机床方法技术

一种使工件与工件的几何设计数据相拟合的装置和方法。从几何设计数据中选择标称数据点。创建命令代码以产生测量的数据点。该测量数据点具有用于将工件与几何设计数据相拟合的关联标称测量点。该装置和方法还可用于确定工件是否在容差范围内和用于处理控制。

Machine tool method

A device and method for fitting geometric design data of a workpiece to a workpiece. Select nominal data points from geometric design data. Creates command code to generate measured data points. The measuring data point has an associated nominal measuring point for fitting the workpiece to the geometric design data. The apparatus and method may also be used to determine whether the workpiece is within tolerance and is used for processing control.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及诸如执行使用例如机床或快速制造装置的装置在工件上进行例如加工的操作。本专利技术特别涉及使用设计数据为该装置得到命令代码。这可以是例如用于加工装置的工具轨道或轴线与物理工件之间的校准。已知在CAD系统上设计工件的实践，所述系统能够在计算机上建立工件的3D模型。来自该CAD模型的数据可以用于利用机床制作工件。但是该CAD系统和机床两者每一个都具有它们各自的坐标系统，可能具有不同的原点和/或定向。为了使CAD数据能够有效地用于控制机床，工件的坐标系统必须同机床和/或CAD/CAM系统校准。经常会使用多步骤加工来加工工件。这样当把一个已部分加工的工件安装在机床上以便于加工某些第二特征时，准确校准工件使得该第二特征处在与已有的特征相对应的正确位置上是十分重要的。也已经知道在机床上安装测量探针并由此使用机床来测量工件的特征。可以在坐标定位装置上简单地通过靠着该装置的工作台或在工作台上安装的固定部件的一个平面来推动工件的一个平面来校准工件。但是这需要该工件具有外部平坦表面，并且该平面不管是自由形态或是棱柱形的，都具有可以忽略的形状误差。另一种已知的在坐标定位装置上校准工件的系统，例如机床，包括用安装在坐标定位装置上的测量探针来获取测量点以发现工件的拐角。这通常需要第一表面上的三个点，第二表面上的两个点和第三表面上的一个点。从这些测量点得到工件的拐角位置。将拐角的测量位置与来自CAD数据的标称位置进行比较，以及直到该标称数据和测量数据匹配之后再确定机械操作轴。但是对于这种要使用的方法来说，工件必须要有立体的拐角，并且还要假设这些表面是垂直的且具有最小形状误差。这些方法都是利用工件的外部特征相对于坐标定位装置来校准工件。但是，如果工件包含必需的特征，则期望根据这些特征来校准工件，以使得第二特征能够正确地相对于这些必要特征定位。附图说明图1表示在机床上工件校准的另一种现有方法。在第一步骤中，将工件的CAD数据10用于确定标称的表面点12。这些点可以例如包括在例如孔的特征表面上的点。在CAD坐标系统中根据CAD数据确定这些点的XYZ位置。在接下来的步骤中，使用安装在机床杆中的测量探针来测量工件。从该标称表面点和CAD数据中得到命令代码14。该命令代码是驱动机床轴(例如杆和/或工作台)、探针运动(如果使用有关节的探针)和测量次序的机床命令信号。在该步骤中，杆装载有测量探针并且由此命令代码驱动该探针在选择的检测点上进行测量。这些检测点16由此对应于从CAD数据中选择的标称表面点。在接下来的步骤中，把由探针提取的测量点输入回CAD系统中并装配到CAD模型18中。当CAD坐标系统和加工坐标系统不同时，必须重新确定这两个坐标系统中的一个或两个，直到将它们对准20。这可以通过例如算术地重新确定该加工轴或通过修改命令代码来实现。现在将两个系统校准了，可以将CAD数据和检查点用以创建用于进一步的工件加工的命令代码22。这种方法具有缺陷，当使用用于工件的CAD数据时，该方法非常复杂和麻烦。它还需要机床的CAD信息并且包含了制造过程中的原始CAD数据。本专利技术的第一个方面提供一种使用坐标定位装置将工件和几何设计数据相拟合的方法，包括以下步骤a)提供工件全部或部分的几何设计数据；b)从几何设计数据中选择工件的一个或多个标称测量点；c)创建命令代码以产生一个或多个测量的数据点；d)其中一个或多个测量的数据点具有一个或多个相关的标称测量点，其用于将工件和几何设计数据拟合。可以直接或间接地使用标称测量点将工件和几何设计数据拟合。该方法可以包括以下附加的步骤在工件上测量等同于标称测量点的实际测量点。该方法可以包括以下附加的步骤将实际测量点和一个或多个标称测量点相比较；和减小实际测量点和一个或多个标称测量点之间的误差，以实现容差范围内的拟合。这种拟合可以导致坐标变换，通过该变换将工件的坐标系统与坐标定位装置的坐标系统校准。可以对实际测量点和标称测量点进行最佳拟合。标称测量点数据可以包括一个或多个标称点的坐标和标称点处的表面法线数据。实际测量数据可以和标称测量数据一起存储。命令代码可以和拟合处理修正相关联，其可以包括例如容差指令、拟合指令、旋转约束和/或平移约束。该处理修正可以与制造处理修正相关联，其可以包括例如刀具偏置指令。多输出测量数据点可以和单一标称测量点相关联。用于将工件和几何设计数据拟合的步骤可以包括将实际测量点和标称测量点相拟合，以确定工件是否在容差范围内。可以调整在随后工件的加工操作中的处理参数以确保在容差范围内生产后续的工件。将工件和几何设计数据拟合的步骤可以包括创建变换矩阵。本专利技术的第二方面提供一种用于确定工件是否在容差范围内的方法，该方法包括以下步骤a)提供工件的全部或部分的几何设计数据；b)从几何设计数据选择一个或多个工件的标称测量点；c)创建和一个或多个标称测量点数据相关联的命令代码；d)在工件上测量等同于一个或多个标称测量点的实际测量点；e)将一个或多个实际测量点和一个或多个标称测量点相拟合，以确定工件是否在容差范围内。本专利技术第三方面提供用于一种在加工一系列工件中进行处理控制的方法，该方法包括以下步骤a)提供第一工件的全部或部分的几何设计数据；b)从几何设计数据选择第一工件的一个或多个标称测量点；c)创建和标称测量点数据相关联的命令代码；d)在第一工件上测量等同于一个或多个标称测量点的一个或多个实际测量点；e)将一个或多个实际测量点和一个或多个标称测量点拟合，以确定工件是否在容差范围内；和f)在后续工件的加工中调整处理参数以确保后续工件在容差范围内。本专利技术的第四方面提供一种用于将工件和工件的全部或部分的几何设计数据拟合的装置，其中已经从几何设计数据中选择了一个或多个标称测量点，该装置包括执行以下步骤的处理器创建用于产生一个或多个测量的数据点的命令代码；其中一个或多个测量的数据点具有用于将工件和几何设计数据拟合的一个或多个关联的标称测量点。本专利技术的第五方面提供一种用于确定工件是否在容差范围内的装置，该工件具有工件的全部或部分的几何设计数据，从几何设计数据中已经选择了一个或多个标称测量点，该装置包括用于执行以下步骤的处理器创建和这一个或多个标称测量点数据相关联的命令代码；测量在工件上等同于一个或多个标称测量点的实际测量点；将一个或多个实际测量点和一个或多个标称测量点拟合以确定工件是否在容差范围内。本专利技术的第六方面提供一种用于在一系列工件的加工中的处理控制的装置，第一工件具有该工件的全部或部分的几何设计数据，其中从几何设计数据中已经选择了一个或多个标称测量点，该装置包括用于执行以下步骤的处理器创建和标称测量点数据相关联的命令代码；测量在第一工件上等同于一个或多个标称测量点的一个或多个实际测量点；将一个或多个实际测量点和一个或多个标称测量点拟合以确定工件是否在容差范围内；和在后续工件的加工中调整处理参数以确保后续工件在容差范围内。在上述第四、第五和第六方面中，该处理器可以包括例如加工控制器、例如个人电脑或接口的外部处理器，或者上述的组合。可以由该处理器来执行从几何设计数据中选择标称数据点。对于上述所有的方面，可以部分加工该工件。工件可以具有棱柱状或自由形态表面。现在将参考附图以举例的形式介绍本专利技术，其中图1是现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过使用坐标定位装置将工件和几何设计数据拟合的方法，包括以下步骤：ａ）提供所述工件的全部或部分的几何设计数据；ｂ）从所述几何设计数据中选择所述工件的一个或多个标称测量点；ｃ）创建命令代码，以产生一个或多个测量的数据点；ｄ）其中所述一个或多个测量的数据点具有一个或多个关联的标称测量点，其用于将工件和几何设计数据拟合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得罗素哈蒙德，安东尼布朗，
申请(专利权)人：瑞尼斯豪公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]