[发明专利]一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法

说明书

本发明公开一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法，建立实际坐标系与理想坐标系之间的坐标变换关系，以及建立测点在实际坐标系中位置坐标的测量模型，通过坐标变换关系将测点从实际坐标系转换到理想坐标系。通过本发明提出的实际坐标系建立及测点位置测量方法，避免了对标准块进行打表调平及找正，整个测量过程可实现完全自动化，有效解决了传统打标测量引起的精度受人工经验影响且等问题，提高了结构参数标定的效率及精度。

技术领域

本发明涉及数控光学制造技术领域，具体涉及一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法。

背景技术

磁流变抛光技术具有去除函数稳定、去除效率高及面形收敛性好等优点，在非球面光学工件抛光中应用广泛。利用磁流变抛光技术对光学工件进行高确定性抛光时，需精确控制抛光头的运动轨迹。其中，机床结构参数是影响轨迹控制的关键因素，包括辅助测头、A轴轴线及B轴轴线之间的位置关系。传统的测量方法是采用千分表和球头棒进行位置关系测量，由于A、B双工具摆及磁流变抛光头机械结构的限制，利用千分表进行人工手动测量非常困难，存在自动化程度低，标定精度及效率受人工经验影响等问题。

中国专利号为CN201711375225.5的发明专利公开了一种双摆头结构五轴数控机床RTCP标定及补偿方法。该发明通过在机床X、Y、Z直线轴上安装千分表，测量旋转轴不同角度位置的坐标值，进而计算RTCP各参数矢量。由于该发明在位置测量过程中需要反复使球头棒靠压千分表至相同刻度，才能满足精确测量的条件，同样存在标定效率低、标定精度受人工经验影响等问题。

综上所述，现有五轴结构参数标定方法依然存在较多问题，因此，亟需一种效率高、自动化程度高、精度受人为因素影响小的五轴结构参数标定方法

发明内容

本发明目的在于提供一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法，以解决现有五轴结构参数标定效率低、标定精度受人工经验影响的问题，提高五轴结构参数标定的标定效率、自动化程度高，标定精度受人为因素影响小。

本发明通过下述技术方案实现：

一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法，建立实际坐标系与理想坐标系之间的坐标变换关系，以及建立测点在实际坐标系中位置坐标的测量模型，通过坐标变换关系将测点从实际坐标系转换到理想坐标系。

针对现有技术中心五轴结构参数方法存在标定效率低、标定精度容易受到人工经验影响的问题，本发明提供一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法。本发明使用的装置包括标准块、机械接触式三坐标测头、磁流变抛光轮组件、带X、Y、Z直线轴及A、B双摆轴的五轴机床。其中，三坐标测头与抛光轮组件集成于B轴上，机床工作台安装于X轴上，Z轴安装在Y轴上，A、B轴组成双摆轴安装在Z轴上。

一种AB双工具摆五轴磁流变抛光机床结构参数标定方法，具体步骤为：

S1、测量标准块标面位置信息，建立标准块实际坐标系O′-X′Y′Z′及其与理想坐标系O^id-X^idY^idZ^id的坐标变换矩阵T；

S2、建立测点在实际坐标系中位置的测量模型；

S3、将A轴旋转至0°位置并保持不变，利用步骤S2中建立的测量模型，分别测量B轴位于0°、正向设定角度及负向设定角度时测点在实际坐标系O′-X′Y′Z′中的位置，并向理想坐标系进行变换，得到测点P₁、P₂、P₃；

S4、将B轴旋转至0°位置并保持不变，利用步骤S2中建立的测量模型，分别测量A轴位于0°、正向设定角度及负向设定角度时测点在实际坐标系O′-X′Y′Z′中的位置，并向理想坐标系进行变换，得到测点P₄、P₅、P₆；