一種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)控加工領(lǐng)域，具體涉及一種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空、航天、船舶等行業(yè)，有一些早期版本的西門子數(shù)控系統(tǒng)臥式五坐標數(shù)控加工中心，這些早期版本不支持TRA0RI刀尖跟蹤等先進加工模式，數(shù)控編程需要知道工作臺表面到水平翻轉(zhuǎn)軸中心線之間的高度差(后面簡稱翻轉(zhuǎn)點高度)以及加工時夾具的高度，通過將這些數(shù)值輸入后置文件，計算后，才能生成加工所需要的數(shù)控程序，如果翻轉(zhuǎn)高度或夾具高度進行了調(diào)整，原來的數(shù)控程序無法使用，必須根據(jù)新的高度值重新生成數(shù)控程序進行替換，無法固化數(shù)控程序；同時如果一個車間有多臺同類型的數(shù)控機床，但由于工作臺翻轉(zhuǎn)高度存在差異，加工同一種零件時，就必須每個機床編制一套數(shù)控程序，費時費力，影響生產(chǎn)安排，后續(xù)的管理也非常麻煩，如果更換新版本數(shù)控系統(tǒng)，成本非常高昂，周期也非常長，很少企業(yè)愿意投入大的成本對這些老機床進行改進，為此需要開發(fā)一套編程方法，根據(jù)老的數(shù)控系統(tǒng)，消除上述不利的因數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，以達到使CAM軟件編制的數(shù)控程序在老版本西門子系統(tǒng)的工作臺翻轉(zhuǎn)臥式五坐標數(shù)控機床加工時，可同時滿足各種夾具、工作臺翻轉(zhuǎn)高度的情況的目的。
[0004]—種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，包括以下步驟:
[0005]步驟1、在計算機中設(shè)置加工坐標系的零點位于零件中心旋轉(zhuǎn)軸上；
[0006]步驟2、在機床中設(shè)置加工坐標基準零點位于工作臺旋轉(zhuǎn)中心軸線上；
[0007]步驟3、確定刀具加工軌跡中A軸角度發(fā)生變化的采樣點，并將該點所對應(yīng)的A軸角度值提取出；
[0008]步驟4、根據(jù)所提取的A軸角度值和原加工坐標系零點位置，獲得新的加工坐標系零點位置；
[0009]步驟5、將原加工坐標系零點平移至新的加工坐標系零點位置，實現(xiàn)機床刀具加工軌跡始終只與零件坐標零點有關(guān)。
[0010]該方法用于配置西門子數(shù)控系統(tǒng)，工作臺雙旋轉(zhuǎn)的臥式五坐標加工中心。
[0011 ] 該方法CAM軟件實現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明優(yōu)點:
[0013]本發(fā)明提出一種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，該方法解決了舊版本西門子數(shù)控系統(tǒng)機床無刀尖跟蹤功能帶來的機床利用率低，編程與加工必須必須考慮工作臺高度、夾具高度的難題，減少編程數(shù)量及管理風險，該方法已在復雜機匣零件的外型面加工中進行推廣應(yīng)用，極大的提升了此類數(shù)控機床的數(shù)控效率，減少了機床的等待時間，方便了車間生產(chǎn)任務(wù)的安排。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一種實施例的不同位置零件旋轉(zhuǎn)相同角度后刀具位置與加工坐標系原點位置關(guān)系示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明一種實施例的消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法流程圖；
[0016]圖3為本發(fā)明一種實施例的工作臺A軸翻轉(zhuǎn)后，零件編程坐標零點新位置的計算關(guān)系不意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種實施例做進一步說明。
[0018]本發(fā)明實施例中，如圖1所示，零件在位置1 (翻轉(zhuǎn)原點)和任意位置2旋轉(zhuǎn)相同角度后，加工軌跡中刀具位置相對于零件的編程坐標零點的位置是相同的，只與加工坐標系原點G54存在差異，只要消除他們之間的差異，就能實現(xiàn)數(shù)控程序與夾具、翻轉(zhuǎn)高度無關(guān)；圖中，2表示翻轉(zhuǎn)點，3表示編程坐標零點，4表示加工坐標系G54，5表示刀具加工位置；
[0019]本發(fā)明實施例中，消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，該方法用于配置西門子數(shù)控系統(tǒng)，工作臺翻轉(zhuǎn)的臥式五坐標加工中心，方法流程圖如圖2所示，方法包括以下步驟:
[0020]步驟1、在計算機中設(shè)置加工坐標系的零點位于零件中心旋轉(zhuǎn)軸上；
[0021]本發(fā)明實施例中，對環(huán)形零件進行加工，該方法對編程刀具軌跡無特殊要求，只要求零件CAM編程操作的編程坐標零點設(shè)定在環(huán)形零件的中心軸線上，其可以為零件的上端面圓心、下端面圓心，也可為零件中間部位的圓心等；
[0022]步驟2、在機床中設(shè)置加工坐標基準零點位于工作臺旋轉(zhuǎn)中心軸線上；
[0023]本發(fā)明實施例中，保證零件的旋轉(zhuǎn)中心線與工作臺旋轉(zhuǎn)中心線重合，高度方向滿足加工工藝為主，其它不做限制；機床加工坐標系(G54、G55...)的設(shè)置位置與零件的編程坐標零點位置重合，在工作臺旋轉(zhuǎn)中心線上，即在X軸、Z軸的零點位置上，Y軸方向上不受限制；
[0024]步驟3、確定刀具加工軌跡中A軸角度發(fā)生變化的采樣點，并將該點所對應(yīng)的A軸角度值提取出；
[0025]本發(fā)明實施例中，五坐標數(shù)控機床A軸為XY平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸，B軸為ZX平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸；
[0026]本發(fā)明實施例中，采用UG編程軟件Post Builder后置處理器，在本發(fā)明后置處理文件設(shè)置方面與現(xiàn)有編程方法相對比有兩點特殊要求:
[0027]a、此后置處理文件設(shè)置時，不考慮夾具高度、工作臺端面與翻轉(zhuǎn)點的高度差，只考慮與零件編程零點的關(guān)系，涉及此內(nèi)容的選項設(shè)置為零；
[0028]b、將子程序1名稱編制在后置文件中，將刀具軌跡每步中的A軸角度變化在刀具切削行動之前傳遞出去，通過計算、偏移，使刀具在零件上的實際切削軌跡與編程刀具運行軌跡相同，保證零件加工結(jié)果的正確性；為此在后置文件的線性運動欄對應(yīng)G代碼程序段前增加一個子程序1的自定義項，此子程序包含角度A變化數(shù)值參數(shù)輸入項；此定義項設(shè)置為可選項，只有角度A發(fā)生變化才在角度變化程序行前增加此子程序名稱程序行，減少不必要的程序段及計算量；
[0029]步驟4、根據(jù)所提取的A軸角度值和原加工坐標系零點位置，獲得新的加工坐標系零點位置；
[0030]本發(fā)明實施例中，對于工作臺A軸翻轉(zhuǎn)后，零件編程坐標零點新位置的計算關(guān)系如圖3所示，對于西門子840D系統(tǒng)，零件的坐標零點偏置坐標，通過具體的參數(shù)指令讀取，新位置通過數(shù)學函數(shù)公式計算得到；圖3中，1表示工作臺端面零點，2表示翻轉(zhuǎn)點，3表示編程坐標零點，4表示加工坐標系G54 ；
[0031]步驟5、將原加工坐標系零點平移至新的加工坐標系零點位置，實現(xiàn)機床刀具加工軌跡始終只與零件坐標零點有關(guān)。
[0032]本發(fā)明實施例中，通過TRANS指令將加工坐標系移到零件編程坐標系新位置，對于零件的翻轉(zhuǎn)，存在正負兩方向，相應(yīng)的Z軸坐標值存在正負，編程時分兩種角度進行編程;
[0033]通過本發(fā)明實現(xiàn)機床刀具加工軌跡始終只與零件的坐標零點有關(guān)，與裝夾高度位置無關(guān)。
【主權(quán)項】
1.一種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、在計算機中設(shè)置加工坐標系的零點位于零件中心旋轉(zhuǎn)軸上； 步驟2、在機床中設(shè)置加工坐標基準零點位于工作臺旋轉(zhuǎn)中心軸線上； 步驟3、確定刀具加工軌跡中A軸角度發(fā)生變化的采樣點，并將該點所對應(yīng)的A軸角度值提取出； 步驟4、根據(jù)所提取的A軸角度值和原加工坐標系零點位置，獲得新的加工坐標系零點位置； 步驟5、將原加工坐標系零點平移至新的加工坐標系零點位置，實現(xiàn)機床刀具加工軌跡始終只與零件坐標零點有關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，其特征在于，該方法用于配置西門子數(shù)控系統(tǒng)，工作臺雙旋轉(zhuǎn)的臥式五坐標加工中心。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，其特征在于，該方法CAM軟件實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明一種消除高度位置差異的數(shù)控機床加工方法，屬于數(shù)控加工領(lǐng)域，本發(fā)明通過確定刀具加工軌跡中A軸角度發(fā)生變化的采樣點，并將該點所對應(yīng)的A軸角度值提取出，根據(jù)所提取的A軸角度值和原加工坐標系零點位置，獲得新的加工坐標系零點位置，將原加工坐標系零點平移至新的加工坐標系零點位置，實現(xiàn)機床刀具加工軌跡始終只與零件坐標零點有關(guān)；該方法解決了舊版本西門子數(shù)控系統(tǒng)機床無刀尖跟蹤功能帶來的機床利用率低，編程與加工必須考慮工作臺高度、夾具高度的難題，減少編程數(shù)量及管理風險，該方法已在復雜機匣零件的外型面加工中進行推廣應(yīng)用，極大的提升了此類數(shù)控機床的數(shù)控效率，減少了機床的等待時間，方便了車間生產(chǎn)任務(wù)的安排。
【IPC分類】G05B19/4097
【公開號】CN105302072
【申請?zhí)枴緾N201510717758
【發(fā)明人】周代忠, 郝卓, 王傳濱, 徐金梅, 俸躍偉
【申請人】沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月29日