專利名稱：鏟花數(shù)值控制加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏟花數(shù)值控制加工方法，尤指一種用于三維表面形貌測量及數(shù)值控制的自動化鏟花方法。
背景技術(shù)：
既有硬軌軌道面于組裝前需經(jīng)過鏟花處理方可進(jìn)行裝配，其中前述的鏟花技術(shù)主要是用以將硬軌滑動面較高處予以鏟除，使機具的精度提高且于鏟花凹槽(鏟斑或油袋)處能用以儲存或保留潤滑油，使配合面接觸滑動時能減少摩擦進(jìn)而減少磨耗，并提高滑動面的精度壽命，因此，鏟花技術(shù)是高精度高負(fù)荷的硬軌移動平臺組立過程中奠定基礎(chǔ)的重要步驟，且會對于整體移動平臺產(chǎn)業(yè)的精度品質(zhì)及可靠度具有決定性的影響。既有的鏟花技術(shù)于使用時，主要是將一顯色劑涂抹在一標(biāo)準(zhǔn)治具上(如花崗巖平臺)，再將一工件與該標(biāo)準(zhǔn)治具接觸摩擦，使該涂抹于該標(biāo)準(zhǔn)治具上的顯色劑轉(zhuǎn)移至該工件的較高處，進(jìn)而利用顯色劑的多寡來決定該工件需鏟除的量，并配合一千分量表與一厚薄規(guī)來判斷該工件表面的高低差，若未達(dá)到需求則需重復(fù)上述動作，待達(dá)到需求后時，在該工件表面上平均分布油袋，再與該涂抹顯色劑的標(biāo)準(zhǔn)治具摩擦，將工件的顯色劑轉(zhuǎn)印至一白紙或以一影像感應(yīng)裝置(如Charge-Coupled Device ;CCD)拍攝工件表面，以檢測該工件表面高點分布的均勻性。然而，前述的鏟花技術(shù)雖可對于工件的表面進(jìn)行處理，但其過程繁復(fù)且僅能達(dá)到非常簡略的高點檢測，無法精確的分析工件的其他表面形態(tài)，例如接觸率、高點高度、低點深度、含油量......等，尚有需加以改進(jìn)之處。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明人有鑒于既有鏟花技術(shù)過程繁復(fù)且無法分析工件的多樣表面形態(tài)，特經(jīng)過不斷的研究與試驗，終于發(fā)展出一種能改進(jìn)既有缺失的本發(fā)明。本發(fā)明的目的為提供一鏟花數(shù)值控制加工方法，其通過掃描鏟花件表面以及配合輸入?yún)?shù)的方式，精確計算出工件需鏟除的位置，進(jìn)而提供一精確度高的鏟花數(shù)值控制加工方法的目的。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一鏟花數(shù)值控制加工方法，其操作步驟包含有儀器設(shè)置與工件定位準(zhǔn)備一個三軸以上的移動平臺及一與該移動平臺相連接的電腦，在該移動平臺的主軸上設(shè)置一激光位移計及一自動鏟花裝置，將一待鏟工件設(shè)置于該移動平臺的載臺上進(jìn)行定位；繪制工件3D曲面通過該電腦控制該移動平臺的載臺方式，使該激光位移計測量該待鏟工件表面的曲面變化，并將該測量資料回傳至該電腦內(nèi)，對于該測量資料進(jìn)行處理并繪制出該待鏟工件表面的3D曲面；輸入平坦度參數(shù)于該電腦內(nèi)輸入待鏟工件的期望平坦度；工件平面修整待輸入平坦度參數(shù)后，由該電腦依據(jù)所輸入的平坦度參數(shù)與該工件表面的3D曲面進(jìn)行運算，并規(guī)劃出需鏟除的位置、長度、寬度及深度，將該規(guī)劃出的位置信號傳送至該移動平臺，通過該移動平臺各軸作動的方式，對于該待鏟工件及該自動鏟花裝置進(jìn)行定位，待定位完成后，傳送該長度、寬度及深度信號至該自動鏟花裝置中，使該自動鏟花裝置對于該待鏟工件進(jìn)行加工，以修整該待鏟工件的平面度；輸入相關(guān)參數(shù)于該電腦輸入待鏟工件期望的每平方英寸高點數(shù)及每平方英寸接觸率，求出該自動鏟花裝置單次下刀的鏟花長度及鏟花寬度，并通過自動鏟花裝置的校正資料算出高點高度、低點深度與含油量，進(jìn)一步算出自動鏟花裝置單次下刀的鏟花深度；路徑規(guī)劃與自動鏟花依據(jù)所輸入的每平方英寸高點數(shù)及每平方英寸接觸率，規(guī)劃出油袋平均分布的鏟花位置及路徑，并將規(guī)劃出油袋平均分布的鏟花位置及路徑資料傳送至該移動平臺中作定位，且驅(qū)動該自動鏟花裝置進(jìn)行作動，對于該待鏟工件進(jìn)行鏟花處理；以及結(jié)果分析通過該激光位移計測量該經(jīng)過鏟花處理的待鏟工件表面的曲面變化，并將該測量資料回傳至該電腦內(nèi)，分析該測量結(jié)果是否可使油袋平均分布于該待鏟工件的表面，若油袋平均分布于該待鏟工件的表面，則完成鏟花加工流程，若油袋未平均分布于該待鏟工件的表面，則重新回到輸入平坦度參數(shù)及輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中進(jìn)行修正。進(jìn)一步，在儀器設(shè)置與工件定位的步驟中是調(diào)整移動平臺主軸的高度，使該激光位移計的測量范圍內(nèi)可涵蓋于整個待鏟工件。再進(jìn)一步，在繪制工件3D曲面的步驟中，該載臺是以“弓”字型轉(zhuǎn)折移動的路徑，并以等速度的方式相對該激光位移計及該主軸移動。較佳地，在輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中，該高點高度是計算每一高點區(qū)域的平均高度，而低點深度是計算每一低點區(qū)域的平均深度。較佳地，在輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中，該含油量是計算平面度以下的油袋體積。憑借上述的技術(shù)手段，本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法，僅需將待鏟工件設(shè)置于該載臺上，即可通過該激光位移計對于待鏟工件表面進(jìn)行掃描的方式，以讀取待鏟工件的表面原始變化值，并回傳至該電腦中繪制出該待鏟工件的表面3D曲面圖，對于該3D曲面圖進(jìn)行平坦度的修整后，通過輸入期望的每平方英寸高點數(shù)及每平方英寸接觸率，以及由該自動鏟花裝置校正資料算出高點高度、低點深度與含油量，即可推算出該自動鏟花裝置單次下刀的鏟花長度、寬度及深度，在規(guī)劃出油袋平均分布的鏟花位置及路徑后，由該自動鏟花裝置對于該待鏟工件進(jìn)行鏟花處理，并且于結(jié)束鏟花的加工處理后，通過該激光位移計測量該經(jīng)過鏟花處理的待鏟工件表面的曲面變化，并將該測量資料回傳至該電腦內(nèi)，分析該測量結(jié)果是否可使油袋平均分布于該待鏟工件的表面，若油袋平均分布于該待鏟工件的表面，則完成鏟花加工流程；再者，若油袋未平均分布于該待鏟工件的表面，則重新回到輸入平坦度參數(shù)及輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中進(jìn)行修正，以使該待鏟工件的鏟花結(jié)果，可使油袋平均分布于該待鏟工件的表面，以提供一高精確度的鏟花數(shù)值控制加工方法。


圖1是本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法的操作方塊示意圖；圖2是本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法所用儀器的立體外觀示意圖3是本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法所用自動鏟花裝置的立體外觀示意圖；圖4是本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法中待鏟工件進(jìn)行平坦度處理的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；圖5是本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法待鏟工件進(jìn)行鏟花處理的俯視示意圖；圖6是本發(fā)明鏟花數(shù)值控制加工方法中待鏟工件油袋的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D。附圖標(biāo)記說明10移動平臺；11主軸；12載臺；20電腦；30激光位移計；40自動鏟花裝置；50待鏟工件。
具體實施例方式為能詳細(xì)了解本發(fā)明的技術(shù)特征及實用功效，并可依照說明書的內(nèi)容來實施，茲進(jìn)一步以圖式(如圖1至3所示)所示的較佳實施例，詳細(xì)說明如后本發(fā)明是通過精簡的激光光源掃描待鏟工件表面的方式，以提供一高精確度的鏟花數(shù)值控制加工方法，其操作流程包含有A、儀器設(shè)置與工件定位準(zhǔn)備一個三軸以上的移動平臺10及一與該移動平臺相連接的電腦20，在該移動平臺10的主軸11上設(shè)置一激光位移計30及一自動鏟花裝置40，將一待鏟工件50設(shè)置于該移動平臺10的載臺12上進(jìn)行定位，并調(diào)整移動平臺10主軸11的高度，使該激光位移計30的測量范圍內(nèi)可涵蓋于整個待鏟工件50 ；B、繪制工件3D曲面通過該電腦20控制該移動平臺10載臺12的方式，使該激光位移計30測量該待鏟工件50表面的曲面變化B，并將該測量資料回傳至該電腦20內(nèi)，對于該測量資料進(jìn)行處理并繪制出該待鏟工件50表面的3D曲面，較佳地，該載臺12是以“弓”字型轉(zhuǎn)折移動的路徑，并以等速度的方式相對該激光位移計30及該主軸11移動；C、輸入平坦度參數(shù)在該電腦20內(nèi)輸入待鏟工件50的期望平坦度C ；D、工件平面修整待輸入平坦度參數(shù)后，由該電腦20依據(jù)所輸入的平坦度參數(shù)與該工件50表面的3D曲面進(jìn)行運算，并規(guī)劃出需鏟除的位置、長度、寬度及深度，將該規(guī)劃出的位置信號傳送至該移動平臺10，通過該移動平臺10各軸作動的方式，對于該待鏟工件50及該自動鏟花裝置40進(jìn)行定位，待定位完成后，傳送該長度、寬度及深度信號至該自動鏟花裝置40中，使該自動鏟花裝置40對于該待鏟工件50進(jìn)行加工，以修整該待鏟工件50如圖4所不的平面度(參考平面D)；E、輸入相關(guān)參數(shù)于該電腦20輸入待鏟工件50期望的每平方英寸高點數(shù)(PointPer Inch ；PPI)及每平方英寸接觸率(Percent age of Point ;Ρ0Ρ),其中請配合參看如圖5所示，該待鏟工件50的面積為長度(L) X寬度(W)，以A為單位(圖5所示鏟花間距)，若待鏟工件50的長度上有η個A，寬度上有m個Α，則
IW該待鏟工件50上的總點數(shù)為m (n-1) +n (m-1) +2 (n+m)(2)每平方英寸高點數(shù)(PPI)則為

權(quán)利要求
1.一種鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于，其包含有 儀器設(shè)置與工件定位準(zhǔn)備一個三軸以上的移動平臺及一個與該移動平臺相連接的電腦，在該移動平臺的主軸上設(shè)置一個激光位移計及一個自動鏟花裝置，將一個待鏟工件設(shè)置于該移動平臺的載臺上進(jìn)行定位； 繪制工件3D曲面通過該電腦控制該移動平臺的載臺方式，使該激光位移計測量該待鏟工件表面的曲面變化，并將該測量資料回傳至該電腦內(nèi)，對于該測量資料進(jìn)行處理并繪制出該待鏟工件表面的3D曲面； 輸入平坦度參數(shù)在該電腦內(nèi)輸入待鏟工件的期望平坦度； 工件平面修整待輸入平坦度參數(shù)后，由該電腦依據(jù)所輸入的平坦度參數(shù)與該工件表面的3D曲面進(jìn)行運算，并規(guī)劃出需鏟除的位置、長度、寬度及深度，將該規(guī)劃出的位置信號傳送至該移動平臺，通過該移動平臺各軸作動的方式，對于該待鏟工件及該自動鏟花裝置進(jìn)行定位，待定位完成后，傳送該長度、寬度及深度信號至該自動鏟花裝置中，使該自動鏟花裝置對于該待鏟工件進(jìn)行加工，以修整該待鏟工件的平面度； 輸入相關(guān)參數(shù)于該電腦輸入待鏟工件期望的每平方英寸高點數(shù)及每平方英寸接觸率，求出該自動鏟花裝置單次下刀的鏟花長度及鏟花寬度，并通過自動鏟花裝置的校正資料算出高點高度、低點深度與含油量，進(jìn)一步算出自動鏟花裝置單次下刀的鏟花深度； 路徑規(guī)劃與自動鏟花依據(jù)所輸入的每平方英寸高點數(shù)及每平方英寸接觸率，規(guī)劃出油袋平均分布的鏟花位置及路徑，并將規(guī)劃出油袋平均分布的鏟花位置及路徑資料傳送至該移動平臺中作定位，且驅(qū)動該自動鏟花裝置進(jìn)行作動，對于該待鏟工件進(jìn)行鏟花處理；以及 結(jié)果分析通過該激光位移計測量該經(jīng)過鏟花處理的待鏟工件表面的曲面變化，并將該測量資料回傳至該電腦內(nèi)，分析該測量結(jié)果是否可使油袋平均分布于該待鏟工件的表面，若油袋平均分布于該待鏟工件的表面，則完成鏟花加工流程，若油袋未平均分布于該待鏟工件的表面，則重新回到輸入平坦度參數(shù)及輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于在儀器設(shè)置與工件定位的步驟中是調(diào)整移動平臺主軸的高度，使該激光位移計的測量范圍內(nèi)能夠涵蓋于整個待鏟工件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于在繪制工件3D曲面的步驟中，該載臺是以“弓”字型轉(zhuǎn)折移動的路徑，并以等速度的方式相對該激光位移計及該主軸移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于在輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中，該高點高度是計算每一高點區(qū)域的平均高度，而低點深度是計算每一低點區(qū)域的平均深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于在輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中，該含油量是計算平面度以下的油袋體積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于在輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中，該高點高度是計算每一高點區(qū)域的平均高度，而低點深度是計算每一低點區(qū)域的平均深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏟花數(shù)值控制加工方法，其特征在于在輸入相關(guān)參數(shù)的步驟中，該含油量是計算平 面度以下的油袋體積。
全文摘要
本發(fā)明是一種鏟花數(shù)值控制加工方法，準(zhǔn)備一移動平臺及一電腦，該移動平臺設(shè)有一激光位移計及一自動鏟花裝置，將一工件設(shè)于該移動平臺，該激光位移計測量工件并繪出曲面，于電腦內(nèi)輸入一期望平坦度，由自動鏟花裝置對于工件進(jìn)行加工，于電腦輸入每平方英寸高點數(shù)及每平方英寸接觸率及校正資料算出高點高度、低點深度與含油量，求出鏟花長度、寬度及深度，并規(guī)劃出鏟花位置及路徑，由該自動鏟花裝置進(jìn)行作動，再通過該激光位移計測量經(jīng)過鏟花處理的工件的表面，并將該測量資料回傳至電腦內(nèi)分析結(jié)果，提供一高精確度的鏟花數(shù)值控制加工方法。
文檔編號B23Q17/20GK103028782SQ201110290818
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者覺文郁, 謝東賢, 陳嘉宏, 黃金輝, 王彥杰, 蔡穎堅 申請人:國立虎尾科技大學(xué)