CN115302288B - 一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法，包括支撑台、导轨组、用于支撑零件侧面或底面的支撑板和用于调节所述支撑板高度的调节器；支撑台的上表面设置导轨组，导轨组包括至少三个导轨，且各导轨之间相互平行；导轨上设置有与导轨配合的滑块，滑块上设置有升降装置，升降装置上设置有用于接触零件底部的接触传感器；导轨组的两侧均设置有若干个调节器；支撑板设置在调节器上，且所述支撑板位于所述接触传感器的上方。本申请的一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法，通过接触传感器和调节器的配合使用，解决了零件加工误差大的技术问题，实现了使零件铣削姿态相对稳定，减小对零件加工造成的误差，满足了零件的加工要求。

Description

一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法

技术领域

本申请涉及精度铣削工艺领域，尤其涉及一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法。

背景技术

随着时代的进步，对于当前加工的铣削精度要求逐步提高，通常的加工工艺是将零件在铣削设备上进行基准固定，随后确定坐标系，按照坐标值进行走刀铣削，铣削分至少包括粗铣和精铣，加工对象在粗铣过程中通过铣削较深的进刀方式进行加工，使得加工效率较高，粗铣完成后的加工对象，距离标准的尺寸要求偏差在毫米级，随后再通过精铣，进行缓慢进刀铣削，使得精度提高。

对于有些加工零件而言，其加工是在原有产品的基础上进行的，产品是否合格需要将零件安装到相对结构上进行测试，这种零件加工达标需要反复加工，装配，检测，再加工；由于反复修正过程中零件的姿态变化容易存在各种偏差，造成零件加工误差偏大，无法满足加工要求。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法，旨在解决零件加工误差大的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种基于三点定位铣削精度修正的装置，包括支撑台、导轨组、用于支撑零件侧面或底面的支撑板和用于调节所述支撑板高度的调节器；

所述支撑台的上表面设置所述导轨组，所述导轨组包括至少三个导轨，且各导轨之间相互平行；

所述导轨上设置有与所述导轨配合的滑块，所述滑块上设置有升降装置，所述升降装置上设置有用于接触所述零件底部的接触传感器；

所述导轨组的两侧均设置有若干个所述调节器；

所述支撑板设置在所述调节器上，且所述支撑板位于所述接触传感器的上方。

可选地，所述调节器包括升降杆和驱动装置；

所述驱动装置驱动所述升降杆升降；

所述支撑板设置在所述升降杆顶部。

可选地，还包括安装筒，所述驱动装置包括驱动电机、驱动齿轮和条形齿；

所述升降杆设置在所述安装筒内，所述驱动电机和所述驱动齿轮固定在所述安装筒上；

所述驱动电机驱动所述驱动齿轮转动；

所述驱动齿轮与所述条形齿传动连接；

所述条形齿设置在所述升降杆的长度方向上。

可选地，还包括引导块，所述引导块设置在所述升降杆的顶部，

所述引导块上设置有引导槽，所述支撑板配合安装在所述引导槽内；

所述引导槽内壁设置有至少一个磁吸块，所述支撑板上设置有与所述磁吸块对应的磁吸条。

可选地，所述引导槽内壁设置有两个所述磁吸块。

可选地，所述支撑板上设置接触开关，所述接触开关用于接触零件触发接触信号。

可选地，所述导轨包括限位部和延伸部，所述升降装置包括行程气缸；

所述延伸部设置在所述限位部上方，并相互连通；

所述滑块滑动连接在所述限位部内；

所述行程气缸设置在所述滑块上端，并位于所述延伸部内；

所述接触传感器设置在所述行程气缸的活塞端。

可选地，还包括推动所述滑块在所述导轨移动的推动装置。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种基于三点定位铣削精度修正的方法，使用一种基于三点定位铣削精度修正的装置，包括以下步骤：

通过所述支撑板支撑零件，并使所述零件的底部接触所述接触传感器；

利用所述接触传感器接触获取所述零件的底部参数；

通过调节器根据所述底部参数调整所述零件的姿态，使得所述零件的底部参数达到设定值。

可选地，所述通过调节器根据所述底部参数调整所述零件的姿态，使得所述零件的底部参数达到设定值，包括：

步骤a：获得所述零件的底部参数后，将所述接触传感器脱离零件；

步骤b：通过所述调节器根据所述底部参数调整所述零件的姿态；

步骤c：再次将接触传感器接触所述零件底部，获得所述零件的底部参数；

步骤d：重复步骤a至c，直至所述零件的底部参数达到设定值。

本申请所能实现的有益效果：

使用本申请的一种基于三点定位铣削精度修正的装置时，首先将待定位的零件放置在支撑板上，通过支撑板对零件进行定位，然后调整滑块，使得接触传感器位于零件的下方，启动升降装置，使得位于升降装置上的接触传感器接触零件底部，由于设置有至少三个以上导轨，通过接触传感器接触零件后，利用三点成面的原理，获得零件底部的倾斜信息，当所有的接触传感器同时抵触到零件底部，则表面零件底部平行，当有时间差抵触到零件的底板时，则表面零件底部具有倾斜，通过接触传感器的接触时差以及接触传感器之间的距离计算出零件底部倾斜角度，根据零件的底部倾斜角度，通过调节不同位置的各个调节器，调节支撑板的上下高度，从而调整零件底部倾斜角度，使得零件底部的倾斜交底达到指定参数，最后可再次通过接触传感器检测零件底部倾斜角度是否合格，若不合格，即重复调整和检测，直至合格，合格后，则通过工装对零件进行夹持，从而保证零件处于指定位置，使铣削姿态相对稳定，减小对零件加工造成的误差，满足了零件的加工要求。解决了零件加工误差大的技术问题。

本申请实施例提出的一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法，通过接触传感器和调节器的配合使用，解决了零件加工误差大的技术问题，实现了使零件铣削姿态相对稳定，减小对零件加工造成的误差，满足了零件的加工要求。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的基于三点定位铣削精度修正的装置的结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的调节器的结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的接触板安装示意图；

图4为本申请的实施例提供的引导槽与接触板的结构示意图；

图5为本申请的实施例提供的接触传感器位置示意图；

1-支撑台，2-调节器，3-支撑板，4-导轨，5-滑块，6-行程气缸，7-接触传感器，101-安装板，102-推出装置，201-安装筒，202-升降杆，203-驱动轮，204-条形齿，205-引导块，206-引导槽，207-磁吸块，301-磁吸条，302-接触开关，401-限位部，402-延伸部。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

对于一般形态的零件的加工，通常会使用数控专机进行，利用机械臂可对加工对象在空间所处的位姿进行实时检测，通过二次编程修正加工程序，从而在加工过程中改善误差对加工精度的影响。

但是对于部分特殊加工零件而言，其加工是在原有产品的基础上进行的，产品是否合格需要将零件安装到相对结构上进行测试，这种零件加工达标需要反复加工，装配，检测，再加工；直接数控专机一次加工成型需要进行多次的编程和校对，使得应用成本高，且加工效率极其低下。对于这种零件的加工更多考虑的是通过半自动化设备配合工装进行零件的局部修正和铣削，再进行预装配，最后进行精度打磨。考虑到修正过程中零件的姿态变化容易存在各种偏差，而这些偏差是机械因素和人为因素等多个维度产生的，单零件底面具有倾斜角度时，使得二次加工安装过程需要繁琐的校对，因此，如何改善二次安装过程中的工作量，缩短精度校验是值得研究的。

参照图1-图5，本申请一种基于三点定位铣削精度修正的装置及方法第一实施例提一种基于三点定位铣削精度修正的装置，包括支撑台1、导轨组、用于支撑零件侧面或底面的支撑板3和用于调节所述支撑板高度的调节器2；所述支撑台1的上表面设置所述导轨组，所述导轨组包括至少三个导轨4，且各导轨4之间相互平行；所述导轨4上设置有与所述导轨4配合的滑块5，所述滑块5上设置有升降装置，所述升降装置上设置有用于接触所述零件底部的接触传感器7；所述导轨组的两侧均设置有若干个所述调节器2；所述支撑板3设置在所述调节器2上，且所述支撑板3位于所述接触传感器7的上方。

本申请的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，在支撑台1的两侧均设置有调节器2，调节器2上设置有支撑板3，支撑板3用于支撑待定位的零件，调节器2用于调整支撑板3的高度，导轨组设置在支撑台1的上表面，且调节器2位于导轨组长度方向的两侧，从而调节器2调整零件的姿态，导轨组包括至少三个以上导轨4，且导轨4之间相互平行，所述导轨4上设置有与所述导轨4配合的滑块5，所述滑块5上设置有升降装置，所述升降装置上设置有用于接触所述零件底部的接触传感器7。使用本申请的一种基于三点定位铣削精度修正的装置时，首先将待定位的零件放置在支撑板3上，通过支撑板3对零件进行定位，然后调整滑块5，使得接触传感器7位于零件的下方，启动升降装置，使得位于升降装置上的接触传感器7接触零件底部，由于设置有至少三个以上导轨4，通过接触传感器7接触零件后，利用三点成面的原理，获得零件底部的倾斜信息，当所有的接触传感器7同时抵触到零件底部，则表面零件底部平行，当有时间差抵触到零件的底板时，则表面零件底部具有倾斜，通过接触传感器7的接触时差以及接触传感器7之间的距离计算出零件底部倾斜角度，根据零件的底部倾斜角度，通过调节不同位置的各个调节器2，调节支撑板3的上下高度，从而调整零件底部倾斜角度，使得零件底部的倾斜交底达到指定参数，最后可再次通过接触传感器7检测零件底部倾斜角度是否合格，若不合格，即重复调整和检测，直至合格，合格后，则通过工装对零件进行夹持，从而保证零件处于指定位置，使铣削姿态相对稳定，减小对零件加工造成的误差，满足了零件的加工要求。解决了零件加工误差大的技术问题。

调节器2的作用为调节支撑板3的上下高度，从而改变零件的姿态，调节器2可为伸缩装置，曲柄装置等等，本实施例中，如图2所示，所述调节器2包括升降杆202和驱动装置；

所述驱动装置驱动所述升降杆202升降；

所述支撑板3设置在所述升降杆202顶部。本实施例通过驱动装置驱动所述升降杆202升降，从而实现对支撑板3的升降，结构简单，效率高效，保证能够快速的对支撑板3进行升降。

在本实施例中，还包括安装筒201，所述驱动装置包括驱动电机、驱动齿轮和条形齿204；

所述升降杆202设置在所述安装筒201内，所述驱动电机和所述驱动齿轮固定在所述安装筒201上；

所述驱动电机驱动所述驱动齿轮转动；

所述驱动齿轮与所述条形齿204传动连接；

所述条形齿204设置在所述升降杆202的长度方向上。在本实施例中，通过驱动电机驱动所述驱动齿轮转动，所述驱动齿轮带动所述条形齿204上下移动，从而带动升降杆202上下移动，由于升降杆202上设置有支撑板3，从而带动支撑板3上下移动，通过调整不同的支撑板3的上下高度，由于零件有若干个支撑板3进行支撑，进而实现对零件的姿态进行调整；

如图3和图4所示，还包括引导块205，所述引导块205设置在所述升降杆202的顶部，

所述引导块205上设置有引导槽206，所述支撑板3配合安装在所述引导槽206内；

所述引导槽206内壁设置有至少一个磁吸块207，所述支撑板3上设置有与所述磁吸块207对应的磁吸条301。在本实施例中，升降杆202的顶部上设置引导块205，所述引导块205上设置有引导槽206，所述支撑板3配合安装在所述引导槽206内；所述引导槽206内壁设置有至少一个磁吸块207，所述支撑板3上设置有与所述磁吸块207对应的磁吸条301，通过将支撑板3插入到引导槽206内，然后通过磁吸块207与磁吸条301之间磁力连接，使得支撑板3能够牢固的固定在引导槽206内，同时保证了支撑板3的平行度。磁吸块207可为电磁铁，从而实现对支撑板3的可拆卸连接，当将支撑板3插入到引导槽206内后，启动电磁铁即可实现固定。

引导槽206内壁可设置若干个磁吸块207，磁吸块207越多支撑板3的固定就越牢固，本实施例中，所述引导槽206内壁设置有两个所述磁吸块207。通过两点成线的远离，使得支撑板3能够固定在一条直线上，保证支撑板3不发生倾斜或者偏移，使得支撑板3能够平行的固定在引导槽206内。

如图4所示，所述支撑板3上设置接触开关302，所述接触开关302用于接触零件触发接触信号。当零件放置在支撑板3上时，触碰到接触开关302，接触开关302触发接触信号，传递给计算机或者工作人员，从而便于计算机或者工作人员进行下一步操作。

如图5所示，所述导轨4包括限位部401和延伸部，所述升降装置包括行程气缸6；

所述延伸部设置在所述限位部401上方，并相互连通；

所述滑块5滑动连接在所述限位部401内；

所述行程气缸6设置在所述滑块5上端，并位于所述延伸部内；

所述接触传感器7设置在所述行程气缸6的活塞端。本实施例中，导轨4包括限位部401和延伸部，限位部401和延伸部相互连通相互垂直，以保证滑块5上的行程气缸6能够在垂直方向上稳定工作，上述滑块5外壁与限位部401相吻合，其中滑块5与限位部401对应，其限位部401与滑块5采用物理限位，即限位部401与滑块5之间涂抹润滑油，其限位部401内腔与滑块5外壁均需要提高表面光滑度，从而保证滑块5与限位部401之间的摩擦系数。

滑块5在导轨4移动上的移动方式可以人工推动或者机器通过，在本实施例中，如图1所示，还包括推动所述滑块5在所述导轨4移动的推动装置。其中推出装置102为现有推出机构，其推出装置102可以是现有行程气缸6，也可以是现有的滚珠丝杠，其推出装置102主要用于保证滑块5的推出距离。其中导轨4采用并排设计，由一个推出装置102对应一个导轨4中的滑块5，其导轨4上端可以设置刻度尺，从而确定滑块5当前位置，其滑块5中点与行程气缸6的中轴线重合，其接触传感器7位于行程气缸6的中轴线上，从而通过刻度尺结合滑块5尺寸能够得到接触传感器7的位置数据。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种基于三点定位铣削精度修正的方法，使用一种基于三点定位铣削精度修正的装置，包括以下步骤：

通过所述支撑板3支撑零件，并使所述零件的底部接触所述接触传感器7；

利用所述接触传感器7接触获取所述零件的底部参数；

通过调节器2根据所述底部参数调整所述零件的姿态，使得所述零件的底部参数达到设定值。

本实施例为操作实施例，一种基于三点定位铣削精度修正的方法，包括如下操作步骤，

步骤一，零件放置，将其中的一个调节器2设为基准调节器2，其余调节器2设为支撑调节器2，将零件侧壁抵触基准调节器2的接触板3，随后零件底部放置在其他调节器2的接触板3上，并保持相对稳固。通过接触板3形成临时支撑，必要时可以通过接触板3对零件进行吸附，从而避免零件随意脱落。通过构建平行的底部基准面，便于后期铣削测量和局部修刀测量。

步骤二，基准测量，将滑块5移动到零件下方对应位置，通过行程气缸6带动接触传感器7同步上移，使接触传感器7触碰到零件底部，随后接触传感器7将信号传递至计算机并停止行程气缸6移动，由计算机分析通过接触传感器7的接触时差以及滑块5之间的距离计算倾斜角度，得到姿态参数。其中接触传感器7为现有商品，通过接触传感器7触碰零件得到触碰信号，从而行程气缸6停止工作，且接触传感器7上升过程相对缓慢，从而有效降低可能出现的误差风险。

步骤三，调整零件姿态，通过行程气缸6带动接触传感器7脱离零件，再通过支撑调节器2推动零件底部进行姿态修正，修正后由行程气缸6带动接触传感器7接触零件底部，并通过计算机再次分析得到姿态参数，重复该步骤直至姿态参数在工装配对允许公差范围内，完成姿态调整。

步骤四，铣削固定，完成姿态调整后的零件，通过工装对零件两侧进行夹持，使铣削姿态相对稳定。其中工装为现有夹持工装，其工装下端一般低于零件下端，其工装夹持零件的移动方向与调节器2相对位置方向呈90度角，避免调节器2与工装接触。

所述通过调节器2根据所述底部参数调整所述零件的姿态，使得所述零件的底部参数达到设定值，包括：

步骤a：获得所述零件的底部参数后，将所述接触传感器7脱离零件；

步骤b：通过所述调节器2根据所述底部参数调整所述零件的姿态；

步骤c：再次将接触传感器7接触所述零件底部，获得所述零件的底部参数；

步骤d：重复步骤a至c，直至所述零件的底部参数达到设定值。

本申请的装置能够通过三点成面的原理调整零件的姿态，还能矫正装置在布局过程中可能出现的人为偏差。通过调节器2形成预支撑，利用多个调节器2形成多个支撑点，通过对支撑点的调整从而改变零件的放置姿态，利用接触传感器7进行接触零件底部，利用接触传感器7三点成面的原理，配合接触时差确定形成的面弧度，且调节器2之间的距离恒定，从而调节器2能够根据计算机数据反馈进行调整。

本申请利用升降杆202上的条形齿204与驱动轮203配合，使得升降杆202的移动距离能够量化和可控。通过引导块205上的磁吸块207在必要时候产生电磁吸附，从而固定接触板3的姿态，并使接触板3上的磁吸条301产生磁吸作用，有利于稳定零件，便于外部工装在相对姿态下夹持零件。

本申请的方法在零件姿态出现偏差的情况下，逐步修正零件的姿态，使得零件的姿态调整到指定位置，从而保证粗加工精度，减少后续精加工可能存在的偏差风险。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于三点定位铣削精度修正的装置，其特征在于，包括支撑台、导轨组、用于支撑零件侧面或底面的支撑板和用于调节所述支撑板高度的调节器；

所述支撑台的上表面设置所述导轨组，所述导轨组包括至少三个导轨，且各导轨之间相互平行；

所述导轨上设置有与所述导轨配合的滑块，所述滑块上设置有升降装置，所述升降装置上设置有用于接触所述零件底部的接触传感器；

所述导轨组的两侧均设置有若干个所述调节器，所述调节器包括升降杆和驱动装置，所述驱动装置驱动所述升降杆升降，所述支撑板设置在所述升降杆顶部；

所述支撑板设置在所述调节器上，且所述支撑板位于所述接触传感器的上方；

还包括引导块，所述引导块设置在所述升降杆的顶部，

所述引导块上设置有引导槽，所述支撑板配合安装在所述引导槽内；

所述引导槽内壁设置有至少一个磁吸块，所述支撑板上设置有与所述磁吸块对应的磁吸条。

2.如权利要求1所述的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，其特征在于，还包括安装筒，所述驱动装置包括驱动电机、驱动齿轮和条形齿；

所述升降杆设置在所述安装筒内，所述驱动电机和所述驱动齿轮固定在所述安装筒上；

所述驱动电机驱动所述驱动齿轮转动；

所述驱动齿轮与所述条形齿传动连接；

所述条形齿设置在所述升降杆的长度方向上。

3.如权利要求1所述的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，其特征在于，所述引导槽内壁设置有两个所述磁吸块。

4.如权利要求1所述的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，其特征在于，所述支撑板上设置接触开关，所述接触开关用于接触零件触发接触信号。

5.如权利要求1所述的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，其特征在于，所述导轨包括限位部和延伸部，所述升降装置包括行程气缸；

所述延伸部设置在所述限位部上方，并相互连通；

所述滑块滑动连接在所述限位部内；

所述行程气缸设置在所述滑块上端，并位于所述延伸部内；

所述接触传感器设置在所述行程气缸的活塞端。

6.如权利要求1所述的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，其特征在于，还包括推动所述滑块在所述导轨移动的推动装置。

7.一种基于三点定位铣削精度修正的方法，其特征在于，使用如权利要求1-6任意一项所述的一种基于三点定位铣削精度修正的装置，包括以下步骤：

通过所述支撑板支撑零件，并使所述零件的底部接触所述接触传感器；

利用所述接触传感器接触获取所述零件的底部参数；

通过调节器根据所述底部参数调整所述零件的姿态，使得所述零件的底部参数达到设定值。

8.如权利要求7所述的一种基于三点定位铣削精度修正的方法，其特征在于，所述通过调节器根据所述底部参数调整所述零件的姿态，使得所述零件的底部参数达到设定值，包括：

步骤a：获得所述零件的底部参数后，将所述接触传感器脱离零件；

步骤b：通过所述调节器根据所述底部参数调整所述零件的姿态；

步骤c：再次将接触传感器接触所述零件底部，获得所述零件的底部参数；

步骤d：重复步骤a至c，直至所述零件的底部参数达到设定值。

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