本发明涉及激光加工床摆头标定,具体涉及一种摆头快速标定装置及方法。
背景技术:
1、五轴联动激光加工中心有高效率、高精度的特点。目前,五轴激光加工机床的摆头及加工刀具(激光切割头)在安装完毕后,由于机加工误差以及安装过程中的人工误差,摆长数据与理论图纸会有偏差,cnc系统(位置控制系统)需要获取准确的摆长数据,即a轴旋转中心与刀尖的垂直距离l1,c轴旋转中心与刀尖的垂直距离l2,只有获取这些准确数据,在加工过程中的rtcp(旋转刀具中心点编程技术)动作才能准确无误,实现精度加工。而激光加工机床在摆长标定过程中通常需要用到标定参考物。
2、公开号cn116100373a公开了一种五轴数控机床在机测头自动标定方法,其使用标定好的测头半径测量环规平面的位置,再将测头竖直使用测头测量环规平面的同一点,以测量环规平面位置为基准,计算测头的长度,即为在机床上标定的较为准确的测头长度。
3、然而,该专利中的测量环规(标定参考物)只能够通过机床夹具固定,并在固定好后不便于单独灵活调整其标定面的朝向及位置,实用性有待提高。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种摆头快速标定装置及方法,解决现有技术中的标定参考物在固定好后不便于单独灵活调整其标定面的朝向及位置,实用性有待提高的技术问题。
2、为达到上述技术目的,本发明采取了以下技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一种摆头快速标定装置,包括:
4、固定座,用以固定于机床的加工底座;
5、调整结构,包括连接臂、锁止部及安装座,所述连接臂具有活动端及连接端,所述活动端安装于所述固定座,并能够相对所述固定座沿任意方向活动,所述锁止部设于所述活动端与所述固定座之间,用于在所述连接端跟随所述活动端活动至预设位置时,限制所述活动端相对所述固定座活动,所述安装座连接于所述连接端;及
6、标定结构,包括标定块及水平仪,所述标定块及所述水平仪均设于所述安装座。
7、在一些实施例中,所述调整结构还包括球轴,所述球轴连接于所述活动端;
8、所述固定座包括座体及万向球套,所述座体用以固定于加工底座,所述万向球套安装于所述座体,并具有上侧开口的半球形腔,所述半球形腔供所述球轴安设,使得所述活动端能够相对所述万向球套沿任意方向活动;
9、所述锁止部设于所述球轴与所述万向球套之间。
10、在一些实施例中,所述半球形腔的侧壁设有连通外部的锁止螺孔;
11、所述锁止部包括锁止螺栓,所述锁止螺栓螺的一端螺设于所述锁止螺孔,并能够伸入所述半球形腔以压抵于所述球轴。
12、在一些实施例中,所述半球形腔的开口端设有多个限位槽,多个所述限位槽沿所述半球形腔的周向间隔布设,所述连接臂能够活动至卡设于任意所述限位槽;和/或,
13、所述座体为磁力座,以具有磁吸于加工底座的磁吸状态,和脱离加工底座的消磁状态。
14、在一些实施例中,所述固定座还包括转动座及限位部,所述转动座安装于所述座体,所述万向球套绕位于竖直方向上的轴线转动安装于所述转动座,所述限位部设于所述转动座与所述万向球套之间,用于在所述万向球套转动至预设位置时,限制所述万向球套相对所述转动座转动。
15、在一些实施例中,所述万向球套靠近所述转动座的一端设有轴孔,所述轴孔的侧壁设有连通外部的限位螺孔,所述转动座对应所述轴孔设有转轴,所述转轴转动设于所述轴孔内,所述限位部为限位螺栓,所述限位螺栓的一端螺设于所述限位螺孔,并能够伸入所述轴孔内,以压抵于所述转轴;和/或,
16、所述转动座与所述座体螺接连接。
17、在一些实施例中,所述安装座包括底板、挡板、夹板及驱动部,所述底板连接于所述连接端,所述挡板与所述夹板设于所述底板的同侧,所述夹板具有靠近及远离所述挡板的活动行程,所述驱动部设于所述底板,并与所述夹板驱动连接,用于驱使所述夹板靠近及远离所述挡板;
18、所述标定块设于所述挡板及所述夹板之间,所述水平仪设于所述底板。
19、在一些实施例中,所述底板在水平方向上的一侧设有避让槽,所述挡板及所述夹板位于所述底板的上侧,且所述夹板邻近所述避让槽,并朝向所述避让槽延伸设有传动板,所述传动板设有连通所述避让槽的传动螺孔;
20、所述驱动部包括驱动螺杆,所述驱动螺杆一端螺设于所述传动螺孔,并绕其轴线转动安装于所述避让槽的侧壁,以在转动时驱使传动板带动所述夹板靠近及远离所述挡板。
21、在一些实施例中,所述传动板靠近所述避让槽的一侧设有导向板,所述导向板伸入所述避让槽中,所述传动螺孔贯穿所述导向板;和/或,
22、所述驱动部还包括复位弹簧,所述复位弹簧连接所述避让槽的侧壁及所述传动板,用于将所述传动板复位至远离所述挡板的位置。
23、在一些实施例中,所述底板设有安装孔,所述标定块的底部对应所述安装孔设有防脱槽;
24、所述调整结构还包括防脱销及压缩弹簧,所述防脱销设于所述安装孔,所述压缩弹簧连接所述防脱销及所述安装孔的内壁,使得所述防脱销具有伸出所述安装孔的初始位置,和回缩于所述安装孔的避让位置。
25、第二方面,本发明还提供一种摆头快速标定方法,用于如上任意一项所述的摆头快速标定装置,所述的摆头快速标定方法包括步骤:
26、将所述固定座固定于机床的加工底座,并将所述标定块调整至水平;
27、然后将标定球安装至机床的切割头喷嘴位置;
28、控制a轴分别在45°及-45°角度姿态下,驱使所述标定球向下缓慢接触所述标定块的上表面,并分别记录接触时的z轴坐标z1和z2,且判断z1与z2是否存在偏差,若存在偏差,则控制系统修正偏差,再重复上述运动,直至z1和z2偏差处于合理范围内,完成a轴初始零度校正;
29、控制a轴回到90°点,再控制c轴分别以45°和-45°角度姿态下,驱使所述标定球缓慢接触所述标定块的侧面,并记录接触时的y轴坐标y1和y2,且判断y1和y2是否存在偏差,若存在偏差,则控制系统修正偏差,再重复上述运动,直至y1和y2偏差处于合理范围内,完成c轴初始零度校正;
30、控制a轴回到0°点,并驱使所述标定球向下接触所述标定块的上表面,记录z3,再控制a轴到90°点,驱使所述标定球向下接触所述标定块的上表面,记录z4,计算z4与z3差值得到摆长l1;
31、控制a轴回到0°点,并驱使所述标定球接触所述标定块的侧面,记录y3,然后控制c轴到达90°点,并驱使所述标定球接触所述标定块的侧面,记录y4,计算y4与y3的差值得到摆长l2。
32、与现有技术相比,本发明提供的摆头快速标定装置中,将固定座固定于机床的加工底座上,并能够通过朝任意方向活动连接臂的活动端来带动其连接端同步活动;且待连接端与其上的安装座调整至预设位置后,再通过锁止部将活动端锁止于固定座上,防止安装座在位置调整后意外偏移,提高标定精度。如此,能够根据需求灵活调整安装座上的标定块的位置及朝向,进而使得标定面的位置及朝向调整更加便捷,并通过水平仪判断标定块是否调平,实用性较好。
1.一种摆头快速标定装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述调整结构还包括球轴,所述球轴连接于所述活动端;
3.根据权利要求2所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述半球形腔的侧壁设有连通外部的锁止螺孔;
4.根据权利要求2所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述半球形腔的开口端设有多个限位槽,多个所述限位槽沿所述半球形腔的周向间隔布设,所述连接臂能够活动至卡设于任意所述限位槽;和/或,
5.根据权利要求2所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述固定座还包括转动座及限位部,所述转动座安装于所述座体,所述万向球套绕位于竖直方向上的轴线转动安装于所述转动座,所述限位部设于所述转动座与所述万向球套之间,用于在所述万向球套转动至预设位置时,限制所述万向球套相对所述转动座转动。
6.根据权利要求5所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述万向球套靠近所述转动座的一端设有轴孔,所述轴孔的侧壁设有连通外部的限位螺孔,所述转动座对应所述轴孔设有转轴,所述转轴转动设于所述轴孔内,所述限位部为限位螺栓,所述限位螺栓的一端螺设于所述限位螺孔,并能够伸入所述轴孔内,以压抵于所述转轴;和/或,
7.根据权利要求1所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述安装座包括底板、挡板、夹板及驱动部,所述底板连接于所述连接端,所述挡板与所述夹板设于所述底板的同侧,所述夹板具有靠近及远离所述挡板的活动行程,所述驱动部设于所述底板,并与所述夹板驱动连接,用于驱使所述夹板靠近及远离所述挡板;
8.根据权利要求7所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述底板在水平方向上的一侧设有避让槽,所述挡板及所述夹板位于所述底板的上侧,且所述夹板邻近所述避让槽,并朝向所述避让槽延伸设有传动板,所述传动板设有连通所述避让槽的传动螺孔;
9.根据权利要求8所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述传动板靠近所述避让槽的一侧设有导向板,所述导向板伸入所述避让槽中,所述传动螺孔贯穿所述导向板;和/或,
10.一种摆头快速标定方法,用于如权利要求1至9中任意一项所述的摆头快速标定装置,其特征在于,所述的摆头快速标定方法包括步骤:
