A)、标称B工作台旋转(B)和相对应的偏移，坐标系416的原点在五个轴的每个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床410的全局偏移补偿，其中，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置、Wa是A轴位置且Wb是B轴位置 Wx= (ΤχΑ+ΤχΒ+ Δ TxB) + (Px0+ Δ Px0) cos B- (Pz0+ Δ Pz0) sin B ；Wy = (TyA+ Δ TyA) + (TyB+Py0+ Δ Py0) cos A+ [ (TzB+ Δ Tzb) + (Px0+ Δ Px0) sin B+ (Pz0+ Δ Pz0) cos B] sin A;Wz= (TzA+ Δ TzA) - (TyB+Py0+ Δ Py0) sin A+ [ (TzB+ Δ Tzb) + (Px0+ Δ Px0) sin B+ (Pz0+ Δ Pz0) cos B] cos A;Wa = A+Λ A;和Wb = Β+ΔΒο控制器426将工作台412、444和固定装置420平移了用于五个每ー个的偏移量，以调整坐标系416、Β轴424和A轴446，并因此补偿偏差。一旦九个偏移已经被控制器426平移了，则坐标系416和B轴424被全局偏移补偿，该全局偏移针对CNC机床410的全部可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被应用，则零件422可被CNC机床410机加工。在零件422已经被CNC机床410机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。图6示出了第六实施例的CNC机床510的一部分的局部视图。CNC机床是五轴B在C上的旋转工作台CNC机床510。CNC机床510具有第一或B工作台512，其安装在第二或C工作台544上。图6中的实施例与图4中的实施例不同之处在于，CNC机床是B在C上的旋转工作台，而不是A在B上的旋转工作台，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。B工作台512绕B轴(在524处示出)旋转，C工作台544绕C轴(在546处示出)旋转。CNC机床510的旋转通过用于B工作台512的箭头528和用于C工作台544的箭头548示出。固定装置520和零件522可组装在B工作台512上，如在514处示出的。坐标系516与CNC机床510相关联。主轴518可操作地连接到CNC机床510，且可按照用于CNC机床510的坐标系516调整。主轴518沿坐标系516的Z轴定向。切削刀具523被夹持在主轴518上，用于机加工零件522。主轴518可旋转，从而切削刀具523的切削刃可从零件522去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件522被CMM或仪器测量。主轴518、Β工作台512和C工作台544可操作地连接到控制器526，以提供来自主轴518、B工作台512和C工作台544的输入。控制器526还控制CNC机床510，包括Bエ作台512和C工作台544的旋转位置。
固定装置520被安装到B工作台512，且零件522被安装在固定装置520上。固定装置520适于让不同零件522被安装到工作台512。固定装置520用于适应在零件522上的各种支撑位点，从而不同零件522可以安装在共用的工作台512上。B工作台512、C工作台544和固定装置520可通过CNC机床510而被补偿。用于CNC机床510的B工作台512被构造为接收固定装置520。一个零件522被夹持在固定装置520上且被安装到CNC机床510。固定装置520包括多个定位器，所述定位器用于在固定装置520上支撑零件522。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器530、次定位器532和三个第三定位器534。零件522限定出定位器孔536、538，所述定位器孔对应于多个定位器530-534中的ー些。但是,姆个固定装置520被设计为接收多个不同零件522。因此，零件522可仅限定出与固定装置520上的多个定位器530-534中的ー些相对应的定位器孔536、538。主定位器530通常具有相对应的主定位器孔536，且次定位器532通常具有次定位器孔538。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器534。实际的零件522的位置可出于多种原因而没有相对于固定装置和工作台正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件522的扭曲以及工作台512、544和/或固定装置520的漂移。与标称零件位置相比，实际的零件522的位置可包括由于零件522和/或固定装置520相对于坐标系516的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件522的任何未对准可导致零件522相对于CNC机床510移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床510在该零件522上的错误位点进行机加工。因此，坐标系516、B轴524和C轴546必须在CNC机床510可机加工零件522之前针对零件522补偿。按照实际的零件522中心和定向电子地补偿坐标系516中心，以将零件522正确地定位到CNC机床510。为了限定坐标系516、B轴524和C轴546,标称位置信息在控制器526中被输入，包括标称B工作台中心(TxB, TyB, Tzb)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tze)、标称零件中心(Px。，Py0, Pz0)、标称B工作台旋转⑶和标称C工作台旋转(C)。CMM測量在CNC机床510上机加工的实际零件522的特征部的偏差，且该偏差通过使用软件被转换为偏移值。CNC机床510利用标称和偏移信息来通过实际的零件中心补偿坐标系516、B轴524和C轴546。一旦零件522被夹持在固定装置520上，则切削刀具523机加工零件522上的多个特征部540 (仅ー个被示出)和表面542。特征部540和表面542被CMM测量，以确定零件522的实际位置。特征部540和表面542每ー个在CNC机床510的关于B轴524和C轴546的多个旋转位置处被机加工。在工作台512和544旋转时，坐标系516随零件中心522行进。对于五轴B在C上的旋转工作台CNC机床510来说，当B和C处于零度吋，工作台512的旋转轴B与坐标系516的Y轴对准，工作台544的旋转轴C与坐标系的Z轴对准。因此，对于第一工作台512的X轴和Z轴来说，存在B旋转偏移和线性偏移，对于第二工作台544的X轴和Y轴来说，存在C旋转偏移和线性偏移。另外，对于工作台512、544还存在B和C旋转偏移的组合。对于五轴B在C上的旋转工作台CNC机床510来说，存在九个自由度的误差，实际的零件522会从标称零件522中心按照所述误差偏移。B工作台512误差可沿X方向被エ作台偏移(ATxb)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATzb)补偿。C工作台544误差可沿X 方向被工作台偏移(ΛΤχ。)补偿并沿Y方向被工作台偏移(ATy。)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(ΛΡχο)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿并沿Z方向被固定装置偏移(APztl)补偿。最后，旋转偏移包括关于B轴524的旋转偏移(ΛΒ)和关于C轴546的旋转偏移(AC)。需要注意，所有下标是指关于B轴524和C轴546的旋转取向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度旋转B位置和C位置下的固定装置偏移，下标B是指用于B工作台512的工作台偏移，下标C是指C工作台5442的工作台偏移。尽管对于零件522存在九个自由度的误差，但是对于五轴机床，仅存在五个可控轴，在所述可控轴上坐标系516可被调整以补偿九个自由度的误差。利用标称B工作台中心(TxB, TyB, Tzb)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px0, Py0, Pz0)、标称B工作台旋转(B)、标称C工作台旋转(C)和相对应的偏移，坐标系516的原点在五个轴的每个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床510的全局偏移补偿，其中，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置、Wb是B轴位置且Wc是C轴位置 Wx= (Txc+Δ Txc)+ [ (ΤχΒ+Δ TxB) + (Px0+Δ Px0) cos B- (Pz0+ Δ Pz0) sin B] cos C+ (TyB+Py0+ Δ Py0) sin C ；Wy = (Tyc+Δ Tyc) _[ (ΤχΒ+Δ ΤχΒ) + (Px0+Δ Px0) cos B- (Pz0+ Δ Pz0) sin B] sin C+ (TyB+Py0+ Δ Py0) cos C ；Wz= (Tzc+TzB+Δ ΤζΒ) + (Px0+Δ Px0) sin B+ (Pz0+ Δ Pz0) cos B;ffB = B+ Δ B ;和Wc = C+Λ C。控制器526将工作台512、544和固定装置520平移了用于五个姆一个的偏移量，以调整坐标系516、Β轴524和C轴546，并因此补偿偏差。一旦九个偏移已经被控制器526平移了，则坐标系516和C轴546被全局偏移被补偿，该全局偏移针对CNC机床510的全部可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被执行，则零件522可被CNC机床510机加工。在零件522已经被CNC机床510机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。图7示出了第七实施例的CNC机床610的一部分的局部视图。CNC机床是五轴C在B上的旋转工作台CNC机床610。CNC机床610具有第一或C工作台612，其安装在第二或B工作台644上。图7中的实施例与图4中的实施例不同之处在于，CNC机床是C在B上的旋转工作台，而不是A在B上的旋转工作台，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。C工作台612绕C轴(在624处示出)旋转，B工作台644绕B轴(在646处示出)旋转。CNC机床610的旋转通过用于C工作台612的箭头628和用于B工作台644的箭头648示出。固定装置620和零件622可组装在C工作台612上，如在614处示出的。坐标系616与CNC机床610相关联。主轴618可操作地连接到CNC机床610，且可按照用于CNC机床610的坐标系616调整。主轴618沿坐标系616的Z轴定向。切削刀具623被夹持在主轴618上，用于机加工零件622。主轴618可旋转，从而切削刀具623的切削刃可从零件622去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件622被CMM或仪器测量。主轴618、C工作台612和B工作台644可操作地连接到控制器626，以提供来自主轴618、C工作台612和B工作台644的输入。控制器626还控制CNC机床610，包括Cエ作台612和B工作台644的旋转位置。
固定装置620被安装到C工作台612，且零件622被安装在固定装置620上。固定装置620适于让不同零件622被安装到工作台612。固定装置620用于适应在零件622上的各种支撑位点，从而不同零件622可以安装在共用的工作台612上。C工作台612、B工作台644和固定装置620可通过CNC机床610而被补偿。用于CNC机床610的C工作台612被构造为接收固定装置620。一个零件622被夹持在固定装置620上且被安装到CNC机床610。固定装置620包括多个定位器，所述定位器用于在固定装置620上支撑零件622。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器630、次定位器632和三个第三定位器634。零件622限定出定位器孔636、638，所述定位器孔对应于多个定位器630-634中的ー些。但是,姆个固定装置620被设计为接收多个不同零件622。因此，零件622可仅限定出与固定装置620上的多个定位器630-634中的ー些相对应的定位器孔636、638。主定位器630通常具有相对应的主定位器孔636，且次定位器632通常具有次定位器孔638。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器634。实际的零件622的位置可出于多种原因而没有相对于固定装置620和工作台612、 644正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件622的扭曲以及工作台612、644和/或固定装置620的漂移。与标称零件位置相比，实际的零件622的位置可包括由于零件622和/或固定装置620相对于坐标系616的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件622的任何未对准可导致零件622相对于CNC机床610移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床610在错误的位点在该零件622上进行机加工。因此，坐标系616、C轴624和B轴646必须在CNC机床610可机加工零件622之前针对零件622补偿。按照实际的零件中心和CNC机床610的定向电子地补偿坐标系616的中心。为了限定坐标系616、C轴624和B轴646,标称位置信息在控制器626中被输入，包括标称B工作台中心(TxB, TyB, Tzb)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tze)、标称零件中心(Px。，Py0, Pz0)、标称B工作台旋转⑶和标称C工作台旋转(C)。CMM測量在CNC机床610上机加工的实际零件622的特征部的偏差，且该偏差被转换为偏移值。CNC机床610利用标称和偏移信息来通过实际的零件中心补偿坐标系616、C轴624和B轴646。一旦零件622被夹持在固定装置620上，则切削刀具623机加工零件622上的多个特征部640 (仅ー个被示出)和表面642。特征部640和表面642被CMM测量，以确定零件622的实际位置。特征部640和表面642的每个在CNC机床610的关于C轴624和B轴646的多个旋转位置处被机加工。在工作台612和644旋转时，坐标系616随零件中心622行进。对于五轴C在B上旋转工作台CNC机床610来说，当C和B处于零度时，工作台612的旋转轴C与坐标系616的Z轴对准，工作台644的旋转轴B与坐标系的Y轴对准。因此，对于第一工作台612的X轴和Y轴来说，存在C旋转偏移和线性偏移，对于第二工作台644的X轴和Z轴来说，存在B旋转偏移和线性偏移。另外，对于工作台612、644还存在A和B旋转偏移的组合。对于五轴C在B上旋转工作台CNC机床610，存在九个自由度的误差，零件622会从标称零件622中心按照所述误差偏移。B工作台644误差可沿X方向被工作台偏移(Λ Txb)补偿并沿Z方向被工作台偏移(ATzb)补偿。C工作台612误差可沿X方向被工作台偏移(ATxc)补偿并沿Y方向被工作台偏移(ATy。)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(APxtl)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿并沿Z方向被固定装置偏移(Δ Pz0)补偿。最后，旋转偏移包括关于B轴646的旋转偏移(Λ B)和关于C轴624的旋转偏移(AC)。需要注意，所有下标是指关于C轴624和B轴646的旋转定向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度旋转C位置和B位置下的固定装置偏移，下标B是指用于B工作台644的工作台偏移，下标C是指C工作台612的偏移。尽管对于零件622存在九个自由度的误差，但是对于五轴机床，仅存在五个可控轴，在所述可控轴上坐标系616可被调整以补偿九个自由度的误差。利用标称B工作台中心(TxB, TyB, Tzb)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px0, Py0, Pz0)、标称B工作台旋转(B)、标称C工作台旋转(C)和相对应的偏移，坐标系616的原点在五个轴的每个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床610的全局偏移补偿，其中，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置、Wb是C轴位置和Wc是B轴位置
Wx= (ΤχΒ+Δ Txb)+ [ (Txc+Δ Txc) + (Px0+Δ Px0) cos C+ (Py0+Δ Py0) sin C] cos B- (Tzc+Pz0+ Δ Pz0) sin B;Wy = (TyB+Tyc+ Δ Tyc) - (Px0+ Δ Px0) sin C+ (Py0+Δ Py0) cos C ；Wz= (ΤζΒ+Δ ΤζΒ)+ [ (Txc+Δ Txc) + (Px0+Δ Px0) cos C+ (Py0+Δ Py0) sin C] sin B+ (Tzc+Pz0+ Δ Pz0) cos B;Wb = B+Λ B;和Wc = C+Λ C。控制器626将工作台612、644和固定装置620 了用于五个姆一个的偏移量，以调整坐标系616、C轴624和B轴646，并因此补偿偏差。一旦九个偏移已经被控制器626平移了，则坐标系616、C轴624和B轴646被全局偏移被补偿，该全局偏移针对CNC机床610的全部九个可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被执行，则零件622可被CNC机床610机加工。在零件622已经被CNC机床610机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。图8示出了第八实施例的CNC机床710的一部分的局部视图。CNC机床是五轴C在A上的旋转工作台CNC机床710。CNC机床710具有第一或C工作台712，其安装在第二或A工作台744上。图8中的实施例与图4中的实施例不同之处在于，CNC机床是C在A上的旋转工作台，而不是A在B上的旋转工作台，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。C工作台712绕C轴(在724处示出)旋转，A工作台744绕A轴(在746处示出)旋转。CNC机床710的旋转通过用于C工作台712的箭头728和用于A工作台744的箭头748示出。固定装置720和零件722可组装在C工作台712上，如在714处示出的。坐标系716与CNC机床710相关联。主轴718可操作地连接到CNC机床710，且可按照用于CNC机床710的坐标系716调整。主轴718沿坐标系716的Z轴定向。切削刀具723被夹持在主轴718上，用于机加工零件722。主轴718可旋转，从而切削刀具723可从零件722去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件722被CMM(未示出)或仪器测量。主轴718、C工作台712和A工作台744可操作地连接到控制器726，以提供来自探针718、C工作台712和A工作台744的输入。控制器726还控制CNC机床710，包括Cエ作台712和A工作台744的旋转位置。固定装置720被安装到C工作台712，且零件722被安装在固定装置720上。固定装置720适于让不同零件722被安装到工作台712。固定装置720用于适应在零件722上的各种支撑位点，从而不同零件722可以安装在共用工作台712上。C工作台712、A工作台744和固定装置720可通过CNC机床710而被补偿。用于CNC机床710的C工作台712被构造为接收固定装置720。一个零件722被安装在固定装置720上且被夹持到机床工作台712。固定装置720包括多个定位器，所述定位器用于在固定装置720上支撑零件722。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器730、次定位器732和三个第三定位器734。零件722限定出定位器孔736、738，所述定位器孔对应于多个定位器730-734中的ー些。但是，每个固定装置720被设计为接收多个不同零件722。因此，零件722可仅限定出与固定装置720上的多个定位器730-734中的ー些相对应的定位器孔736、738。主定位器730通常具有相对应的主定位器孔736，且次定位器732通常具有次定位器孔738。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器734。实际的零件722的位置可出于多种原因而没有相对于固定装置720和工作台712、744位置正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件722的扭曲以及工作台712,744和/或固定装置720的漂移。工作台712、744和固定装置可通过CNC机床710补偿。与标称零件位置相比，实际的零件722的位置可包括由于零件722和/或固定装置720相对于坐标系716的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件722的任何未对准可导致零件722相对于CNC机床710移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床710在错误的位点在该零件722上进行机加工。因此，坐标系716、C轴724和A轴746必须在CNC机床710可机加工零件722之前针对零件722补偿。按照实际的零件中心和定向电子地补偿坐标系716中心，以将零件722正确地定位到CNC机床710。为了限定坐标系716、C轴724和A轴746,标称位置信息在控制器726中被输入，包括标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px。，Py0, Pz0)、标称A工作台旋转㈧和标称C工作台旋转(C)。CMM測量在CNC机床710上的实际零件722的特征部的偏差，且该偏差被转换为偏移值。CNC机床710利用标称和偏移信息来按照实际的零件中心补偿坐标系716、C轴724和A轴746。一旦零件722被夹持在固定装置720上，则切削刀具723机加工零件722上的多个特征部740 (仅ー个被示出)和表面742。特征部740和表面742被CMM测量，以确定零件722的实际位置。特征部740和表面742每ー个在CNC机床710的关于C轴724和A轴746的多个旋转位置处被机加工。在工作台712和744旋转时，坐标系716随零件中心722行进。对于五轴C在A上的旋转工作台CNC机床710来说，当C和A处于零度吋，工作台712的旋转轴C与坐标系716的Z轴对准，工作台744的旋转轴A与坐标系的X轴对准。因此，对于第一工作台712的X轴和Y轴，存在C旋转偏移和线性偏移，对于第二工作台744的Y轴和Z轴，存在A旋转偏移和线性偏移。另外，对于工作台还存在C和A旋转偏移的组合。对于五轴C在A上的旋转工作台CNC机床710来说，存在九个自由度的误差，实际的零件722会从标称零件722中心按照所述误差偏移。A工作台744误差可沿Y方向被エ作台偏移(ATyA)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATza)补偿。C工作台712误差可沿X方向被工作台偏移(ΛΤχ。)补偿，并沿Y方向被工作台偏移(ATy。)补偿。固定装置误差可、沿X方向被固定装置偏移(APxci)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿。并沿ζ方向被固定装置偏移(APztl)补偿。最后，旋转偏移包括关于C轴724的旋转偏移(AC)和关于A轴746的旋转偏移(Λ Α)。需要注意，所有下标是指关于C轴724和A轴746的旋转取向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度旋转C位置和A位置下的固定装置偏移，下标A是指用于A工作台712的工作台偏移，下标C是指C工作台744的工作台偏移。尽管对于零件722存在九个自由度的误差，但是对于五轴机床，仅存在五个可控轴，在所述可控轴上坐标系716可被调整以补偿九个自由度的误差。利用标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px0, Py0, Pz0)、标称A工作台旋转(A)、标称C工作台旋转(C)和相对应的偏移，坐标系716的原点在五个轴的每个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床710的全局偏移补偿，其中，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置、Wa是A轴位置和Wc是C轴位置Wx= (TxA+Txc+Δ Txc) + (Px0+Δ Px0) cos C+(Py0+Δ Py0) sin C ； Wy = (TyA+ Δ TyA) + [ (Tyc+ Δ Tyc) - (Px0+ Δ Px0) sin C+ (Py0+ Δ Py0) cos C] cos A+ (Tzc+Pz0+ Δ Pz0) sin A;Wz= (TzA+Δ TzA) _[ (Tyc+Δ Tyc) - (Px0+Δ Px0) sin C+ (Py0+ Δ Py0) cos C] sin A+ (Tzc+Pz0+ Δ Pz0) cos A;ffA = A+ Δ A ;和Wc = C+AC。控制器726将工作台712、744和固定装置720平移了用于五个每ー个的偏移量，以调整坐标系716、C轴724和A轴746，并因此补偿偏差。一旦九个偏移已经被控制器726平移了，则坐标系716、C轴724和A轴746通过全局偏移被补偿，该全局偏移针对CNC机床710的全部可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被执行，则零件722可被CNC机床710机加工。在零件722已经被CNC机床710机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。图9示出了第九实施例的CNC机床810的一部分的局部视图。CNC机床是五轴A在C上的旋转工作台CNC机床810。CNC机床810具有第一或A工作台812，其安装在第二或C工作台844上。图9中的实施例与图4中的实施例不同之处在于，CNC机床是A在C上的旋转工作台，而不是A在B上的旋转工作台，用于工作台的全局偏移补偿将会相应地不同，如以下所述。A工作台812绕A轴(在824处示出)旋转，C工作台844绕C轴(在846处示出)旋转。CNC机床810的旋转通过用于A工作台812的箭头828和用于C工作台844的箭头848示出。固定装置820和零件822可组装在A工作台812上，如在814处示出的。坐标系816与CNC机床810相关联。主轴818可操作地连接到CNC机床810，且可针对CNC机床810补偿，如下所述。主轴818沿坐标系816的Z轴定向。切削刀具823被夹持在主轴818上，用于机加工零件822。主轴818可旋转，从而切削刀具823的切削刃可从零件822去除材料。针对尺寸数据，被机加工的零件822被CMM(未示出)或仪器测量。主轴818、A工作台812和C工作台844可操作地连接到控制器826，以提供来自主轴818、A工作台812和C工作台844的输入。控制器826还控制CNC机床810，包括Aエ作台812和C工作台844的旋转位置。
固定装置820被安装到A工作台812，且零件822被安装在固定装置820上。固定装置820适于让不同零件822被安装到工作台812。固定装置820用于适应在零件822上的各种支撑位点，从而不同零件822可以安装在共用工作台812上。A工作台812、C工作台844和固定装置820可针对CNC机床810而被补偿。用于CNC机床810的A工作台812被构造为接收固定装置820。一个零件822被夹持在固定装置820上且被安装到机床工作台812。固定装置820包括多个定位器，所述定位器用于在固定装置820上支撑零件822。在所示实施例中，存在至少ー个主定位器830、次定位器832和三个第三定位器834。零件822限定出定位器孔836、838，所述定位器对应于多个定位器830-834中的ー些。但是，每个固定装置820被设计为接收多个不同零件822。因此，零件822可仅限定出与固定装置820上的多个定位器830-834中的ー些相对应的定位器孔836、838。主定位器830通常具有相对应的主定位器孔836，且次定位器832通常具有次定位器孔838。额外的定位器孔没有示出，但可对应于任意或全部第三定位器834。实际的零件822的位置可出于多种原因而没有相对于固定装置820和工作台812和844正确地定位，这些原因包括碎屑、由固定装置磨损导致的定位器扭曲、由于反复定位导致的零件定位器孔磨损、由于夹持压カ和切削力导致的零件822的扭曲以及工作台812、844和/或固定装置820的漂移。与标称零件位置相比，实际的零件822位置可包括由于零件822和/或固定装置820相对于坐标系816的任意平面倾斜导致的任何线性偏差和旋转偏差。零件822的任何未对准可导致零件822相对于CNC机床810移位或偏斜。由此，未对准将导致CNC机床810在错误的位点在该零件822上进行机加工。因此，坐标系816、A轴824和C轴846必须在CNC机床810可机加工零件822之前针对零件822补偿。按照实际的零件中心和定向电子地补偿坐标系816中心，以将零件822正确地定位到CNC机床810。为了限定坐标系816、A轴824和C轴846,标称位置信息在控制器826中被输入，包括标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px。，Py0, Pz0)、标称A工作台旋转㈧和标称C工作台旋转(C)。CMM測量在CNC机床810上机加工的实际零件822的特征部的偏差，且该偏差通过使用软件被转换为偏移值。CNC机床810利用标称和偏移信息来通过实际的零件中心补偿坐标系816、A轴824和C轴846。一旦零件822被夹持在固定装置820上，切削刀具823机加工多个特征部840 (仅一个被示出)和表面842。特征部840和表面842被CMM测量，以确定零件822的实际位置。特征部840和表面842每ー个在CNC机床810的关于A轴824和C轴846的多个旋转位置处被机加工。在工作台812和844旋转时，坐标系816随零件中心行进。对于五轴A在C的上旋转工作台CNC机床810来说，当A和C处于零度时，工作台812的旋转轴A与坐标系816的X轴对准，工作台844的旋转轴C与坐标系的Z轴对准。因此，对于第一工作台812的Y轴和Z轴来说，存在A旋转偏移和线性偏移，对于第二工作台844的X轴和Y轴来说，存在C旋转偏移和线性偏移。另外，对于工作台812和844还存在A和C旋转偏移的组合。
对于五轴A在C上的旋转工作台CNC机床810来说，存在九个自由度的误差，实际的零件822会从标称零件中心按照所述误差偏移。A工作台812误差可沿Y方向被工作台偏移(ATyA)补偿，并沿Z方向被工作台偏移(ATza)补偿。C工作台844误差可沿X方向被工作台偏移(ΛΤχ。)补偿，并沿Y方向被工作台偏移(ATy。)补偿。固定装置误差可沿X方向被固定装置偏移(ΛΡχο)补偿、沿Y方向被固定装置偏移(APytl)补偿，并沿Z方向被固定装置偏移(APztl)补偿。最后，旋转偏移包括关于A轴824的旋转偏移(ΛΑ)和关于C轴846的旋转偏移(AC)。需要注意，所有下标是指关于A轴824和C轴846的旋转取向，每个具体值是指在该旋转取向下的值。由此，下标O是指在零度旋转A位置和C位置下的固定装置偏移，下标A是指用于A工作台812的工作台偏移，下标C是指C工作台844的エ作台偏移。尽管对于零件822存在九个自由度的误差，但是对于五轴机床，仅存在五个可控轴，在所述可控轴上坐标系816可被调整以补偿九个自由度的误差。利用标称A工作台中心(TxA, TyA, Tza)、标称C工作台中心(Txc, Tyc, Tzc)、标称零件中心(Px0, Py0, Pz0)、标称A工作台旋转(A)、标称C工作台旋转(C)和相对应的偏移，坐标系816的原点在五个轴的每 个上平移。这通过以下方程组表示，所述方程组提供了用于CNC机床810的全局偏移补偿，其中，Wx是X轴位置，Wy是Y轴位置，Wz是Z轴位置、Wa是A轴位置和Wc是C轴位置Wx= (Txc+Δ Txc) + (ΤχΑ+Ρχ0+Δ Px0) cos C+[ (TyA+ Δ TyA)+ (Py0+ Δ Py0) cos A+ (Pz0+ Δ Pz0) sin A] sin C ；Wy = (Tyc+ Δ Tyc) - (TxA+Px0+ Δ Px0) sin C+[ (TyA+Δ TyA)+ (Py0+Δ Py0) cos A+ (Pz0+ Δ Pz0) sin A] cos C ；Wz= (Tzc+TzA+ Δ TzA) - (Py0+ Δ Py0) sin A+ (Pz0+ Δ Pz0) cos A;Wa = A+Λ A;和Wc = C+AC0控制器826将工作台812、844和固定装置820平移了用于五个每ー个的偏移量，以调整坐标系816、A轴824和C轴846，并因此补偿偏差。一旦九个偏移已经被控制器826平移了，则坐标系816、A轴824和C轴846通过全局偏移被补偿，该全局偏移针对CNC机床810的全部五个可控轴进行补偿。一旦全局偏移补偿已经被执行，则零件822可被CNC机床810机加工。在零件822已经被CNC机床810机加工之后，其可被CMM测量以检验准确性。图10示出了通过确定用于CNC机床10、310的全局偏移补偿而通过图I和4的CNC机床10、310将零件22、322正确地定位的方法。尽管在此仅描述了ー个四轴CNC机床10和一个五轴CNC机床310，但是对于所有四轴CNC机床110、210和五轴CNC机床410、510、610、710、810来说可以用类似的方式通过确定全局偏移补偿来实现将零件122、222、422、522、622、722、822定位。全局偏移补偿包括方程组，所述方程组提供用于CNC机床10、310的每个可控轴的偏移量。用于将零件22、322定位到CNC机床10、310的方法在图10的50处示出。步骤52，零件22、322被安装在工作台12、312上。将零件22、322安装到工作台12、312可包括将零件22、322夹持到固定装置20、320。步骤54，切削刀具23、323机加工零件22、322上的特征部40、340和表面42、342。CMM机(未示出)可测量零件22、322上的特征部，以确定实际的零件22、322的中心位置。步骤56，计算机用通过CMM测量的偏差来计算全局偏移。这包括计算实际的零件中心位置相对于标称零件中心位置的工作台偏移、固定装置偏移和旋转偏移。对于五轴CNC机床310,将存在第一和第二工作台偏移以及第一和第二旋转偏移。步骤58，机床控制器26、326通过用于每个可控轴的全局偏移来平移工作台12、312、344和固定装置20、320。在CNC机床10、310中，对于四轴机床来说存在用于全局偏移补偿的四个方程，对于五轴机床来说存在用于全局偏移补偿的五个方程。但是，对于零件22、322来说，就四轴CNC机床10而言存在六个自由度的误差，就五轴CNC机床310而言存在九个自由度的误差。因此，对于用于CNC机床10、310的每个可控轴平移所述偏移可包括，基于被测量的特征部40、340和表面42、342，控制器26、326将工作台12、312、344和固定装置20、320平移出用于CNC机床10、310的每个自由度的偏移。步骤60，控制器调整实际的零件中心位置。S卩，坐标系16、316在用于CNC机床10、310的每个可控轴上平移，以便补偿偏移，从而用于CNC机床10、310的坐标系16、316和旋转轴10、310被针对实际的零件中心进行了补偿。在此之后，CNC机床10、310做出的任何 运动补偿零件22、322的偏移。如果用于任何自由度的偏移大于预定极限，则工作台或固定装置必须被通过维护过程手动地重新对准，以在补偿坐标系16、316之前减小误差。步骤62，在全局偏移补偿已经被应用到CNC机床10、310以调整可控轴来补偿零件22、322的偏移之后，则CNC机床10、310可继续机加工零件。在多个零件已经使用CNC机床10,310机加工之后，则零件可通过CMM測量，以确定它们是否被准确地机加工(未示出)。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于将零件定位在CNC机床上的方法，包括 在用于CNC机床的工作台上将零件夹持到固定装置； 在零件上机加工出多个特征部和表面； 基于多个特征部和表面的位点数据计算用于固定装置和工作台的多个全局偏移；通过将固定装置和工作台平移对坐标系的所述多个全局偏移每一个，在用于CNC机床的全局坐标系上确定实际的零件位置； 针对用于CNC机床的每个可控轴的标称零件位置对实际的零件位置进行补偿；和基于被计算的用于CNC机床每个可控轴的偏移，利用全局偏移补偿对控制器编程，以将每个可控轴调整到实际的零件位置。
2.如权利要求I所述的方法，其中，确定实际的零件位置还包括，按照用于机床的每个自由度的多个全局偏移每一个将固定装置和工作台平移到可控轴中的一个。
3.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每一个将固定装置和工作台平移发生在零件已经被夹持到固定装置之后。
4.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每一个将固定装置和工作台平移还包括 对于四轴B旋转工作台CNC机床， 基于工作台偏移，将工作台沿X方向和Z方向平移到X方向和Z方向的可控轴；基于固定装置偏移，将固定装置沿X方向、Y方向和Z方向平移到X方向、Y方向和Z方向的可控轴；和 基于工作台偏移，将工作台平移到B方向的可控轴。
5.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每一个将固定装置和工作台平移还包括 对于四轴C旋转工作台CNC机床， 基于工作台偏移，将工作台沿X方向和Y方向平移到X方向和Y方向的可控轴；基于固定装置偏移，将固定装置沿X方向、Y方向和Z方向平移到X方向、Y方向和Z方向的可控轴；和 基于工作台偏移，将工作台平移到C方向的可控轴。
6.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每一个将固定装置和工作台平移还包括 对于四轴A旋转工作台CNC机床， 基于工作台偏移，将工作台沿Y方向和Z方向平移到Y方向和Z方向的可控轴；基于固定装置偏移，将固定装置沿X方向、Y方向和Z方向平移到X方向、Y方向和Z方向的可控轴；和 基于工作台偏移，将工作台平移到A方向的可控轴。
7.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每一个将固定装置和工作台平移还包括 对于五轴A在B上的旋转工作台CNC机床和五轴B在A上的旋转工作台CNC机床中的一种， 基于A工作台偏移，将A工作台沿Y方向和Z方向平移到Y方向和Z方向的可控轴；基于B工作台偏移，将B工作台沿X方向和Z方向平移到X方向和Z方向的可控轴；基于固定装置偏移，将固定装置沿X方向、Y方向和Z方向平移到X方向、Y方向和Z方向的可控轴； 基于A工作台偏移，将A工作台平移到A方向的可控轴；和 基于B工作台偏移，将B工作台平移到B方向的可控轴。
8.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每ー个将固定装置和工作台平移还包括 对于五轴C在B上的旋转工作台CNC机床和五轴B在C上的旋转工作台CNC机床中的ー种， 基于B工作台偏移，将B工作台沿X方向和Z方向平移到X方向和Z方向的可控轴；基于C工作台偏移，将C工作台沿X方向和Y方向平移到X方向和Y方向的可控轴；基于固定装置偏移，将固定装置沿X方向、Y方向和Z方向平移到X方向、Y方向和Z方向的可控轴； 基于B工作台偏移，将B工作台平移到B方向的可控轴；和 基于C工作台偏移，将C工作台平移到C方向的可控轴。
9.如权利要求2所述的方法，其中，按照多个全局偏移每ー个将固定装置和工作台平移还包括 对于五轴A在C上的旋转工作台CNC机床和五轴C在A上的旋转工作台CNC机床中的ー种， 基于A工作台偏移，将A工作台沿Y方向和Z方向平移到Y方向和Z方向的可控轴；基于C工作台偏移，将C工作台沿X方向和Y方向平移到X方向和Y方向的可控轴；基于固定装置偏移，将固定装置沿X方向、Y方向和Z方向平移到X方向、Y方向和Z方向的可控轴； 基于A工作台偏移，将A工作台平移到A方向的可控轴；和 基于C工作台偏移，将C工作台平移到C方向的可控轴。
10.一种用于在四轴CNC机床上装载零件的方法，该四轴CNC机床具有六个自由度，该方法包括 将固定装置安装在用于CNC机床的工作台上； 将零件夹持到固定装置； 在零件上机加工多个特征部和表面，利用被机加工的特征部和表面确定实际的零件中心位置； 计算实际的零件中心位置相对于标称零件中心位置的工作台偏移、固定装置偏移和旋转轴偏移； 按照工作台偏移、固定装置偏移和旋转轴偏移平移工作台和固定装置，以便针对用于CNC机床的四个轴每一个的坐标系确定实际的零件中心相对于标称零件中心的位置；和基于被计算的用于六个自由度每ー个的偏移量，利用全局偏移补偿对控制器编程，以将坐标系在四个轴每一个上平移到实际的零件中心位置。
全文摘要
本发明涉及对计算机数控机床的全局偏移补偿，具体说涉及一种在CNC机床上偏移零件的方法，包括在用于CNC机床的工作台上将零件夹持到固定装置；和在零件上机加工出多个特征部和表面。基于多个特征部和表面的位点数据计算用于固定装置和工作台的多个全局偏移。通过将固定装置和工作台平移对坐标系的所述多个全局偏移每一个，在用于CNC机床的全局坐标系上确定实际的零件位置。针对用于CNC机床的每个可控轴的标称零件位置对实际的零件位置进行补偿；基于被计算的用于CNC机床每个可控轴的偏移，利用全局偏移补偿对控制器编程，以将每个可控轴调整到实际的零件位置。
文档编号G05B19/404GK102650865SQ201210043350
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者J.古, S.K.科金 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司