卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法与流程

本发明属于高精度激光加工领域，具体一种涉及卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法。

背景技术：

1、现有的对多轴设备在三维空间内的定位精度的测量，通常采用以下方法，

2、1)用激光干涉仪来调整，但是受环境、工况、操作人水平等因素的影响，且经过计算出所有测试点的最大偏差应在可接受范围内，但是在实际加工中发现该操作并不能完全避免加工局部位置超差。

3、2)紧密聚焦激光标记法，用超小光斑在热敏膜上标记运动轨迹，显影后通过测量标记评估运动平台的性能（如平行度、位置精度）。这也是目前最主流的测试方法，但是只能调整一个平面，无法建立起三维空间的联系，更无法发现设备在三维空间的定位于加工精度。

4、3)用标准球棒和直棒打相关精度也可直观验证并调整，但是对于无标准主轴的设备就无法应用了。

技术实现思路

1、发明目的：

2、提供一种涉及卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，低成本、高效、标准化解决无主轴设备多轴激光刻蚀设备联动精度的定位精度标定问题。

3、技术方案：

4、一种卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，通过在标准的大理石方箱的上面、前面、左面、右面贴上相纸作为样板，按照g17平面（xy平面）、g18平面（xz平面）、两个g19（yz平面）的顺序依次进行标定、测量补偿。

5、进一步地，包括：

6、s1：移动标准大理石方箱，使得标准大理石方箱的水平和垂直方向，分别与机床的水平和垂直方向之间的平行度和平面度在预定范围内；

7、s2：将工件坐标系零点（x0,y0,z0）建立在标准大理石方箱中心；

8、s3：在标准的大理石方箱的g17平面（xy平面）、g18平面（xz平面）、两个g19（yz平面）贴上相纸作为样板；

9、s4：按照g17平面（xy平面）、g18平面（xz平面）、两个g19（yz平面）的顺序依次进行标定、测量补偿并记录各个面的补偿值并计算平均值；

10、s5：在初始值的基础上，补偿所述平均值得到最终的补偿值。

11、进一步地，s4：具体包括：

12、对于g17平面（xy平面），将机床主轴移动至（x0,y0），将激光焦点设置为z0；

13、在xy平面样板上刻画5mm长的十字，其它轴不动，a轴摆动分别摆动0°、15°、30°、45°刻画直径3mm的圆；

14、若激光刻画图案为左右不对称且沿中心旋转，则首先测量最小椭圆长半轴与标准圆半径之差，将该差值补入机床对应的a轴摆长；

15、再测量椭圆长轴与十字线之间的最小夹角，将夹角的一半补入机床c轴的零点偏置角；

16、更换相纸，重复测量直到激光刻画图案为左右对称且沿中心不旋转；

17、将工件坐标系零点恢复至（x0,y0,z0）。

18、进一步地，s4：具体包括：

19、对于g18平面（xz平面），将机床主轴移动至（x0,z0），将a轴摆角90°后设置为a0，将激光焦点设置为y0；

20、在xz平面样板上刻画5mm长的十字，其它轴不动，a轴摆动分别摆动0°、15°、30°、45°刻画直径3mm的圆；

21、若激光刻画图案为左右不对称且沿中心旋转，则首先测量最小椭圆长半轴与标准圆半径之差，将该差值补入机床对应的a轴摆长；

22、再测量椭圆长轴与十字线之间的最小夹角，将夹角的一半补入机床c轴的零点偏置角；

23、更换相纸，重复测量直到激光刻画图案为左右对称且沿中心不旋转；

24、将工件坐标系零点恢复至（x0,y0,z0）。

25、进一步地，s4：具体包括：

26、对于一个g19平面，将机床主轴移动至（y0,z0），将c轴旋转-90°后设置为c0，将激光焦点设置为x0；

27、在yz平面样板上刻画5mm长的十字，其它轴不动，a轴摆动分别摆动0°、15°、30°、45°刻画直径3mm的圆；

28、若激光刻画图案为左右不对称且沿中心旋转，则首先测量最小椭圆长半轴与标准圆半径之差，将该差值补入机床对应的a轴摆长；

29、再测量椭圆长轴与十字线之间的最小夹角，将夹角的一半补入机床c轴的零点偏置角；

30、更换相纸，重复测量直到激光刻画图案为左右对称且沿中心不旋转；

31、将工件坐标系零点恢复至（x0,y0,z0）。

32、进一步地，s4：具体包括：

33、对于另一个g19平面，将机床主轴移动至（y0,z0），将c轴旋转90°后设置为c0，将激光焦点设置为x0；

34、在yz平面样板上刻画5mm长的十字，其它轴不动，a轴摆动分别摆动0°、15°、30°、45°刻画直径3mm的圆；

35、若激光刻画图案为左右不对称且沿中心旋转，则首先测量最小椭圆长半轴与标准圆半径之差，将该差值补入机床对应的a轴摆长；

36、再测量椭圆长轴与十字线之间的最小夹角，将夹角的一半补入机床c轴的零点偏置角；

37、更换相纸，重复测量直到激光刻画图案为左右对称且沿中心不旋转；

38、将工件坐标系零点恢复至（x0,y0,z0）。

39、进一步地，预定范围为0.01mm。

40、进一步地，s4中，测量长度和角度的过程中均以线的内侧边缘为基准。

41、有益效果：

42、目前已知无主轴的多轴激光加工设备，采用这个三维标定与测量补偿后可以精确的调整ac轴的精度，可控制、可留痕、可测量以及配件易寻，解决了这类新型设备无法准确标定的问题，有效保证加工质量。

1.一种卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，通过在标准的大理石方箱的上面、前面、左面、右面贴上相纸作为样板，按照g17平面、g18平面、两个g19的顺序依次进行标定、测量补偿。

2.根据权利要求1所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，s4：具体包括：

4.根据权利要求2所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，s4：具体包括：

5.根据权利要求2所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，s4：具体包括：

6.根据权利要求2所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，s4：具体包括：

7.根据权利要求1所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，预定范围为0.01mm。

8.根据权利要求1所述的卧式无主轴多轴机床ac轴联动精度标定与测量补偿方法，其特征在于，s4中，测量长度和角度的过程中均以线的内侧边缘为基准。