加工机机内断差补偿系统及方法
【专利摘要】一种加工机机内断差补偿系统及方法，该加工机的加工主轴上安装有点激光检测装置。所述系统包括：控制模块，用于根据多个加工基准点的坐标，控制加工机移动到各加工基准点；检测模块，用于利用点激光检测装置得到各加工基准点的实际坐标；拟合模块，用于根据上述得到的加工基准点的实际坐标拟合得到基准平面；旋转模块，用于根据上述基准平面与预设的法平面之间的角度差，得到加工路径的所有加工点的于该基准平面的新坐标；补偿模块，控制加工机依次移动到每个加工点，通过点激光检测装置得到每个加工点的实际坐标，并计算得到各加工点的Z轴补偿值传输给加工机。本发明可以对待加工产品在Z方向的断差进行精度补偿。
【专利说明】加工机机内断差补偿系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于断差补偿领域，尤其涉及一种加工机机内断差补偿系统及方法。
【背景技术】
[0002] 数控机床（Computer numerical control,CNC)加工机在加工产品时，由于加工来 料的问题，来料厚薄不一致会导致Z方向加工不一致，再加上CNC加工装夹治具不能保证与 CNC加工主轴的法向量绝对垂直，容易造成较大的加工误差，从而使得加工出来的产品厚 薄不一致。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上内容，有必要提出一种加工机机内断差补偿系统及方法，其可以对待加 工产品在Z方向的断差进行精度补偿，保证加工出来的产品厚薄一致。
[0004] 所述加工机机内断差补偿系统运行于计算机中。该计算机与加工机通讯连接，该 加工机的工作台上放置待加工产品，所述的加工机的加工主轴上安装有点激光检测装置， 该系统包括：控制模块，用于根据计算机存储的加工程序中多个加工基准点的坐标，控制加 工机进行相应的移动，使得加工机的刀具依次移动到各加工基准点；检测模块，用于利用点 激光检测装置依次投射到待加工产品的各加工基准点上，得到各加工基准点的实际坐标； 拟合模块，用于根据上述得到的加工基准点的实际坐标拟合得到基准平面，并获取得到该 基准平面的中心点和法向量；旋转模块，用于根据上述得到的基准平面与加工机预设的法 平面之间的角度差，将加工程序中的加工路径的所有加工点的坐标旋转到该基准平面，以 得到加工路径中所有加工点的新坐标；补偿模块，根据加工路径中所有加工点的新坐标，控 制加工机依次移动到每个加工点，通过点激光检测装置得到每个加工点的实际坐标，并通 过断差归零得到各加工点的Z轴补偿值，以及将各加工点的Z轴补偿值传输给加工机。
[0005] 所述加工机机内断差补偿方法应用于计算机中。该计算机与加工机通讯连接，该 加工机的工作台上放置有待加工产品，所述的加工机的加工主轴上安装有点激光检测装 置，该方法包括：控制步骤：根据计算机存储的加工程序中多个加工基准点的坐标，控制加 工机进行相应的移动，使得加工机的刀具依次移动到各加工基准点；检测步骤：利用点激 光检测装置依次投射到待加工产品的各加工基准点上，得到各该加工基准点的实际坐标； 拟合步骤：根据上述得到加工基准点的实际坐标拟合得到基准平面，并获取得到该基准平 面的中心点和法向量；旋转步骤：根据上述得到的基准平面与加工机预设的法平面之间的 角度差，将加工程序中的加工路径的所有加工点的坐标旋转到该基准平面，以得到加工路 径中所有加工点的新坐标；补偿步骤：根据加工路径中所有加工点的新坐标，控制加工机 依次移动到每个加工点，通过点激光检测装置得到每个加工点的实际坐标，并通过断差归 零得到各加工点的Z轴补偿值，以及将各加工点的Z轴补偿值传输给加工机。
[0006] 本发明所提供的加工机机内断差补偿系统及方法通过将点激光检测装置安装到 加工机的加工主轴上，利用点激光检测装置能够边检测边加工的特点，计算出加工点在Z 方向断差的补偿值，并传输给加工机，使得加工机通过加工点的补偿值进行下刀加工，保证 了加工出来的产品的厚薄相同。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本发明加工机机内断差补偿系统较佳实施例的系统架构图。
[0008] 图2是本发明加工机中装夹治具的结构示意图。
[0009] 图3是本发明加工机中点激光检测器与加工主轴之间的位置示意图。
[0010] 图4是本发明加工机中点激光检测器的结构示意图。
[0011] 图5是本发明加工机机内断差补偿系统较佳实施例的功能模块图。
[0012] 图6是本发明加工机机内断差补偿方法较佳实施例的流程图。
[0013] 主要元件符号说明
【权利要求】
1. 一种加工机机内断差补偿系统，运行于计算机中，该计算机与加工机通讯连接，该加 工机的工作台上放置待加工产品，其特征在于，所述的加工机的加工主轴上安装有点激光 检测装置，该系统包括： 控制模块，用于根据计算机存储的加工程序中多个加工基准点的坐标，控制加工机进 行相应的移动，使得加工机的刀具依次移动到各加工基准点； 检测模块，用于利用点激光检测装置依次投射到待加工产品的各加工基准点上，得到 各加工基准点的实际坐标； 拟合模块，用于根据上述得到的加工基准点的实际坐标拟合得到基准平面，并获取得 到该基准平面的中心点和法向量； 旋转模块，用于根据上述得到的基准平面与加工机预设的法平面之间的角度差，将加 工程序中的加工路径的所有加工点的坐标旋转到该基准平面，以得到加工路径中所有加工 点的新坐标；及 补偿模块，根据加工路径中所有加工点的新坐标，控制加工机依次移动到每个加工点， 通过点激光检测装置得到每个加工点的实际Z坐标值，并通过断差归零得到各加工点的Z 轴补偿值，以及将各加工点的Z轴补偿值传输给加工机。
2. 如权利要求1所述的加工机机内断差补偿系统，其特征在于，所述的点激光检测装 置包括保护盒、点激光发射器以及电荷耦合装置CCD接收器，其中所述的保护盒的下端是 能够打开与关闭的防尘盖，该防尘盖在测量时打开；所述的点激光发射器与加工刀具同轴， 该点激光发射器发射激光束投射到待加工产品上再反射到CCD接收器接收，通过三角定位 计算出该投射点的Z坐标值。
3. 如权利要求2所述的加工机机内断差补偿系统，其特征在于，所述的点激光检测装 置于待加工产品上的投射点的Z坐标值大于加工刀具最底端的Z坐标值，且与加工主轴的 轴线有交点。
4. 一种加工机机内断差补偿方法，应用于计算机中，该计算机与加工机通讯连接，该加 工机的工作台上放置有待加工产品，其特征在于，所述的加工机的加工主轴上安装有点激 光检测装置，该方法包括： 控制步骤：根据计算机存储的加工程序中多个加工基准点的坐标，控制加工机进行相 应的移动，使得加工机的刀具依次移动到各加工基准点； 检测步骤：利用点激光检测装置依次投射到待加工产品的各加工基准点上，得到各加 工基准点的实际坐标； 拟合步骤：根据上述得到的加工基准点的实际坐标拟合得到基准平面，并获取得到该 基准平面的中心点和法向量； 旋转步骤：根据上述得到的基准平面与加工机预设的法平面之间的角度差，将加工程 序中的加工路径的所有加工点的坐标旋转到该基准平面，以得到加工路径中所有加工点的 新坐标； 补偿步骤：根据加工路径中所有加工点的新坐标，控制加工机依次移动到每个加工点， 通过点激光检测装置得到每个加工点的实际Z坐标值，并通过断差归零得到各加工点的Z 轴补偿值，以及将各加工点的Z轴补偿值传输给加工机。
5. 如权利要求4所述的加工机机内断差补偿方法，其特征在于，所述的点激光检测装 置包括保护盒、点激光发射器以及电荷耦合装置CCD接收器，其中所述的保护盒的下端是 能够打开与关闭的防尘盖，该防尘盖在测量时打开；所述的点激光发射器与加工刀具同轴， 该点激光发射器发射激光束投射到待加工产品上再反射到CCD接收器接收，通过三角定位 计算出该投射点的Z坐标值。
6.如权利要求5所述的加工机机内断差补偿方法，其特征在于，所述的点激光检测装 置于待加工产品上的投射点的Z坐标值大于加工刀具最底端的Z坐标值，且与加工主轴的 轴线有交点。
【文档编号】B23Q15/007GK104416419SQ201310383735
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】张旨光, 吴新元, 杨路 申请人:鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司