刀具水平位置參數(shù)(2個(gè))和工作臺(tái)厚度參數(shù)(1個(gè))標(biāo)定工件安裝在工作臺(tái)后,需要確定工件在上平臺(tái)坐標(biāo)系中的位置,這就需要知道工作臺(tái)的厚度參數(shù)。若該參數(shù)不精確,將會(huì)導(dǎo)致加工點(diǎn)的坐標(biāo)整體上下平移。另外,在標(biāo)定厚度參數(shù)的同時(shí),可以利用函數(shù)關(guān)系把刀具在基座坐標(biāo)系中的位置參數(shù)確定出來(lái),為了標(biāo)定計(jì)算時(shí)方便,在6-TPS型銑床的上平臺(tái)加工一個(gè)工藝孔。
刀具水平位置標(biāo)定通過(guò)手輪模塊控制測(cè)頭在工藝孔內(nèi)腔內(nèi)依次相對(duì)平動(dòng)3個(gè)位置,使測(cè)頭與工藝孔內(nèi)壁接觸,觸發(fā)手輪模塊計(jì)算出當(dāng)前上平臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)在基座坐標(biāo)系中XBYB平面上的位置A′1,A′2,A′3.由于在工藝孔內(nèi)壁上采點(diǎn),故測(cè)頭中心點(diǎn)到工藝孔中心的距離恒定為d=R-r,r和R依次為測(cè)頭和工藝孔的半徑。存在一個(gè)誤差矢量Δc.故測(cè)頭中心點(diǎn)(也是刀頭點(diǎn))在基座坐標(biāo)系中XBYB平面上的位置矢量:c=c′+ΔcΔc是工藝孔圓心與上平臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)的水平距離,也是實(shí)際刀頭點(diǎn)與名義刀頭點(diǎn)的距離,該距離對(duì)三維平動(dòng)加工不存在誤差,但當(dāng)工作臺(tái)帶姿態(tài)加工時(shí),將產(chǎn)生誤差。因此需要對(duì)此參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
標(biāo)定過(guò)程虛線測(cè)頭是名義測(cè)頭位置,以虛線測(cè)頭的軸線在基座坐標(biāo)系中的投影點(diǎn)為圓心,半徑RM的圓周是上平臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡的投影圓;(PMx,PMy)為上平臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)在投影圓上的坐標(biāo);d為實(shí)際測(cè)頭與上平臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)的水平距離;H為上平臺(tái)的厚度h與測(cè)頭半徑r的和;Δz為上平臺(tái)水平觸發(fā)測(cè)頭和帶姿態(tài)觸發(fā)測(cè)頭的高度差;Δzd為由距離d產(chǎn)生的高度差;α和β為上平臺(tái)的傾斜方向角和傾斜角;β′為工作臺(tái)面沿(PMx,PMy)到(cx,cy)方向上的傾斜角。
控制上平臺(tái)離開(kāi)測(cè)頭,注意保證上平臺(tái)坐標(biāo)系原點(diǎn)在投影圓上運(yùn)動(dòng),在特定的某一位置(由角度θ確定)處,使上平臺(tái)帶姿態(tài)運(yùn)動(dòng),其傾斜角度為β,上平臺(tái)的下降量Δz與角度θ之間的關(guān)系(“+”型線)是實(shí)際測(cè)頭與名義測(cè)頭間距為0時(shí),上平臺(tái)的下降量;(“O”型線)是兩者間距不為0時(shí),上平臺(tái)的下降量;同時(shí)可以發(fā)現(xiàn),若RM取合適的參數(shù),上平臺(tái)下降量呈近似余弦函數(shù)分布,下降量存在*大值Δzmax和*小值Δzmin.刀具更換后,需要對(duì)刀具的高度重新進(jìn)行確定:如更換后的刀具長(zhǎng)度為L(zhǎng)′c,設(shè)新的刀頭點(diǎn)的高度為H′c,有:H′c=Hc-(L′c-Lc)利用上式即可方便快速地確定新?lián)Q刀具的刀頭點(diǎn)高度,不用每次換刀都要重新測(cè)量。
結(jié)論介紹了一種新型數(shù)控銑床,針對(duì)該型銑床的特點(diǎn),給出了刀具相對(duì)于銑床基座坐標(biāo)系中的位姿標(biāo)定算法,該算法對(duì)銑床加工精度的提高起著非常重要的作用。目前,該算法運(yùn)用6-HITPKM型數(shù)控銑床的參數(shù)標(biāo)定模塊中,實(shí)際加工表明該算法有效,對(duì)促進(jìn)并聯(lián)機(jī)床的商品化和實(shí)用化起到了很大的作用。