具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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付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，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本发明中如涉及“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，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。

在一个实施例中，如图1所示，为一个实施例中数控机的结构示意图。其中包括探针102和刀具104。旋转轴106即为刀具的刀身方向为刀具在铣时的旋转轴方向。旋转轴106也称为刀具的C轴方向。

刀具104具体可以是立铣刀，麻花钻等，常见的整体式刀具。这些刀具有一个共同的特点，就是具有螺旋槽结构，且大部分刀具厂家在制造螺旋槽时，使用的都是等螺距螺旋槽。如图2所示，为一个实施例中麻花钻螺旋刀具的结构示意图。图3为一个实施例中螺旋线展开示意图。其中H可表示探针从探测起点位置沿着刀具的刀身方向移动的第一距离。β角即为刀具的螺旋角。D是指刀具的直径。

要实现自动磨刀，必须要测量得到刀具装夹后，圆周方向的偏转角度。在得到装夹偏转角后，对刀具进行旋转，保证每一把刀具在测量完成后，摆正的位置都是一样的，这样才能正确的进行刀具修磨。如图4所示，为一个实施例中刀具偏转角的示意图。虚线为刀具初始位置402，实线为刀具摆正后位置404。其中的夹角α即为偏转角。

下面以刀具为麻花钻为例，说明测量麻花钻的装夹偏转角α的方法。

所以根据图1所示的麻花钻螺旋角和螺旋角定义，可以清晰的知道刀具直径和螺距的关系，有如下公式：tanβ=π*D/H。基于这个关系式，我们设计了一套方法计算得到刀具的装夹偏转角的大小。

首先我们要在刀具上取得四组数据。图5为一个实施例中刀具偏转检测的场景示意图。数据采集是使用如图5所示的接触式传感器（能够检测X，Y，Z轴各向位移），得到Z轴的位移和C轴的旋转角度。各轴布置如图1所示。通过将传感器的探针，伸入到刀具的螺旋刃内侧，进行采点，每次采得一个点，能够获得该点下的Z轴坐标和C轴旋转角度θ。Z轴坐标即可知沿着刀具的刀身方向的距离。C轴旋转角度θ即为刀具的旋转角。

在理想情况下，如图6所示，为一个实施例中刀具的结构示意图。其中P点为刀具的顶点位置，P1、P2、P3分别是刀具的螺旋线上的三个点，O1是P1在刀具轴线上的投影，即是位于刀身方向上的点。O2和O3分别是P2和P3在C轴上的投影。如图7所示，为一个实施例中图6中刀具的螺旋线展开示意图。其中三角形的斜边即为螺旋线。图8为一个实施例中刀具旋转角度的示意图。由于刀具的摆放存在一定的偏差，因此会导致在同样的PO1的Z轴高度上，旋转了θ1’的角度。因此，需要计算出刀具的偏转角，使得螺旋线的起点位于刀具的顶点。

在一个实施例中，如图9所示，为一个实施例中刀具装夹的偏转方法的流程示意图，包括：

步骤902，控制探针从探测起点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，将刀具从装夹位置旋转至刀具与探针接触的第一接触位置，获得从装夹位置至第一接触位置所对应的第一旋转角。

其中，探针起点位置可以为刀具的顶点位置，则探针接触的第一接触位置为沿着刀具的刀身方向移动了第一距离的位置。当探针起点位置为与刀具的顶点位置在刀具的刀身方向距离第一距离的位置时，第一接触位置可以为刀具的顶点位置。探针移动了第一距离后，探针未碰到刀具的螺旋线。刀具的刀身方向如图1的C轴方向。

具体地，刀具装夹在数控机上，并且刀具可旋转。数控机控制探针从探测起点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离。第一距离小于在刀身方向上相邻两个螺旋线上的点的距离。此时探针位于刀具的螺旋刃内侧，并且探针未与刀具接触。那么，由于刀具的螺旋刃所在的高度高于螺旋刃内侧，因此通过旋转刀具可使得探针与刀具相接触。数控机将刀具从装夹位置旋转至刀具与探针接触的第一接触位置，获得从装夹位置至第一接触位置所对应的第一旋转角。

步骤904，根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角；参考旋转角是根据刀具的螺旋角和第一距离确定的。

其中，螺旋角是指圆柱面上，圆柱螺旋线的切线与通过切点的圆柱面直母线之间所夹的锐角。一个刀具，其螺旋角是固定值。数控机可获取输入的刀具的螺旋角，也可以通过探针探测得到刀具的螺旋角。刀具的偏转角可以是指刀具的螺旋线起点至刀具的顶点的旋转角度。参考旋转角是一个理论值，用于表示当确定了刀具的螺旋角以及移动了第一距离时，刀具理论上应当旋转多少角度。

具体地，刀具的旋转方向可以是顺时针，也可以是逆时针。数控机根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角。

如图10所示，为一个实施例中刀具顺时针旋转第一旋转角的剖面示意图。以将刀具旋转至螺旋线起点位于刀具轴线上的位置为例。其中包括探测起点位置1002，并且刀具的理论上的螺旋线起点也是1002，移动第一距离之后的位置1004，旋转轴1006。实线曲线为刀具的螺旋线，左边的虚线所在位置为预设位置，右边的虚线所在位置为第一接触位置。那么在刀具装夹位置，刀具的顶点位置并不是螺旋线起点。参考旋转角②即为从探测起点位置至第一接触位置在理论上应当旋转的角度。 由图可知，刀具的偏转角即为③，实际由第一旋转角①减去参考旋转角②所得。设第一旋转角为θ1’，参考旋转角为θ1，偏转角为α。那么α=θ1’-θ1。

步骤906，根据偏转角，将刀具旋转至预设位置。

其中，预设位置是指螺旋线起点预设所在的位置。预设位置用于指示在进行刀具修磨时的刀具修磨轨迹起始。例如旋转至预设位置可以是指旋转至螺旋线起点位于刀具刀身方向的轴线上的位置等。

具体地，数控机可以控制刀具按照偏转角，从装夹位置旋转至预设位置。数控机可获取刀具修磨轨迹，并基于刀具修磨轨迹对位于预设位置的刀具进行刀具修磨。

本实施例中，在刀具的装夹过程中，要达到每次装夹都在一个正确的位置比较困难。由于在刀具的磨损处理过程中，对刀具的路径规划是基于一个预设位置进行规划的，因此需要在刀具装夹在一个正确的位置即预设位置后进行路径规划。由于每次的装夹位置不同，因此探针沿着刀具的刀身方向移动第一距离后，刀具接触到探针的所对应的第一旋转角有所不同，但是理论上移动第一距离所旋转的参考旋转角是确定的，因此可以根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角，进而根据偏转角将刀具旋转至预设位置，不需要频繁更换治具，操作简便，提高刀具装夹效率，从而提高刀具修磨效率。

在一个实施例中，刀具的螺旋角的获取方式，包括：控制探针从接触点位置沿着刀身方向移动第二距离，将刀具从接触点位置旋转至刀具与探针接触的第二接触位置，获得从接触点位置至第二接触位置所对应的第二旋转角；根据第二旋转角和第二距离确定刀具的螺旋角。

其中，接触点位置可以是第一接触位置，也可以是任意的接触位置。第二距离可以是预设的距离，也可以是任意的距离。

具体地，数控机控制探针从接触点坐标沿着刀身方向移动第二距离，则此时刀具与探针不接触。数控机将刀具旋转至刀具与探针接触的第二接触位置，获得从接触点位置到第二位置所对应的旋转角。由此，数控机可根据第二旋转角和第二距离确定刀具的螺旋角。

例如，如图7所示，在刀具初始位置摆放正确的情况下，如图6采集四个点P、P1、P2、P3，其中，P、P1、P2、P3均为理想情况下的采集点。PO1、O1O2、O2O3即为沿着刀身方向即z轴所产生的位移量；OQ1、Q1Q2，Q2Q3则分别表示刀具旋转角度θ1，θ2，θ3所对应的圆弧长度。在刀具初始位置摆放正确的情况下，理想情况下，能够采集到刀具螺旋线上的P1，P2，P3点。

根据螺旋角定义公式，可以得到如下关系式：

tanβ = OQ1/PO1=Q1Q2/O1O2=Q2Q3/O2O3

OQ1，Q1Q2，Q2Q3分别表示每两个采集点C轴旋转过的弧长，可以通过以下公式计算得到。

OQ1 = θ1*π*D/360

Q1Q2 = (θ2-θ1)*π*D/360

Q2Q3 = (θ3-θ2)*π*D/360

一般情况下，刀具的摆放位置存在一定的偏差，导致在同样的PO1的Z轴高度，却旋转了θ1'角度， 但关系式tanβ=Q1Q2/O1O2=Q2Q3/O2O3，仍然存在，进而可以计算得到β，然后推到得到α的角度，即是刀具的偏转角。

那么参考旋转角θ1，表示PO1所对应的旋转角度，具有关系式：

OQ1= θ1*π*D/360=PO1*tanβ

因此可以计算出参考旋转角θ1。

本实施例中，由于刀具的螺旋角可能未知，并且刀具在使用过程中螺旋角稍微有一些变化，因此，可控制探针从与螺旋线的接触点位置沿着刀身方向移动第二距离，将刀具旋转至刀具与探针接触的第二接触位置，获得从接触点位置至第二接触点位置所对应的第二旋转角，根据第二旋转角和第二距离确定刀具的螺旋角，能够获得更精确的螺旋角，从而提高刀具装夹的偏转角的准确性。

在一个实施例中，控制探针从探测起点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，包括：控制探针从刀具的顶点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离。本实施例中，刀具的顶点位置容易探测到，并且从顶点位置向刀身方向移动计算量小，因此通过控制探针从刀具的顶点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，能够提高刀具装夹偏置效率，从而提高刀具修磨效率。

在一个实施例中，根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角，包括：将第一旋转角减去参考旋转角，获得刀具的偏转角。

根据偏转角，将刀具旋转至预设位置，包括：将刀具旋转至装夹位置；根据偏转角，将刀具从装夹位置旋转至预设位置。

具体地，如图10所示，刀具的偏转角③等于第一旋转角①减去参考旋转角②。那么数控机根据从装夹位置已转动的角度，则可将刀具旋转至装夹位置。数控机根据偏转角，将刀具从装夹位置旋转至预设位置，使得螺旋线起点位于刀具的顶点位置。

本实施例中，将第一旋转角减去参考旋转角，获得刀具的偏转角，并将刀具旋转至装夹位置，根据偏转角，将刀具从装夹位置旋转至预设位置，不需要频繁更换治具，操作简便，提高刀具装夹效率，从而提高刀具修磨效率。

在一个实施例中，一种刀具装夹的偏转方法，包括：

步骤（a1），控制探针从刀具的顶点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，将刀具从装夹位置旋转至刀具与探针接触的第一接触位置，获得从装夹位置至第一接触位置所对应的第一旋转角。

步骤（a2），根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角。参考旋转角是根据刀具的螺旋角和第一距离确定的。

步骤（a3），控制探针从第一接触位置沿着刀身方向移动第二距离，将刀具旋转至刀具与探针接触的第二接触位置，获得从接触点位置至第二接触位置所对应的第二旋转角。

步骤（a4），将第一旋转角减去参考旋转角，获得刀具的偏转角。

步骤（a5），将刀具旋转至装夹位置。

步骤（a6），根据偏转角，将刀具从装夹位置旋转至预设位置。

本实施例中，在刀具的装夹过程中，要达到每次装夹都在一个正确的位置比较困难。由于在刀具的磨损处理过程中，对刀具的路径规划是基于一个预设位置进行规划的，因此需要让刀具装夹在一个正确的位置即预设位置。由于每次的装夹位置不同，因此探针沿着刀具的刀身方向移动第一距离后，刀具接触到探针的所对应的第一旋转角有所不同，但是理论上移动第一距离所旋转的参考旋转角是确定的，因此可以根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角，进而根据偏转角将刀具旋转至预设位置，不需要频繁更换治具，操作简便，提高刀具装夹效率，从而提高刀具修磨效率。

应该理解的是，虽然上述图9的流程图中各个步骤按照箭头的指示依次显示，步骤（a1）至步骤（a6）中的各个步骤按照标号指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头或者数字指示的顺 序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图9中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图11所示，提供了一种刀具装夹的偏转装置，该装置可以采用软件模块或硬件模块，或者是二者的结合成为计算机设备的一部分，该装置包括第一控制模块1102、偏转角确定模块1104和第二控制模块1106，其中：

第一控制模块1102，用于控制探针从探测起点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，将刀具从装夹位置旋转至刀具与探针接触的第一接触位置，获得从装夹位置至第一接触位置所对应的第一旋转角；

偏转角确定模块1104，用于根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角；参考旋转角是根据刀具的螺旋角和第一距离确定的；

第二控制模块1106，用于根据偏转角，将刀具旋转至预设位置。

本实施例中，在刀具的装夹过程中，要达到每次装夹都在一个正确的位置比较困难。由于在刀具的磨损处理过程中，对刀具的路径规划是基于一个预设位置进行规划的，因此需要在刀具装夹在一个正确的位置即预设位置后进行路径规划。由于每次的装夹位置不同，因此探针沿着刀具的刀身方向移动第一距离后，刀具接触到探针的所对应的第一旋转角有所不同，但是理论上移动第一距离所旋转的参考旋转角是确定的，因此可以根据第一旋转角和参考旋转角确定刀具的偏转角，进而根据偏转角将刀具旋转至预设位置，不需要频繁更换治具，操作简便，提高刀具装夹效率，从而提高刀具修磨效率。

在一个实施例中，第一控制模块1102还用于控制探针从接触点位置沿着刀身方向移动第二距离，将刀具从接触点位置旋转至刀具与探针接触的第二接触位置，获得从接触点位置至第二接触位置所对应的第二旋转角；

偏转角确定模块1104，还用于根据第二旋转角和第二距离确定刀具的螺旋角。

本实施例中，由于刀具的螺旋角可能未知，并且刀具在使用过程中螺旋角稍微有一些变化，因此，可控制探针从与螺旋线的接触点位置沿着刀身方向移动第二距离，将刀具旋转至刀具与探针接触的第二接触位置，获得从接触点位置至第二接触点位置所对应的第二旋转角，根据第二旋转角和第二距离确定刀具的螺旋角，能够获得更精确的螺旋角，从而提高刀具装夹的偏转角的准确性。

在一个实施例中，第一控制模块1102用于控制探针从刀具的顶点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离。本实施例中，刀具的顶点位置容易探测到，并且从顶点位置向刀身方向移动计算量小，因此通过控制探针从刀具的顶点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，能够提高刀具装夹偏置效率，从而提高刀具修磨效率。

在一个实施例中，偏转角确定模块1104，用于将第一旋转角减去参考旋转角，获得刀具的偏转角；第二控制模块1106，用于将刀具旋转至装夹位置；根据偏转角，将刀具从装夹位置旋转至预设位置。

本实施例中，刀具的顶点位置容易探测到，并且从顶点位置向刀身方向移动计算量小，因此通过控制探针从刀具的顶点位置沿着刀具的刀身方向移动第一距离，能够提高刀具装夹偏置效率，从而提高刀具修磨效率。

关于刀具装夹的偏转装置的具体限定可以参见上文中对于刀具装夹的偏转方法的限定，在此不再赘述。上述刀具装夹的偏转装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，如图12所示，提供了一种数控机，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各刀具装夹的偏转方法实施例的步骤。本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各刀具装夹的偏转方法实施例的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例中流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用地对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory,ROM）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性粗糙你会可包括随机存取存储器（Random Access Memory,RAM）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory,SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory,DRAM）等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。