臥式加工中心任（rèn）意角度自動建立坐標係（xì）-加（jiā）工中心網-數控機床市場網

您現在（zài）的位置：加工中心網> 技術前沿> 臥式加工（gōng）中心任意角度自動建立（lì）坐（zuò）標係

臥式加工中心任意角度自動建立坐標係

2020-2-28 來源：長城汽車股份有（yǒu）限公司（sī）內外飾研究院裝備作者：朱海（hǎi）峰

摘要：介紹了（le）一種宏程序（xù），用於臥式加（jiā）工中心工作（zuò）台旋轉任意角度後自動建立新（xīn）坐標係。通過（guò）對臥式加工中心旋轉工作台坐標係統建（jiàn）立數學模型，計（jì）算旋轉後的坐標（biāo）偏置量，用宏程序將新坐標偏置寫入係統變量下。避免了人工對刀建立坐標係過程中（zhōng）的誤差（chà），降低了勞動強度。

關鍵詞：坐標係自動建立；任（rèn）意角度；加工中心

０　引言

臥式加工中心（xīn）的工作台一（yī）般可以旋轉，方便加工（gōng）箱體類等具有回轉特（tè）征的零件（jiàn），自動化程度較高，可實現一次裝卡多角度加工。但（dàn）是旋（xuán）轉（zhuǎn）角（jiǎo）度後需要重新（xīn）建立坐標係，因為上一個工位加工（gōng）的特征很難與後續加工做到基準統一，存在多次建立坐標係產生的誤（wù）差。解決上述問題的（de）傳統辦法是：裝（zhuāng）卡時將零件的中心與工作台回轉中心重合，或是（shì）在零件上做一個輔助工藝孔（kǒng），旋轉後重新對刀建立坐標係。這兩種辦法均（jun1）存在費時費力、自動化程度（dù）不高、誤差較大、受零件形狀的局限等缺點。本文介紹一種用宏程序自動建立坐標係的方法，原理是（shì）：將測定（dìng）的回轉中（zhōng）心機（jī）械坐標值作為旋轉中心點計算第一個對刀（dāo）點旋轉一個角度後的（de）坐標偏置量，並通過係統變（biàn）量的方法寫到新的坐標係下。

１、測（cè）定回轉中心機械坐標值

加工時用到的坐標係分為機械坐標係和工件坐標係。機械坐標係是表示機械固有位置（zhì）的坐（zuò）標係，工件坐標（biāo）係是用於加工的坐標係（xì）（Ｇ５４～Ｇ５９）。自動建立坐標係（xì）指的（de）是建立工件坐標係，可（kě）由坐標係設定功能或工件偏置測量等功能實現。

回轉中心是（shì）機床機械位置的固有點，我們將其機械坐（zuò）標位置（zhì）定義為（Ｘ０，Ｚ０）。其中，Ｘ０是固定的，因主軸裝卡刀具不同，Ｚ０是相對的，可以是相對於基（jī）準刀或是主（zhǔ）軸端麵的位置，這裏我們選擇在基準刀下測定Ｚ０的相對位置（zhì）。測定（dìng）回轉中心時需要（yào）用（yòng）到（dào）大理石方尺、基準刀或機床自帶的紅寶石探頭。測定（dìng）回轉中心的具體過程如圖１所示。

（１）測定Ｘ０：將方（fāng）尺固定在工作台上，用尋邊器（qì）測定Ｘ１；工作台旋轉１８０°，測定Ｘ２。回轉中心Ｘ０＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２。

（２）測定Ｚ０：在（zài）０°時用（yòng）基準刀測定Ｚ１，旋轉１８０°，測定Ｚ２。用千分尺測量方尺的（de）長度Ｌ，回轉中心Ｚ０=（Ｚ１＋Ｚ２－Ｌ）／２。

圖１　測定回轉中心示意圖

２、建立（lì）數（shù）學模型

如（rú）圖２所示，Ｏ１為機械坐標係原（yuán）點，Ｏ２為（wéi）工作台旋轉中心（xīn），Ａ為（wéi）Ｇ５４的對刀點，Ｂ為工作台（tái）旋（xuán）轉α 角度後Ａ點（diǎn）的位置，ＡＯ２與Ｚ軸形成的夾角為（wéi）β，ＢＯ２與Ｚ軸的夾角為ε，Ａ點的機械坐標值為（Ｘａ，Ｚａ），Ｂ點的（de）機械坐標（biāo）為（Ｘｂ，Ｚｂ），Ｏ２的機械坐標為（Ｘ２，Ｚ２）。

圖２　數學原理圖

圖２中，ＡＣ＝Ｘａ－Ｘ２，ＣＯ２＝Ｚａ－Ｚ２，β＝ａｒｃｔａｎ（ＡＣ／ＣＯ２），ＡＯ２＝ＡＣ／ｓｉｎβ，ＢＯ２＝ＡＯ２，ε＝α＋β，ＢＤ＝ＢＯ２×ｓｉｎε，ＤＯ２＝ＢＯ２×ｃｏｓε，Ｘｂ＝Ｘ２＋ＢＤ，Ｚｂ＝Ｚ２＋ＤＯ２。

３、編寫宏程序

為了（le）便於管（guǎn）理（lǐ）及避免使用者誤操（cāo）作，將程序格式編為主程序和子程序，使用時隻需打開主程序由主程序（xù）自動調用宏程序（xù），將測定的回轉中（zhōng）心的機械坐標值填入（rù）子程序對應的＃２１和＃２３的等式右邊，日常使用時子程序並不需要修改（gǎi）。以森精機ＮＨＣ４０００三菱係（xì）統為例，其主程序自變量（liàng）地址與局部變（biàn）量（liàng）的關（guān）係如表１所示。表（biǎo）１中，帶有 × 標記（jì）的自變量（liàng）地（dì）址（zhǐ）無法使用，但在Ｇ６６．１模式中可追加使用帶有（yǒu）＊標（biāo）記（jì）的自變量地址（zhǐ）；帶有－標記（jì）表示沒有對應地址，帶（dài）有○標記（jì）表示可（kě）以正常調用（yòng）該自變量地址。

表１　主程序（xù）自變量地址與局部變量的關係

與工件坐標係（Ｇ５４～Ｇ５９）相關的係統變量（liàng）地址如表２所（suǒ）示。表２表示與工件坐標係對（duì）應的變量（liàng）地址，使（shǐ）用變量編號＃５２０１～＃５３２ｎ，可讀取工件坐標係偏置數據或（huò）將值代入。

表２　與工件坐標係（Ｇ５４～Ｇ５９）相關（guān）的（de）係（xì）統變量地址

編寫的主程序如（rú）下：

４、程序驗證

正式（shì）加工零件前，首先驗（yàn）證坐標轉（zhuǎn）換程序的精度及可（kě）靠性。在工作台上裝卡一個標準（zhǔn）驗棒，將Ｇ５４的原點設定在圓（yuán）心（xīn），工作台旋轉任意角度（dù），運行主程序Ｏ１２３４，將新的坐標係原點設定在Ｇ５５，重新分（fèn）中，與Ｇ５５原點（diǎn）進行比較。反複驗證，確保任意角度下零點跟隨，如果有偏（piān）差可以微調（diào）工作台回轉（zhuǎn）中心或是重新校定。

５、結語

通過宏程序（xù）實現了加工過程中（zhōng）任意角度的零（líng）點跟隨，在實（shí）際生（shēng）產中有較強的應用價值。

（１）確保了加工過程（chéng）中同一基準。隻需要一次對刀，後續多個角度隻需運算宏程（chéng）序的主程序即可自動建立相應工件坐標（biāo）係，簡化了操作者的（de）工作強度，同（tóng）時確保了同一基準加工的（de）所有特征，確保了特征之間的位置關（guān）係。

（２）簡（jiǎn）化零件編程與計算。編製零件加工程序時隻需把（bǎ）坐標係相應地旋轉一個角度，零點不產生偏移。不管零（líng）件的中心是否在（zài）工作台中心，或是偏差多少，對程序都沒有影響。

（３）拓展宏程序的應用。手工編程是數控加工的基礎，宏程序是手工編程的精髓。通過巧妙地應用宏程序的係統變量參數，使計算結果自動填（tián）入數控係統中（zhōng），提升了數控的應用水（shuǐ）平，拓展了宏程序的應用領域（yù）。本文介（jiè）紹的僅僅（jǐn）是宏（hóng）程序用法的冰山（shān）一角，希望能起到拋磚引玉的作用。宏程序非常簡潔，使用方便，並且已經在森精機ＮＨＣ４０００臥式加工中（zhōng）心上做了驗證，非常可（kě）靠。

投稿箱：
如果您有機（jī）床行業、企業相關新聞稿件發表（biǎo），或進行資訊合（hé）作，歡（huān）迎聯（lián）係本網編（biān）輯部（bù），郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博文選（xuǎn）萃

| 更多