一种五轴联动标定系统及方法与流程

1.本技术涉及五轴联动加工设备技术领域，尤其涉及一种五轴联动标定系统及方法。


背景技术：

2.目前，点胶系统中多应用五轴联动加工设备，例如申请公布号为cn112705416a的中国发明专利申请所公开的一种五轴联动多用途点胶平台。但是对于目前的五轴联动加工设备而言，在进行空间坐标的标定时，由于五轴联动会存在偏差的积累，且五轴偏差的积累会形成综合偏差，因此在综合偏差的作用下，会导致加工时工件的理论坐标与实际坐标不一致，无法对工件进行有效的标定，并会影响工件的加工精度。


技术实现要素：

3.针对现有技术中上述不足，本发明提供了一种五轴联动标定系统及方法，以解决现有技术中因五轴联动存在偏差积累，而导致加工时工件的理论坐标与实际坐标不一致的问题。
4.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种五轴联动标定系统，该五轴联动标定系统包括：
5.底座；
6.y轴模组，所述y轴模组设置于所述底座，所述y轴模组具有可沿y轴方向输出动作的y轴输出端；
7.v轴模组和u轴模组，所述v轴模组设置于所述y轴输出端，所述v轴模组具有可绕v轴方向输出旋转动作的v轴输出端，所述u轴模组设置于所述v轴输出端，所述u轴模组具有可绕u轴方向输出旋转动作的u轴输出端，所述u轴输出端用于设置标定元件或工件；所述v轴方向和所述u轴方向互不相同；
8.z轴模组和x轴模组，所述x轴模组设置于所述底座，所述x轴模组具有可沿x轴方向输出动作的x轴输出端，所述z轴模组设置于所述x轴输出端，所述z轴模组具有可沿z轴方向输出动作的z轴输出端，所述z轴输出端用于设置测量所述标定元件实际坐标的测量件或加工所述工件的加工件；所述x轴方向、所述y轴方向及所述z轴方向互不相同；
9.控制器，所述控制器用于根据所述标定元件的理论坐标控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作以带动所述标定元件及所述测量件动作，所述控制器还用于根据所述理论坐标及所述标定元件动作后的所述实际坐标确认综合偏差。
10.在第一方面可能的实现方式中，所述v轴模组及所述u轴模组共同组成一个载具，所述载具在所述x轴方向上间隔设置有至少两个，所述y轴模组设置有与所述载具数量相同且位置对应的至少两个。
11.在第一方面可能的实现方式中，所述x轴输出端上设置有与所述载具数量相同且
位置对应的多个z轴模组。
12.在第一方面可能的实现方式中，所述x轴模组和/或y轴模组包括位移检测件，所述位移检测件用于测量所述x轴输出端和/或y轴输出端的动作位移。
13.在第一方面可能的实现方式中，所述x轴模组和/或y轴模组还包括零点确认件，所述零点确认件用于确认所述x轴输出端和/或y轴输出端处于零点位置。
14.在第一方面可能的实现方式中，所述v轴方向为水平方向，所述u轴方向垂直于所述v轴方向；
15.和/或，
16.所述x轴方向及所述y轴方向均为水平方向且互相垂直，所述z轴方向为竖直方向。
17.在第一方面可能的实现方式中，所述五轴联动标定系统还包括：
18.z轴对刀仪，所述z轴对刀仪在所述z轴方向上相对于所述底座位置固定，所述z轴对刀仪用于标定所述加工件在所述z轴方向上的零点位置。
19.在第一方面可能的实现方式中，所述x轴输出端、所述y轴输出端及所述z轴输出端相对于水平面具有平行度和垂直度；
20.所述平行度处于0～0.02/300mm范围内，和/或，
21.所述垂直度处于0～0.02/300mm范围内。
22.在第一方面可能的实现方式中，所述x轴输出端、所述y轴输出端及所述z轴输出端具有在各自轴向上输出动作的输出动作精度，所述输出动作精度处于－0.001～+0.001mm范围内。
23.在第一方面可能的实现方式中，所述v轴输出端及所述u轴输出端具有绕各自轴向输出旋转动作的旋转动作精度，所述旋转动作精度处于－0.0015
°
～+0.0015
°
范围内。
24.第二方面，本发明还提供了一种五轴联动标定方法，该五轴联动标定方法由第一方面的五轴联动标定系统的控制器执行，该方法包括：
25.获取所述标定元件的理论坐标；
26.根据所述理论坐标控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作以带动所述标定元件及测量件动作；
27.获取所述标定元件动作后的实际坐标；
28.根据所述实际坐标及所述理论坐标确认所述综合偏差。
29.在第二方面可能的实现方式中，
30.所述根据所述理论坐标控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作以带动所述标定元件及测量件动作，包括：
31.所述控制器根据所述理论坐标控制所述y轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作，以带动所述标定元件移动至所述理论坐标的位置；
32.所述控制器根据所述理论坐标控制所述x轴输出端和所述z轴输出端分别动作，以使所述测量件位于所述标定元件理论坐标位置的正上方。
33.在第二方面可能的实现方式中，所述根据所述实际坐标及所述理论坐标确认所述综合偏差，包括：
34.所述控制器根据至少两个所述理论坐标与相应的所述实际坐标之间的差值确认至少两个偏差值，并将至少两个所述偏差值的平均值确认为所述综合偏差。
35.在第二方面可能的实现方式中，所述根据所述实际坐标及所述理论坐标确认所述综合偏差之后，还包括：
36.所述控制器根据所述综合偏差分别控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作，以补偿所述标定元件的偏差，以使所述实际坐标与所述理论坐标相等。
37.与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果：
38.本技术中，由于u轴模组的u轴输出端用于设置标定元件，z轴模组的z轴输出端用于设置测量标定元件实际坐标的测量件，且由于控制器用于根据标定元件的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作以带动标定元件及测量件动作；这样在进行标定元件空间坐标标定时，控制器不仅可以获取标定元件的理论坐标，而且还可以根据标定元件的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以分别带动测量件和标定元件向标定元件的理论坐标动作。
39.当测量件和标定元件分别动作到位后，测量件可以测量得到标定元件动作后的实际坐标，进而控制器也可以获得标定元件动作后的实际坐标，同时又由于控制器还用于根据理论坐标及标定元件动作后的实际坐标确认综合偏差，以此控制器可以通过标定元件理论坐标和实际坐标之间的偏差值确认五轴联动系统的综合偏差，并且还可以通过该综合偏差对五轴联动系统各轴输出端动作产生的误差进行有效补偿，即可以有效避免五轴联动产生的误差积累，以此有利于提高各轴输出端的动作精度，进而有利于保证标定元件理论坐标与实际坐标的一致，有利于实现对标定元件空间坐标的有效标定，且在加工工件时，也有利于保证工件理论坐标和实际坐标的一致，有利于提高工件的加工精度。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本发明实施例提供的五轴联动标定系统的示意图之一；
42.图2为本发明实施例提供的五轴联动标定系统的示意图之二；
43.图3为图2的俯视图；
44.图4为图2的侧视图；
45.图5为本发明实施例提供的五轴联动标定系统的示意图之三；
46.图6为本发明实施例提供的五轴联动标定方法的流程图之一；
47.图7为本发明实施例提供的五轴联动标定方法的流程图之二。
48.附图标记说明：
49.1-底座；11-固定座；12-安装架；
50.2-x轴模组；3-y轴模组；4-z轴模组；5-u轴模组；6-v轴模组；7-标定元件；8-测量件；9-千分表；10-载具；20-加工件；30-z轴对刀仪。
具体实施方式
51.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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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做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。
52.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
53.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
54.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
56.正如本技术的背景技术所述的，对于目前的五轴联动加工设备而言，在进行空间坐标的标定时，由于五轴联动会存在偏差的积累，且五轴偏差的积累会形成综合偏差，因此在综合偏差的作用下，会导致加工时工件的理论坐标与实际坐标不一致，无法对工件进行有效的标定，并会影响工件的加工精度。
57.鉴于上述存在的问题，本发明提供了一种五轴联动标定系统，以解决现有技术中因五轴联动存在偏差积累，而导致加工时工件的理论坐标与实际坐标不一致的问题。
58.下面通过具体的实施例对本技术进行详细说明：
59.如图1所示，五轴联动标定系统包括底座1、x轴模组2、y轴模组3、z轴模组4、u轴模组5、v轴模组6以及控制器(图中未显示)。其中，y轴模组3设置于底座1，且y轴模组3具有可沿y轴方向输出动作的y轴输出端。v轴模组6设置于y轴输出端，且v轴模组6具有可绕v轴方向输出旋转动作的v轴输出端。u轴模组5设置于v轴输出端，且u轴模组5具有可绕u轴方向输出旋转动作的u轴输出端，u轴输出端用于设置标定元件7。另外，上述的v轴方向和u轴方向互不相同。
60.如图1所示，x轴模组2设置于底座1，x轴模组2具有可沿x轴方向输出动作的x轴输出端。z轴模组4设置于x轴输出端，z轴模组4具有可沿z轴方向输出动作的z轴输出端，且z轴输出端用于设置测量标定元件7实际坐标的测量件8。另外，上述的x轴方向、y轴方向及z轴方向互不相同。
61.控制器用于根据标定元件7的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作以带动标定元件7及测量件8动作，控制器还用于根据理论坐标及标定元件7动作后的实际坐标确认综合偏差。
62.根据以上所述，在进行标定元件7空间坐标标定时，控制器不仅可以获取标定元件7的理论坐标，而且还可以根据标定元件7的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以分别带动测量件8和标定元件7向标定元件7的理论坐标动作。具体地，通过控制x轴输出端和z轴输出端动作带动测量件8动作，通过控制y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端动作带动标定元件7动作，即y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端的动作可以直接影响标定元件7的实际坐标。
63.当测量件8和标定元件7分别动作到位后，测量件8可以测量得到标定元件7动作后的实际坐标，进而控制器也可以获得标定元件7动作后的实际坐标，同时又由于控制器还用于根据理论坐标及标定元件7动作后的实际坐标确认综合偏差，以此控制器可以通过标定元件7理论坐标和实际坐标之间的偏差值确认综合偏差。
64.控制器在通过控制x轴输出端、z轴输出端动作带动测量件8向标定元件7的理论坐标动作的过程中，如果x轴输出端、z轴输出端的动作均存在误差，那么也会导致测量件8动作后的实际位置与应到达的理论位置之间存在差异，而这种差异会影响测量件8对标定元件7实际坐标的测量精度，进而将x轴输出端和z轴输出端的动作误差引入测量件8测得的实际坐标中。
65.由于x轴输出端、z轴输出端的动作误差会影响测量件8测得的标定元件7的实际坐标，而控制器根据测量件8测得的实际坐标和标定元件7的理论坐标得到综合误差，因此，通过上述方法得到的综合偏差中包含了xyzuv五个轴的偏差。控制器不仅可以通过综合偏差对y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端动作产生的误差进行有效补偿，而且也可以通过综合偏差对x轴输出端、z轴输出端动作产生的误差进行有效补偿。且通过综合偏差对五轴联动系统各轴输出端动作产生的误差的有效补偿，可以有效避免五轴联动产生的误差积累，以此有利于提高各轴输出端的动作精度，进而有利于保证标定元件7理论坐标与实际坐标的一致，有利于实现对标定元件7空间坐标的有效标定。且在加工工件时，也有利于保证工件理论坐标和实际坐标的一致，有利于提高工件的加工精度。
66.进一步地，对于标定元件7和测量件8而言，本实施例中，标定元件7为标定球(在其他实施例中，标定元件7还可以是塔形标定块或菲林图标定等)，测量件8为外形轮廓仪，可选的，测量件8可以是接触式轮廓仪或光学轮廓仪。通过外形轮廓仪测量标定元件7的实际坐标，可以有效提高实际坐标的测量精度，进而也可以有效提高综合偏差的准确度，可以进一步实现对各轴输出端动作误差的有效补偿，有利于进一步保证标定元件7实际坐标与理论坐标的一致。
67.进一步地，对于x轴方向、y轴方向、z轴方向、u轴方向及v轴方向而言，如图1所示，其中，v轴方向为水平方向，具体地在本实施例中，v轴方向为横向，即为图1中的x方向，u轴方向垂直于v轴方向，且u轴方向的初始方向为竖直方向，即为图1中的z方向。x轴方向及y轴方向均为水平方向且互相垂直，z轴方向为竖直方向，其中，x轴方向为图1中的x方向，y轴方向为图1中垂直纸面的方向，z轴方向为图1中的z方向。
68.通过对上述各方向的设置，优化了各轴输出端的输出方向，不仅方便了各轴模组在底座1上的设置，而且也在一定程度上方便了测量件8对标定元件7实际坐标的测量。
69.进一步地，对于底座1而言，底座1包括固定座11以及固定在固定座11顶面上的安装架12，对于x轴模组2和y轴模组3而言，其中，x轴模组设置在安装架12上，y轴模组3设置在
固定座11的顶面上。通过固定座11以及安装架12的设置，不仅能够优化底座1的结构，有利于减轻底座1的重量，而且也方便了x轴模组2和y轴模组3在底座1上的设置，进而也方便了z轴模组4与u轴模组5和v轴模组6之间的设置，能够使z轴模组4的设置位置高于u轴模组5和v轴模组6，有利于方便测量件8对标定元件7实际坐标的测量。
70.进一步地，对于x轴模组2和y轴模组3而言，x轴模组2和y轴模组3均包括位移检测件(图中未显示)，位移检测件用于测量x轴输出端和y轴输出端的动作位移，且在本实施例中，位移检测件为光栅尺。通过位移检测件对x轴输出端和y轴输出端动作位移的测量，有利于方便对x轴输出端和y轴输出端动作位移的控制，进而有利于提高x轴输出端和y轴输出端动作的精度，而由于光栅尺具有较高的测量精度，因此利用光栅尺作为位移检测件能够进一步提高x轴输出端和y轴输出端动作的精度。
71.x轴模组2和y轴模组3均还包括零点确认件(图中未显示)，零点确认件用于确认x轴输出端和y轴输出端处于零点位置，且在本实施例中，零点确认件为零点磁铁。通过零点确认件能够更加准确地实现x轴输出端和y轴输出端零点位置的确认，即能够确认x轴输出端和y轴输出端动作前的初始位置是否在零点位置，有利于提高x轴输出端和y轴输出端动作位移的测量精度，进而有利于进一步提高x轴输出端和y轴输出端的动作精度。利用零点磁铁作为零点确认件，不仅方便了零点确认件的设置，而且也在一定程度上方便了零点确认件对x轴输出端和y轴输出端零点位置的确认。
72.x轴输出端及y轴输出端具有在各自轴向上输出动作的输出动作精度，且通过上述位移检测件和零点确认件的作用，使得x轴输出端和y轴输出端的输出动作精度处于－0.001～+0.001mm范围内，另外，z轴输出端也具有在自身轴向上输出动作的输出动作精度，且z轴输出端的输出动作精度也处于－0.001～+0.001mm范围内，具体地，在本实施例中，x轴输出端、y轴输出端及z轴输出端的输出动作精度处于－0.0001～+0.0001mm范围内(在其他实施例中，x轴输出端、y轴输出端及z轴输出端的输出动作精度还可以处于－0.0002～+0.0002mm范围内，或者在－0.001～+0.001mm范围的其他范围内)。通过将x轴输出端、y轴输出端及z轴输出端的输出动作精度控制在－0.001～+0.001mm范围内，能够使x轴输出端、y轴输出端及z轴输出端的动作精度更高，有利于减小x轴输出端、y轴输出端及z轴输出端输出动作的误差，进而有利于进一步减少对标定元件7实际坐标的影响，有利于标定元件7的有效标定。
73.v轴输出端及u轴输出端具有绕各自轴向输出旋转动作的旋转动作精度，且两者的旋转动作精度均处于－0.0015
°
～+0.0015
°
范围内。具体的，u轴模组5和v轴模组6均包括高精度dd马达，且各模组中的高精度dd马达的输出端分别构成了v轴输出端及u轴输出端。通过将v轴输出端及u轴输出端的旋转动作精度设置在－0.0015
°
～+0.0015
°
范围内，能够提高v轴输出端及u轴输出端的旋转动作精度，减小v轴输出端及u轴输出端旋转动作的误差，进而能够减少v轴输出端及u轴输出端动作对标定元件7实际坐标的影响。采用高精度dd马达，方便了对v轴输出端及u轴输出端的旋转动作精度的控制。
74.进一步地，对于x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、u轴输出端及v轴输出端而言，x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、u轴输出端及v轴输出端相对于水平面具有平行度和垂直度，具体地，各轴输出端的平行度处于0～0.02/300mm范围内，垂直度处于0～0.02/300mm范围内。在对标定元件7进行标定前，通过将各轴输出端的平行度和垂直度调整到上述范围
内，能够保证各轴输出端动作输出方向的准确度，进而能够进一步保证各轴输出端的动作精度。
75.为了方便实现各轴平行度和垂直度的调整，如图1所示，五轴联动标定系统还包括千分表9，千分表9用于以固定座11的水平顶面为基准面实现对各轴输出端平行度和垂直度的调整，由于利用千分表调整轴的平行度和垂直度为现有技术，因此在本实施例中不再做详细阐述。由于千分表9使用方便，因此通过千分表9调整各轴输出端的平行度和垂直度，不仅能够保证各轴输出端平行度和垂直度的调整精度，而且也能够方便平行度和垂直度的调整。
76.进一步地，对于u轴模组5及v轴模组6而言，u轴模组5及v轴模组6共同组成一个载具10，且在本实施例中，载具10只设置有一个，x轴模组2、y轴模组3及z轴模组4也均设置有一个，且在进行标定时，载具10用于承载标定元件7，在加工工件时，载具10用于承载工件(图中未显示)。通过一个载具10不仅能够实现对标定元件7的承载，而且也能够减小载具的布置范围，使得整个系统的占用面积相对更小。
77.对于加工工件而言，具体地，如图1所示，u轴输出端用于设置工件，z轴输出端还用于设置加工工件的加工件20，在本实施例中，由于五轴联动用于点胶加工，因此加工件20在本实施例中为点胶针。由于点胶针需要经常更换，因此加工件20更换完后，为使加工件20在z轴方向上处于零点位置，五轴联动标定系统还包括z轴对刀仪30，z轴对刀仪30在z轴方向上相对于底座1位置固定，z轴对刀仪30用于标定加工件20在z轴方向上的零点位置，因此通过z轴对刀仪30方便了对加工件20在z轴方向上零点位置的标定。
78.对于z轴对刀仪30而言，在本实施例中，z轴对刀仪30固定安装在v轴模组6上，由于v轴模组6在z轴方向上位置较高，因此将z轴对刀仪30固定安装在v轴模组6上，方便了z轴对刀仪30在z轴方向上的设置。在其他实施例中，z轴对刀仪30也可以设置在y轴模组3、u轴模组5或底座1上。
79.在一种可能的实施例中，如图2、图3以及图4所示，x轴模组2和z轴模组4均只设置有一个，由u轴模组5及v轴模组6共同组成的载具10设置有两个，且两个载具10在x轴方向(图3中的x方向)上间隔设置，y轴模组3设置有与载具10数量相同且位置对应的两个。这样z轴输出端上的加工件20加工完一个载具10上的工件以后，无需等待工件的拆除，而是可以直接加工另一载具10上的工件，以此有利于提高工件的加工效率。
80.如图3所示，加工件20加工一个载具10上的工件时，另一载具10在y轴方向(图3中的y方向)上位于x轴模组2的另一侧，即两个载具10在y轴方向上分置在x轴输出端的两侧，且由于两个载具10在x轴方向上间隔设置，以此能够避免另一载具10对工件加工的干涉，有利于方便工件的加工。
81.在其他的实施例中，加工件20加工一个载具10上的工件时，两个载具10也可以在y轴方向上位于x轴模组2的同侧，以此能够减少对载具10动作的控制步骤，有利于简化控制流程，进而有利于提高工作效率。
82.在其他的实施例中，载具10以及y轴模组3均可以在x轴方向上间隔设置有三个、四个或者更多，这样有利于进一步提高工件的加工效率。
83.在一种可能的实施例中，如图5所示，x轴模组2只设置有一个，由u轴模组5及v轴模组6共同组成的载具10设置有两个，且两个载具10在x轴方向(图5中的x方向)上间隔设置，y
轴模组3设置有与载具10数量相同且位置对应的两个，x轴输出端上设置有与载具10数量相同且位置对应的两个z轴模组4。通过各载具10及对应的z轴模组4，可以实现对各载具10上工件的同时加工，以此有利于进一步提高工件的加工效率。
84.如图5所示，两个载具10在y轴方向(图5中的y方向)上分置在x轴模组2的两侧，也即两个载具10在y轴方向上分置在x轴输出端的两侧，且由于两个载具10在x轴方向上间隔设置，以此能够避免另一载具10对工件加工的干涉，有利于方便工件的加工。
85.在其他实施例中，两个载具10也可以在y轴方向上位于x轴模组2的同侧，以此能够减少对载具10动作的控制步骤，有利于简化工作流程，进而有利于提高工作效率。
86.在其他实施例中，载具10、y轴模组3及z轴模组4均可以在x轴方向上间隔设置有三个、四个或者更多，这样有利于进一步提高工件的加工效率。
87.本实施例还提供了一种五轴联动标定方法，该方法可运用于上述各实施例中的任一种五轴联动标定系统，且该方法由上述各实施例中任一种五轴联动标定系统中的控制器执行。
88.图6是本技术实施例提供的一种五轴联动标定方法的流程图，参见图6，该方法包括：
89.步骤601：获取标定元件7的理论坐标。
90.步骤602：根据标定元件7的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作以带动标定元件7及测量件8动作。
91.步骤603：获取标定元件7动作后的实际坐标。
92.步骤604：根据标定元件7动作后的实际坐标及标定元件7的理论坐标确认综合偏差。
93.根据上述方法，在进行标定元件7空间坐标标定时，控制器不仅可以获取标定元件7的理论坐标，而且还可以根据标定元件7的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以分别带动测量件8和标定元件7向标定元件7的理论坐标动作。具体地，通过控制x轴输出端和z轴输出端动作带动测量件8动作，通过控制y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端动作带动标定元件7动作，即y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端的动作可以直接影响标定元件7的实际坐标。
94.当测量件8和标定元件7分别动作到位后，测量件8可以测量得到标定元件7动作后的实际坐标，进而控制器也可以获得标定元件7动作后的实际坐标，同时又由于控制器还用于根据理论坐标及标定元件7动作后的实际坐标确认综合偏差，以此控制器可以通过标定元件7理论坐标和实际坐标之间的偏差值确认综合偏差。
95.控制器在通过控制x轴输出端、z轴输出端动作带动测量件8向标定元件7的理论坐标动作的过程中，如果x轴输出端、z轴输出端的动作均存在误差，那么也会导致测量件8动作后的实际位置与应到达的理论位置之间存在差异，而这种差异会影响测量件8对标定元件7实际坐标的测量精度，进而将x轴输出端和z轴输出端的动作误差引入测量件8测得的实际坐标中。
96.由于x轴输出端、z轴输出端的动作误差会影响测量件8测得的标定元件7的实际坐标，而控制器根据测量件8测得的实际坐标和标定元件7的理论坐标得到综合误差，因此，通过上述方法得到的综合偏差中包含了xyzuv五个轴的偏差。控制器不仅可以通过综合偏差
对y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端动作产生的误差进行有效补偿，而且也可以通过综合偏差对x轴输出端、z轴输出端动作产生的误差进行有效补偿。且通过综合偏差对五轴联动系统各轴输出端动作产生的误差的有效补偿，可以有效避免五轴联动产生的误差积累，以此有利于提高各轴输出端的动作精度，进而有利于保证标定元件7理论坐标与实际坐标的一致，有利于实现对标定元件7空间坐标的有效标定。且在加工工件时，也有利于保证工件理论坐标和实际坐标的一致，有利于提高工件的加工精度。
97.可选的，根据理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作以带动标定元件7及测量件8动作，包括：
98.控制器根据理论坐标控制y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以带动标定元件7移动至理论坐标的位置。
99.控制器根据理论坐标控制x轴输出端和z轴输出端分别动作，以使测量件8位于标定元件7理论坐标位置的正上方。
100.可选的，获取标定元件7动作后的实际坐标，包括：
101.控制器控制测量件8测量标定元件7动作后的实际坐标，并从测量件8获取标定元件7动作后的实际坐标。
102.可选地，根据实际坐标及理论坐标确认综合偏差，包括：
103.控制器根据至少两个理论坐标与相应的实际坐标之间的差值确认至少两个偏差值，并将至少两个偏差值的平均值确认为综合偏差。
104.可选地，根据实际坐标及理论坐标确认综合偏差之后，还包括：
105.控制器根据综合偏差分别控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以补偿标定元件7的偏差，以使实际坐标与理论坐标相等。
106.上述所有可选技术方案，均可按照任意结合形成本技术的可选实施例，本技术实施例对此不再一一赘述。
107.图7是本技术实施例提供的另一种五轴联动标定方法的流程图。参见图7，该方法包括：
108.步骤701：获取标定元件7的理论坐标。
109.具体地，在进行标定前，设定好标定元件7的理论坐标，在本实施例中，标定元件7的理论坐标设置有三个，分别是第一理论坐标、第二理论坐标及第三理论坐标(在其他实施例中，标定元件7也可以具有一个、两个、四个或者更多的理论坐标)。标定元件7的理论坐标设定完成后，将各理论坐标输入控制器中，即可使控制器获取标定元件7的理论坐标，这样相应地也方便了理论坐标的获取。
110.在其他实施例中，控制器中预存有标定元件7的理论坐标，在进行标定时，控制器可以直接从预存的理论坐标中选择用于标定。这样进一步方便了理论坐标的设置，无需再提前另外设置标定元件7的理论坐标。
111.步骤702：根据标定元件7的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作以带动标定元件7及测量件8动作。
112.本技术实施例提供的一种根据标定元件7的理论坐标控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作以带动标定元件7及测量件8动作的方法，包括：
113.步骤7021：控制器根据理论坐标控制y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以带动标定元件7移动至理论坐标的位置。
114.具体地，将标定元件7设置在u轴输出端上以后，控制器控制y轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以带动标定元件7向第一理论坐标动作，动作后，标定元件7具有第一位置。
115.然后，控制器控制v轴输出端及u轴输出端分别旋转45度，并控制y轴输出端动作，以带动标定元件7向第二理论坐标动作，动作后，标定元件7具有第二位置。在其他实施中，也可以控制v轴输出端及u轴输出端分别旋转其他的角度，例如30度或60度等，灵活方便，根据实际情况按需调整。
116.最后，控制器控制v轴输出端及u轴输出端分别反向旋转90度，并控制y轴输出端动作，以带动标定元件7向第三理论坐标动作，动作后，标定元件7具有第三位置。在其他实施中，也可以控制v轴输出端及u轴输出端分别反向旋转其他的角度，例如60度或120度等，或者，还可以控制v轴输出端及u轴输出端分别正向旋转其他的角度，灵活方便，根据实际情况按需调整。
117.步骤7022：控制器根据理论坐标控制x轴输出端和z轴输出端分别动作，以使测量件8位于标定元件7理论坐标位置的正上方。
118.具体地，具体地，控制器控制x轴输出端、z轴输出端分别动作，以带动测量件8移动至第一理论坐标的正上方。
119.然后，控制器控制x轴输出端、z轴输出端分别动作，以带动测量件8移动至第二理论坐标的正上方。
120.最后，控制器控制x轴输出端、z轴输出端分别动作，以带动测量件8移动至第三理论坐标的正上方。
121.由于测量件8动作的参考目标也是标定元件7的理论坐标，因此通过带动测量件8向标定元件7的理论坐标的正上方动作，不仅有利于方便测量件8的测量，而且能够在一定程度上减少测量件8动作后的位置误差，进而有利于实现标定元件7实际坐标的准确测量。
122.上述步骤中，通过各轴输出端动作的配合，方便了对标定元件7和测量件8动作的带动，进而也方便了标定元件7的标定。
123.步骤703：获取标定元件7动作后的实际坐标。
124.本技术实施例提供的一种获取标定元件7动作后实际坐标的方法，包括：
125.控制器控制测量件8测量标定元件7动作后的实际坐标，并从测量件8获取标定元件7动作后的实际坐标。
126.具体地，测量件8分别测量第一位置处标定元件7的第一实际坐标、第二位置处标定元件7的第二实际坐标及第三位置处标定元件7的第三实际坐标，相应地，控制器也可以从测量件8获取标定元件7动作后的第一实际坐标、第二实际坐标及第三实际坐标。
127.通过上述步骤，方便了控制器对标定元件7各实际坐标的获取，有利于提高工作效率，同时也能够在一定程度上保证标定元件7实际坐标的准确性。
128.步骤704：根据标定元件7动作后的实际坐标及标定元件7的理论坐标确认综合偏差。
129.本技术实施例提供的一种根据标定元件7动作后的实际坐标及标定元件7的理论
坐标确认综合偏差的方法，包括：
130.控制器根据三个理论坐标与相应的实际坐标之间的差值确认三个偏差值，并将三个偏差值的平均值确认为综合偏差。
131.通过将三个偏差值的平均值作为综合偏差，这样能够在一定程度上提高综合偏差的准确性，进而也能够利用该综合偏差有效地对各轴输出端的动作误差进行补偿，有利于有效地提高各轴的动作精度。
132.在其他实施例中，当标定元件7具有一个理论坐标和一个实际坐标时，可以直接利用两者的偏差值作为综合偏差，这样方便了标定元件7的标定。
133.步骤705：根据实际坐标及理论坐标确认综合偏差之后，还包括：
134.控制器根据综合偏差分别控制x轴输出端、y轴输出端、z轴输出端、v轴输出端及u轴输出端分别动作，以补偿标定元件7的偏差，以使实际坐标与理论坐标相等。
135.具体地，标定完成后，重复步骤701、步骤702及步骤703，并通过控制各轴输出端动作补偿标定元件7的偏差，验证实际坐标与理论坐标是否相等，若相等，标定结束，若不相等，则继续重复步骤701、步骤702、步骤703、步骤704及步骤705，直至实际坐标与理论坐标一致。
136.通过该步骤，能够实现对得到的综合偏差的验证，确认得到的综合偏差是否准确，因此有利于保证各轴输出端动作的精度，进而有利于保证实际坐标与理论坐标的一致性。
137.在一种可能的实施例中，确认综合偏差之后，不再控制各轴输出端动作补偿标定元件7的偏差，即不验证得到的综合偏差，这样能够减少程序步骤，方便了标定元件的标定。
138.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种五轴联动标定系统，其特征在于，包括：底座；y轴模组，所述y轴模组设置于所述底座，所述y轴模组具有可沿y轴方向输出动作的y轴输出端；v轴模组和u轴模组，所述v轴模组设置于所述y轴输出端，所述v轴模组具有可绕v轴方向输出旋转动作的v轴输出端，所述u轴模组设置于所述v轴输出端，所述u轴模组具有可绕u轴方向输出旋转动作的u轴输出端，所述u轴输出端用于设置标定元件或工件；所述v轴方向和所述u轴方向互不相同；z轴模组和x轴模组，所述x轴模组设置于所述底座，所述x轴模组具有可沿x轴方向输出动作的x轴输出端，所述z轴模组设置于所述x轴输出端，所述z轴模组具有可沿z轴方向输出动作的z轴输出端，所述z轴输出端用于设置测量所述标定元件实际坐标的测量件或加工所述工件的加工件；所述x轴方向、所述y轴方向及所述z轴方向互不相同；控制器，所述控制器用于根据所述标定元件的理论坐标控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作以带动所述标定元件及所述测量件动作，所述控制器还用于根据所述理论坐标及所述标定元件动作后的所述实际坐标确认综合偏差。2.根据权利要求1所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述v轴模组及所述u轴模组共同组成一个载具，所述载具在所述x轴方向上间隔设置有至少两个，所述y轴模组设置有与所述载具数量相同且位置对应的至少两个。3.根据权利要求2所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述x轴输出端上设置有与所述载具数量相同且位置对应的多个z轴模组。4.根据权利要求1-3中任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述x轴模组和/或y轴模组包括位移检测件，所述位移检测件用于测量所述x轴输出端和/或y轴输出端的动作位移。5.根据权利要求1-3中任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述x轴模组和/或y轴模组还包括零点确认件，所述零点确认件用于确认所述x轴输出端和/或y轴输出端处于零点位置。6.根据权利要求1-3任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于：所述v轴方向为水平方向，所述u轴方向垂直于所述v轴方向；和/或，所述x轴方向及所述y轴方向均为水平方向且互相垂直，所述z轴方向为竖直方向。7.根据权利要求1-3中任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述五轴联动标定系统还包括：z轴对刀仪，所述z轴对刀仪在所述z轴方向上相对于所述底座位置固定，所述z轴对刀仪用于标定所述加工件在所述z轴方向上的零点位置。8.根据权利要求1-3中任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述x轴输出端、所述y轴输出端及所述z轴输出端相对于水平面具有平行度和垂直度；所述平行度处于0～0.02/300mm范围内，和/或，所述垂直度处于0～0.02/300mm范围内。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述x轴输出端、所述y轴输出端及所述z轴输出端具有在各自轴向上输出动作的输出动作精度，所述输出动作精度处于－0.001～+0.001mm范围内。10.根据权利要求1-3中任一项所述的五轴联动标定系统，其特征在于，所述v轴输出端及所述u轴输出端具有绕各自轴向输出旋转动作的旋转动作精度，所述旋转动作精度处于－0.0015
°
～+0.0015
°
范围内。11.一种五轴联动标定方法，其特征在于，所述五轴联动标定方法由权利要求1-11中任一项所述的五轴联动标定系统的控制器执行，所述方法包括：获取所述标定元件的理论坐标；根据所述理论坐标控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作以带动所述标定元件及测量件动作；获取所述标定元件动作后的实际坐标；根据所述实际坐标及所述理论坐标确认所述综合偏差。12.根据权利11所述的五轴联动标定方法，其特征在于，所述根据所述理论坐标控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作以带动所述标定元件及测量件动作，包括：所述控制器根据所述理论坐标控制所述y轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作，以带动所述标定元件移动至所述理论坐标的位置；所述控制器根据所述理论坐标控制所述x轴输出端和所述z轴输出端分别动作，以使所述测量件位于所述标定元件理论坐标位置的正上方。13.根据权利11所述的五轴联动标定方法，其特征在于，所述根据所述实际坐标及所述理论坐标确认所述综合偏差，包括：所述控制器根据至少两个所述理论坐标与相应的所述实际坐标之间的差值确认至少两个偏差值，并将至少两个所述偏差值的平均值确认为所述综合偏差。14.根据权利11所述的五轴联动标定方法，其特征在于，所述根据所述实际坐标及所述理论坐标确认所述综合偏差之后，还包括：所述控制器根据所述综合偏差分别控制所述x轴输出端、所述y轴输出端、所述z轴输出端、所述v轴输出端及所述u轴输出端分别动作，以补偿所述标定元件的偏差，以使所述实际坐标与所述理论坐标相等。

技术总结
本发明公开了一种五轴联动标定系统及方法，该系统包括底座；Y轴模组，设置于底座，具有Y轴输出端；V轴模组和U轴模组，V轴模组设置于Y轴输出端，具有V轴输出端，U轴模组设置于V轴输出端，具有U轴输出端，U轴输出端用于设置标定元件；Z轴模组和X轴模组，X轴模组设置于底座，具有X轴输出端，Z轴模组设置于X轴输出端，具有Z轴输出端，Z轴输出端用于设置测量标定元件实际坐标的测量件；控制器，用于根据标定元件的理论坐标控制各输出端分别动作以带动标定元件及测量件动作，还用于根据理论坐标及实际坐标确认综合偏差。本发明有效解决了现有技术中因五轴联动存在偏差积累，而导致加工时工件的理论坐标与实际坐标不一致的问题。理论坐标与实际坐标不一致的问题。理论坐标与实际坐标不一致的问题。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：江苏立导科技有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/10/7