一种五轴水切割的C轴偏差测量方法与流程

本发明涉及数控系统水刀偏差测量技术领域，具体为一种五轴水切割的c轴偏差测量方法。

背景技术：

水切割又称水刀，是通过高压发生器把水压加压到300mpa以上，然后通过专用切割喷头喷出，利用高压高速的水流对材料进行切割加工；由于能量梯度的作用，水流切割的切面越深时，切割能力越弱，所以形成的切割面不垂直与工件表面，此被称为切割斜度，如图1所示。为了解决切割斜度问题，在三轴平台的基础上增加2个旋转轴，通过旋转轴控制刀轴的方向，使得切割工件到达无斜度状态，此结构称为五轴水刀。常用的旋转轴结构在设计上c轴轴心和水刀轴心线是重合的，但是由于加工误差和装配误差，引起c轴轴心和水刀轴心线是不能严格重合，如图2所示。因此需要把c轴轴心和水刀轴心线之间的偏差值测量出来，再输入控制系统中对其进行补偿。当前对于这个偏差值的测量一般通过直接测量方法获得。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种五轴水切割的c轴偏差测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种五轴水切割的c轴偏差测量方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：c轴旋转为180度，a轴保持为0度，加工回字型的内边；

步骤2：c轴旋转为0度，a轴保持为0度，加工回字型的外边；

步骤3：如图3所示加工的等边宽回字型图形，其中实线边为理论路径，虚线边为实际加工路径，实线边和虚线边不重合正是因为c轴轴心和水刀轴心线之间存在x方向和y方向的偏差；

步骤4：取出加工得到的回字型工件，测量对应的4条边的实际宽度x1、x2、y1、y2；通过测量值计算x方向偏差xoffset＝(x2-x1)/4,y方向偏差yoffset＝(y1-y2)/4。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明充分考虑了刀轴偏差和刀缝的因素，而设计出来的回字型加工路径；并使用加工测量法，经过简单的回字型工件加工测量其尺寸，就可以精确换算出水刀的x方向和y方向的偏差，测量简单而高效，不需要借助复杂的测量仪器设备，即可精确测算出c轴的偏差值。

附图说明

图1为水刀切割中形成的切割斜度图形；

图2为c轴轴心和水刀轴心线之间的偏差图形；

图3为本发明加工的等边宽回字型图形。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种五轴水切割的c轴偏差测量方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：c轴旋转为180度，a轴保持为0度，加工回字型的内边；

步骤2：c轴旋转为0度，a轴保持为0度，加工回字型的外边；

步骤3:如图3所示，加工的等边宽回字型图形，其中实线边为理论路径，虚线边为实际加工路径，实线边和虚线边不重合正是因为c轴轴心和水刀轴心线之间存在x方向和y方向的偏差。

步骤4：取出加工得到的回字型工件，测量对应的4条边的实际宽度x1、

x2、y1、y2；

步骤5：通过测量值计算x方向偏差xoffset＝(x2-x1)/4,y方向偏差

yoffset＝(y1-y2)/4；

计算推导如下，

设回字型编程的理论宽度为l，水切割的刀缝宽度为d；

则：

x1＝l–2*xoffset–d；

x2＝l+2*xoffset–d；

y1＝l+2*yoffset–d；

y2＝l-2*yoffset–d；

联立以上方程可以推出

x2-x1＝4*xoffset；

y2-y1＝4*yoffset；

得：

xoffset＝(x2-x1)/4；

yoffset＝(y1-y2)/4；

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种五轴水切割的c轴偏差测量方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：c轴旋转为180度，a轴保持为0度，加工回字型的内边；

步骤2：c轴旋转为0度，a轴保持为0度，加工回字型的外边；

步骤3：加工的等边宽回字型图形，其中实线边为理论路径，虚线边为实际加工路径，实线边和虚线边不重合正是因为c轴轴心和水刀轴心线之间存在x方向和y方向的偏差；

步骤4：取出加工得到的回字型工件，测量对应的4条边的实际宽度x1、x2、y1、y2；通过测量值计算x方向偏差xoffset＝(x2-x1)/4,y方向偏差yoffset＝(y1-y2)/4。

技术总结
本发明涉及一种五轴水切割的C轴偏差测量方法，本发明充分考虑了刀轴偏差和刀缝的因素，而设计出来的回字型加工路径；并使用加工测量法，经过简单的回字型工件加工测量其尺寸，就可以精确换算出水刀的X方向和Y方向的偏差，测量简单而高效，不需要借助复杂的测量仪器设备，即可精确测算出C轴的偏差值。

技术研发人员：张锦源;甘玉轩;万军杨;邱民
受保护的技术使用者：广州奇芯机器人技术有限公司
技术研发日：2020.04.08
技术公布日：2020.08.25