工件加工轴线的校正方法和装置与流程

本公开涉及机械加工技术领域，特别涉及一种工件加工轴线的校正方法和装置。

背景技术：

在加工内部中空的管状工件时，通常要以管状工件的中轴线为加工基准线，以保证加工精准度。而对于细长且轴截面非直管的工件，其中轴线不易确定。因此在将该类工件定位在机床后，还需要对该类工件的加工轴线进行校正，以保证后续加工的精度。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种工件加工轴线的校正方法和装置，能对细长且轴截面非直管的工件的加工轴线进行校正，提高工件加工的精度。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种工件加工轴线的校正方法，所述校正方法包括：获取初始加工轴线；获取工件侧壁的趋势线；在经过所述初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点，在所述初始加工轴线的延伸方向上，所述第二基准点位于所述第一基准点和所述第二基准点之间；建立经过所述第一基准点的第一基准线和第二基准线，所述第一基准线与所述初始加工轴线平行，所述第二基准线与所述趋势线平行；在所述第一基准线的方向上，确定所述第二基准点与所述第一基准点之间的间距l1，确定所述第三基准点与所述第一基准点之间的间距l2；确定所述第二基准点与所述第一基准线的间距h1，确定所述第二基准点与所述第二基准线的间距h2；将(h2-h1)l2/l1确定为校正量；根据所述校正量以工件的一端为定点转动工件，完成工件加工轴线的校正。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述获取工件侧壁的趋势线包括：沿工件的轴向检测工件侧壁上的多个检测点的坐标集；对所述多个检测点的坐标集进行线性回归，得到所述趋势线。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述根据所述校正量以工件的一端为定点转动工件包括：确定距工件的一端距离为l2的校正点，以工件的一端为定点，控制校正点转动所述校正量。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第三基准点与所述第一基准点之间的间距与工件的长度相同。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第二基准点与所述第一基准点之间的间距不大于工件的长度的三分之一。

本公开实施例提供了一种工件加工轴线的校正装置，所述校正装置包括：第一获取模块，用于获取初始加工轴线；第二获取模块，用于获取工件侧壁的趋势线；第三获取模块，用于在经过所述初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点，在所述初始加工轴线的延伸方向上，所述第二基准点位于所述第一基准点和所述第二基准点之间；建立模块，用于建立经过所述第一基准点的第一基准线和第二基准线，所述第一基准线与所述初始加工轴线平行，所述第二基准线与所述趋势线平行；第一确定模块，用于在所述第一基准线的方向上，确定所述第二基准点与所述第一基准点之间的间距l1，确定所述第三基准点与所述第一基准点之间的间距l2，还用于确定所述第二基准点与所述第一基准线的间距h1，确定所述第二基准点与所述第二基准线的间距h2；第二确定模块，用于将(h2-h1)l2/l1确定为校正量；校正模块，用于根据所述校正量以工件的一端为定点转动工件，完成工件加工轴线的校正。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第二获取模块还包括：检测子模块，用于沿工件的轴向检测工件侧壁上的多个检测点的坐标集；线性回归子模块，用于对所述多个检测点的坐标集进行线性回归，得到所述趋势线。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述校正模块还用于确定距工件的一端距离为l2的校正点，以工件的一端为定点，控制校正点转动所述校正量。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第三基准点与所述第一基准点之间的间距与工件的长度相同。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第二基准点与所述第一基准点之间的间距不大于工件的长度的三分之一。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例通过获取初始加工轴线，即工件安装定位在机床上时确定的加工轴线，同时获取工件侧壁的趋势线，即工件侧壁延伸的趋势方向，由于工件为细长管状工件，因此工件侧壁延伸的趋势方向与该工件的中轴线所在方向是一致的。接着，在经过初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点，并建立经过第一基准点的第一基准线和第二基准线，此时，从第二基准点和第三基准点按照同一方向作与第一基准线和第二基准线相交的延伸线，就可以得到分别由第二基准点和第三基准点与第一基准线和第二基准线形成的两个相似三角形。然后，在第一基准线的方向上，确定第二基准点与第一基准点之间的间距l1，确定第三基准点与第一基准点之间的间距l2，即通过两个间距的比值可以得到相似图形的相似比。再确定出尺寸较小的相似图形中连接第一基准线和第二基准线的边的长度，即可得到尺寸较大的相似图形中连接第一基准线和第二基准线的边的长度。由于机床无法直接检测出第一基准线和第二基准线之间的间距，因此，本实施例通过确定第二基准点与第一基准线的间距h1，确定第二基准点与第二基准线的间距h2，并将h2与h1之差近似替代为第二基准点的延伸线与第一基准线和第二基准线相连形成边的长度，由于尺寸较小的相似图形中与第一基准线和第二基准线的边的长度较小，因此，采用h2与h1之差近似替代能降低误差。然后根据相似比即可得到第三基准点的延伸线与第一基准线和第二基准线相连的边的长度，即将(h2-h1)l2/l1确定为校正量。最后，根据校正量以工件的一端为定点转动工件，以使机床的加工轴线由初始加工轴线变更为趋势线所在方向的加工轴线(工件的中轴线所在方向)，从而完成对细长且轴截面非直管的工件的加工轴线进行校正，提高后续工件加工的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种工件加工轴线的校正方法的流程图；

图2是本公开实施例提供的另一种工件加工轴线的校正方法的流程图；

图3是本公开实施例提供的一种工件的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种工件加工轴线校正的示意图；

图5是本公开实施例提供的一种工件加工轴线的校正装置的示意图；

图6是本公开实施例提供的另一种工件加工轴线的校正的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种工件加工轴线的校正方法的流程图。如图1所示，该校正方法由上位机执行，包括：

步骤101：获取初始加工轴线。

步骤101中将工件定位安装至机床后，可以从机床中提取当前工件的加工轴线，该加工轴线即为初始加工轴线。

步骤102：获取工件侧壁的趋势线。

其中，工件侧壁的趋势线是指工件侧壁延伸的趋势方向，由于工件为细长管状工件，因此工件侧壁延伸的趋势方向与该工件的中轴线所在方向是一致的。

步骤102中工件侧壁的趋势线可以通过检测设备检测，例如，激光跟踪仪。

步骤103：在经过初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点。

其中，在初始加工轴线的延伸方向上，第二基准点位于第一基准点和第二基准点之间。

步骤104：建立经过第一基准点的第一基准线和第二基准线。

其中，在第一基准线与初始加工轴线平行，第二基准线与趋势线平行。

步骤105：在第一基准线的方向上，确定第二基准点与第一基准点之间的间距l1，确定第三基准点与第一基准点之间的间距l2。

步骤106：确定第二基准点与第一基准线的间距h1，确定第二基准点与第二基准线的间距h2。

步骤107：将(h2-h1)l2/l1确定为校正量。

步骤108：根据校正量以工件的一端为定点转动工件，完成工件加工轴线的校正。

本公开实施例通过获取初始加工轴线，即工件安装定位在机床上时确定的加工轴线，同时获取工件侧壁的趋势线，即工件侧壁延伸的趋势方向，由于工件为细长管状工件，因此工件侧壁延伸的趋势方向与该工件的中轴线所在方向是一致的。接着，在经过初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点，并建立经过第一基准点的第一基准线和第二基准线，此时，从第二基准点和第三基准点按照同一方向作与第一基准线和第二基准线相交的延伸线，就可以得到分别由第二基准点和第三基准点与第一基准线和第二基准线形成的两个相似三角形。然后，在第一基准线的方向上，确定第二基准点与第一基准点之间的间距l1，确定第三基准点与第一基准点之间的间距l2，即通过两个间距的比值可以得到相似图形的相似比。再确定出尺寸较小的相似图形中连接第一基准线和第二基准线的边的长度，即可得到尺寸较大的相似图形中连接第一基准线和第二基准线的边的长度。由于机床无法直接检测出第一基准线和第二基准线之间的间距，因此，本实施例通过确定第二基准点与第一基准线的间距h1，确定第二基准点与第二基准线的间距h2，并将h2与h1之差近似替代为第二基准点的延伸线与第一基准线和第二基准线相连形成边的长度，由于尺寸较小的相似图形中与第一基准线和第二基准线的边的长度较小，因此，采用h2与h1之差近似替代能降低误差。然后根据相似比即可得到第三基准点的延伸线与第一基准线和第二基准线相连的边的长度，即将(h2-h1)l2/l1确定为校正量。最后，根据校正量以工件的一端为定点转动工件，以使机床的加工轴线由初始加工轴线变更为趋势线所在方向的加工轴线(工件的中轴线所在方向)，从而完成对细长且轴截面非直管的工件的加工轴线进行校正，提高后续工件加工的精度。

图2是本公开实施例提供的另一种工件加工轴线的校正方法的流程图。如图2所示，该校正方法由上位机执行，包括：

步骤201：获取初始加工轴线。

步骤201中将工件定位安装至机床后，可以从机床中提取当前工件的加工轴线，该加工轴线即为初始加工轴线。

步骤202：沿工件的轴向检测工件侧壁上的多个检测点的坐标集。

其中，可以通过激光跟踪仪、狭窄内腔直线度检测工装检测工件的内腔或工件外壁延伸轨迹。

示例性地，如图3所示，可以在工件的内腔上选取30至90个检测点p，并采用激光跟踪仪获取工件的内腔上的30至90个检测点p坐标数据，得到检测点p的坐标集。

如图3所示，多个检测点p连接可以形成平滑的曲线s1，该曲线s1即为工件侧壁的轨迹，从图3可以看出该工件是一种轴截面非直管的管状工件。

步骤203：对所述多个检测点的坐标集进行线性回归，得到所述趋势线。

步骤203中激光跟踪仪获取工件的内腔上的30至90个检测点p坐标集后，由于各个检测点p连接后形成了平滑的曲线s1，因而还可以采用线性回归的方式将多个检测点形成的曲线s1拟合成直线s2，拟合而成的直线s2与工件的中轴线的延伸趋势相同，因此，拟合的直线s2即可以作为工件侧壁的趋势线。

其中，线性回归是利用数理统计中回归分析，来确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。线性回归为现有技术，本实施例不做描述。

步骤204：在经过初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点。

图4是本公开实施例提供的一种工件加工轴线校正的示意图。如图4所示，在经过初始加工轴线的平面内选取了三个基准点，分别为第一基准点a、第二基准点b、第三基准点c。且在初始加工轴线的延伸方向上，第二基准点b位于第一基准点a和第二基准点c之间。

步骤205：建立经过第一基准点的第一基准线和第二基准线。

如图4所示，在经过初始加工轴线的平面内，建立经过第一基准点a的第一基准线m1和第二基准线m2。其中，在第一基准线m1与初始加工轴线平行，第二基准线m2与趋势线所对的直线s2平行。

本实施例中，如图4所示，可以从第二基准点b和第三基准点c按照垂直于第一基准线m1的方向作与第一基准线m1和第二基准线m2相交的延伸线，就可以得到分别由第二基准点b和第三基准点c与第一基准线m1和第二基准线m2形成的两个相似三角形。

步骤206：在第一基准线的方向上，确定第二基准点与第一基准点之间的间距l1，确定第三基准点与第一基准点之间的间距l2。

如图4所示，在第一基准线m1的延伸方向上，第二基准点b与第一基准点a之间的间距为l1，第三基准点c与第一基准点a之间的间距为l2。

步骤206通过l2与l1的比值(即大三角形的直角边与小三角形的直角边的比)可以确定出两个相似三角形的相似比。

步骤207：确定第二基准点与第一基准线的间距h1，确定第二基准点与第二基准线的间距h2。

如图4所示，第二基准点b与第一基准线m1之间的间距为h1，第二基准点b与第二基准线m2之间的间距为h2。

由于机床无法直接检测出第一基准线m1和第二基准线m2之间的间距，因此，将h2与h1之差近似替代为第二基准点b的延伸线与第一基准线m1和第二基准线m2相连形成边的长度。

并且，由于在第一基准线的方向上，第二基准点b与第一基准点a之间的间距l1越小，采用h2与h1之差近似替代的误差就越小，因此，将尺寸较小的相似三角形中的直角边采用h2与h1之差近似替代，从而降低误差。

可选地，第二基准点b与第一基准点a之间的间距不大于工件的长度的三分之一，通过缩小第二基准点b与第一基准点a之间的间距的方式，将第二基准点b与第一基准点a之间的间距限制在工件的长度的三分之一以内，以减小第二基准点b处位置，第一基准线m1和第二基准线m2的间距，从而缩小采用h2与h1之差近似替代的误差。

步骤208：将(h2-h1)l2/l1确定为校正量。

如图4所示，第三基准点c的延伸线与第一基准线m1和第二基准线m2的连线的边的长度为lx。根据步骤206确定出的相似比，就可以确定出校正量lx＝(h2-h1)l2/l1。

步骤209：确定距工件的一端距离为l2的校正点，以工件的一端为定点，控制校正点转动所述校正量，完成工件加工轴线的校正。

由于确定出的校正量lx为直角边长为l2(即第三基准点c和第一基准点a之间的距离)对应的三角形，因此为实现准确调整工件的目的，将距工件的一端距离为l2的位置确定为校正点，以工件的一端为定点，控制校正点转动所述校正量lx，从而完成工件加工轴线的校正。

可选地，还可以将第三基准点c与第一基准点a之间的间距设置为与工件的长度相同。这样在校正工件时，无需确定工件中的校正点，直接以工件的一端为定点，以工件的另一端为校正点转动校正量lx，从而快速完成工件加工轴线的校正。

图5是本公开实施例提供的一种工件加工轴线的校正装置的示意图。如图5所示，该校正装置500包括：第一获取模块501、第二获取模块502、第三获取模块503、建立模块504、第一确定模块505、第二确定模块506和校正模块507。

第一获取模块501用于获取初始加工轴线；第二获取模块502用于获取工件侧壁的趋势线；第三获取模块503用于在经过所述初始加工轴线的平面内选取第一基准点、第二基准点和第三基准点，在所述初始加工轴线的延伸方向上，所述第二基准点位于所述第一基准点和所述第二基准点之间；建立模块504用于建立经过所述第一基准点的第一基准线和第二基准线，所述第一基准线与所述初始加工轴线平行，所述第二基准线与所述趋势线平行；第一确定模块505用于在所述第一基准线的方向上，确定所述第二基准点与所述第一基准点之间的间距l1，确定所述第三基准点与所述第一基准点之间的间距l2，还用于确定所述第二基准点与所述第一基准线的间距h1，确定所述第二基准点与所述第二基准线的间距h2；第二确定模块506用于将(h2-h1)l2/l1确定为校正量；校正模块507用于根据所述校正量以工件的一端为定点转动工件，完成工件加工轴线的校正。

可选地，第二获取模块502还包括：检测子模块521用于沿工件的轴向检测工件侧壁上的多个检测点的坐标集；线性回归子模块522用于对多个检测点的坐标集进行线性回归，得到趋势线。

可选地，校正模块507还用于确定距工件的一端距离为l2的校正点，以工件的一端为定点，控制校正点转动校正量。

可选地，第三基准点与第一基准点之间的间距与工件的长度相同。

可选地，第二基准点与第一基准点之间的间距不大于工件的长度的三分之一。

图6是本公开实施例提供的另一种工件加工轴线的校正的示意图。如图6所示，该工件加工轴线的校正装置600可以是计算机等。

通常，工件加工轴线的校正装置600包括有：处理器601和存储器602。

处理器601可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器601可以采用dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理)、fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)、pla(programmablelogicarray，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器601也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(centralprocessingunit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器601可以在集成有gpu(graphicsprocessingunit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器601还可以包括ai(artificialintelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器602可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器602还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器602中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器601所执行以实现本申请中方法实施例提供的工件加工轴线的校正方法。

在一些实施例中，工件加工轴线的校正装置600还可选包括有：外围设备接口603和至少一个外围设备。处理器601、存储器602和外围设备接口603之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口603相连。具体地，外围设备包括：射频电路604、触摸显示屏605、摄像头606、音频电路607、定位组件608和电源609中的至少一种。

外围设备接口603可被用于将i/o(input/output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器601和存储器602。在一些实施例中，处理器601、存储器602和外围设备接口603被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器601、存储器602和外围设备接口603中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。

显示屏605用于显示ui(userinterface，用户界面)。该ui可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏605是触摸显示屏时，显示屏605还具有采集在显示屏605的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器601进行处理。此时，显示屏605还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏605可以为一个，设置工件加工轴线的校正装置600的前面板；在另一些实施例中，显示屏605可以为至少两个，分别设置在工件加工轴线的校正装置600的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏605可以是柔性显示屏，设置在工件加工轴线的校正装置600的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏605还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏605可以采用lcd(liquidcrystaldisplay，液晶显示屏)、oled(organiclight-emittingdiode,有机发光二极管)等材质制备。

电源609用于为工件加工轴线的校正装置600中的各个组件进行供电。电源609可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源609包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对工件加工轴线的校正装置600的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由工件加工轴线的校正的处理器执行时，使得工件加工轴线的校正能够执行图1或图2实施例提供的工件加工轴线的校正方法。

一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述图1或图2所示实施例提供的工件加工轴线的校正方法。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。