【CN109884986A】一种数控加工宏程序快速定位的编程方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201910113341.2(22)申请日2019.02.14(71)申请人镇江市高等专科学校地址212003江苏省镇江市学府路61号(72)发明人赵飞　吴琼　张龙　(74)专利代理机构镇江京科专利商标代理有限公司32107代理人夏哲华(51)Int.Cl.G05B19/4093(2006.01)(54)发明名称一种数控加工宏程序快速定位的编程方法(57)摘要本发明数控加工宏程序快速定位的编程方法，工作台回转中心机械坐标测量、工件安装后，建立工件与工作台回转中心的机械坐标的位置关系式，编制上述位置关系式的数控宏程序并固化，能够准确并且快速的建立工件坐标系进行工作台回转任意角度位置的加工，解决零件数控加工制造中的坐标系快速定位问题，对于需要回转非９０°的斜面时，操作者只需输入几个参数，就能实现机床快速定位，完成数控加工，操作简单方便，通过在数控镗铣加工中心现场试验，按10种任意位置的孔分析的情况进行验证,结果完全正确，加工精度和加工效率均很高；后续加工中只需直接调用即可执行。权利要求书1页说明书6页附图5页CN109884986A2019.06.14CN109884986A1.一种数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：包括以下步骤第一步，进行工作台回转中心机械坐标系的测量；第二步，工件安装，建立工件与工作台回转中心的机械坐标位置关系式；由于工作台可顺时针和逆时针旋转，故只需建立工件上有一任意角度X（0°～180°）位置的关系式,分二种位置分析: X90°位置和90° X 180°位置即可；根据工件尺寸和工作台的尺寸，可以人为有意确定工件和工作台的相对位置关系，可以简化一部分位置关系式；通过分析，工件和工作台至多会有10种位置关系式；第三步，建立初始工件坐标系，利用初始工件坐标系和上述位置关系式编制数控加工宏程序；利用宏程序能使用变量、能给变量赋值、变量间可以运算、程序可以跳转的特点，利用初始工件坐标系和上述位置关系式编制数控加工宏程序；使用时，先将用户宏主体按子程序形式存入到内存，然后通过子程序调用指令执行；第四步，工作台旋转角度X，调用上述宏程序，输入旋转角度值，重新调用宏程序，自动建立所需角度的工件坐标系；第五步，固化宏程序，下次加工时，工作台旋转后直接加工。2.根据权利要求1所述数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：同一数控系统中的宏程序的包括有多种数控系统形式。3.根据权利要求2所述数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：所述宏程序并所使用的数控系统为FANUC和/或SIEMENS系统。4.根据权利要求3所述数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：同一数控系统包括有多种宏程序形式。5.根据权利要求4所述数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：所述数控系统形式为SIEMENS系统，SIEMENS系统中包括以下三种形式：1）用DEF命令，在MPF或者SPF程序中制定变量，以达到调用的目的；2）通过SIEMENS自带的1000个R参数进行参数的编制；3）直接调用SIEMENS系统变量，进行参数化程序编制。6.根据权利要求1所述数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：所述测量工具为一根标准芯轴、百分表（千分表）、量块。权　利　要　求　书1/1页2CN109884986A2一种数控加工宏程序快速定位的编程方法技术领域[0001]本发明涉及船用中速柴油机箱体类、壳体类关键零件机体、后端空冷器壳体等大型复杂零件的数控加工中的一种数控加工宏程序快速定位的编程方法。背景技术[0002]船用中速柴油机箱体类、壳体类关键部件的机体、后端空冷器壳体等零件结构形状复杂，体积庞大，且属于关键零件，其加工质量与加工精度直接影响柴油机的整体性能，一般通过数控加工工艺生产制作，以保证加工精度；数控加工工艺通常采用带回转工作台的加工中心，在人工首次建立工件坐标系加工完毕后，需将工作台回转加工其余端面，而工作台回转需要人工重新建立多个工件坐标系进行加工，对于需要回转非90°的斜面时，人工甚至无法建立工件坐标系完成加工，影响了零件的加工精度和加工效率，甚至影响到柴油机整机的质量和产量。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够准确并且快速的建立工件坐标系进行工作台回转任意角度位置的加工，解决零件数控加工制造中的坐标系快速定位问题的数控加工宏程序快速定位的编程方法。[0004]本发明数控加工宏程序快速定位的编程方法，其特征在于：包括以下步骤第一步，进行工作台回转中心机械坐标系的测量；第二步，工件安装，建立工件与工作台回转中心的机械坐标位置关系式；由于工作台可顺时针和逆时针旋转，故只需建立工件上有一任意角度X（0°～180°）位置的关系式,分二种位置分析: X90°位置和90° X 180°位置即可；根据工件尺寸和工作台的尺寸，可以人为有意确定工件和工作台的相对位置关系，可以简化一部分位置关系式；通过分析，工件和工作台至多会有10种位置关系式；第三步，建立初始工件坐标系，利用初始工件坐标系和上述位置关系式编制数控加工宏程序；利用宏程序能使用变量、能给变量赋值、变量间可以运算、程序可以跳转的特点，利用初始工件坐标系和上述位置关系式编制数控加工宏程序；使用时，先将用户宏主体按子程序形式存入到内存，然后通过子程序调用指令执行；第四步，工作台旋转角度X，调用上述宏程序，输入旋转角度值，重新调用宏程序，自动建立所需角度的工件坐标系；第五步，固化宏程序，下次加工时，工作台旋转后直接加工；可选的，同一数控系统中的宏程序的包括有多种数控系统形式；可选的，所述宏程序并所使用的数控系统为FANUC和/或SIEMENS系统；可选的，同一数控系统包括有多种宏程序形式；可选的，所述数控系统形式为SIEMENS系统，SIEMENS系统中包括以下三种形式：说　明　书1/6页3CN109884986A31）用DEF命令，在MPF或者SPF程序中制定变量，以达到调用的目的；2）通过SIEMENS自带的1000个R参数进行参数的编制；3）直接调用SIEMENS系统变量，进行参数化程序编制；所述测量工具为一根标准芯轴、百分表（千分表）、量块。[0005]本发明数控加工宏程序快速定位的编程方法，工作台回转中心机械坐标测量、工件安装后，建立工件与工作台回转中心的机械坐标的位置关系式，编制上述位置关系式的数控宏程序并固化，能够准确并且快速的建立工件坐标系进行工作台回转任意角度位置的加工，解决零件数控加工制造中的坐标系快速定位问题，对于需要回转非90°的斜面时，操作者只需输入几个参数，就能实现机床快速定位，完成数控加工，操作简单方便，通过在数控镗铣加工中心现场试验，按10种任意位置的孔分析的情况进行验证,结果完全正确，加工精度和加工效率均很高；后续加工中只需直接调用即可执行。附图说明[0006]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0007]图1为本发明实施例中工作台回转中心X向机械坐标的测量示意图；图2为本发明实施例中工作台回转中心Z向机械坐标的测量示意图；图3为本发明实施例中工作台回转中心Y向机械坐标的测量示意图；图4为本发明实施例工件初始安装时，工件与机床主轴的相对位置示意图；图5为本发明实施例工作台旋转角度X时，工件与机床主轴的相对位置示意图；图6为本发明实施例的流程框图；图中：1、工作台回转中心      2、工作台X向位置     3、机床原点4、工作台Z向位置   5、工作台Y向位置   6、工件中心    7、初始工件坐标系8、机床主轴 。具体实施方式[0008]如图所示，一种数控加工宏程序快速定位的编程方法，具体设计思路与实施过程如下:本发明涉及船用中速柴油机箱体类、壳体类关键零件机体、后端空冷器壳体等大型复杂零件的数控加工，属于机械加工技术领域。具体而言，涉及一种数控加工宏程序快速定位的编程方法。[0009]数控加工技术属于机械加工领域的一项重要技术，在船用中速柴油机中，主要用来加工一些主关键零件。对于形状复杂，对柴油机整体性能有直接影响的箱体类、壳体类关键零件机体、后端空冷器壳体采用数控加工来保证加工精度已成为一种必然。在实际的生产应用中，通常采用带回转工作台的加工中心。在人工首次建立工件坐标系加工完毕后，需要工作台回转加工其余端面，工作台回转需要人工重新建立多个工件坐标系进行加工。对说　明　书2/6页4CN109884986A4于需要回转非９０°的斜面时，人工甚至无法建立工件坐标系完成加工。如何准确并且快速的建立工件坐标系进行工作台回转任意角度位置的加工，将直接影响此类零件的加工精度和加工效率，甚至很大程度上影响到柴油机整机的质量和产量。机体、后端空冷器壳体数控加工制造中的坐标系快速定位问题已成为船用中速柴油机行业的一项技术难点。[0010]有鉴于此，如何解决影响箱体类、壳体类零件数控加工制造中的坐标系快速定位问题，是行业内技术人员亟需解决的一项课题。[0011]本发明的目的在于提供了一种数控加工宏程序快速定位的编程方法，需要准确测量所用加工中心的回转中心的机械坐标，机床在经过设计、制造和调整后，这个回转中心的机械坐标便被确定下来，利用这个回转中心的机械坐标这个固定点建立加工零件与机床回转工作台的各种位置关系式。利用人工首次建立的工件坐标系结合上述位置关系式通过数控宏程序进行编程求得工作台回转任意角度位置下的工件坐标系进行加工，并利用宏程序指令固化，后续加工中只需直接调用，可有效解决箱体类、壳体类零件数控加工制造中的坐标系快速定位问题。[0012]本发明的实施例是这样实现的：本发明的实施例提供了数控加工宏程序快速定位的编程方法，其包括工作台回转中心机械坐标的测量；工件安装后，建立工件与工作台回转中心的机械坐标的位置关系式；编制上述位置关系式的数控宏程序并固化。[0013]具体的，涉及一种数控加工宏程序快速定位的编程方法，步骤如下：工作台回转中心机械坐标系的测量；机床回转中心在一次测量得出准确值以后，可以在一段时间内作为基准。但是，随着机床的使用，特别是在机床相关部分出现机械故障时，都有可能使机床回转中心出现变化。例如，机床在加工过程中出现撞车事故、机床丝杠螺母松动时等。因此，机床回转中心必须定期测量，特别是在加工相对精度较高的工件之前应重新测量，以校对机床回转中心，从而保证工件加工的精度。工作台回转中心的测量方法有多种，所用的工具有：一根标准芯轴、百分表（千分表）、量块。[0014]工件安装，建立工件与工作台回转中心的机械坐标位置关系式；由于工作台可顺时针和逆时针旋转，故只需建立工件上有一任意角度X（0°～180°）位置的关系式,分二种位置分析: X90°位置和90° X 180°位置即可。根据工件尺寸和工作台的尺寸，可以人为有意确定工件和工作台的相对位置关系，可以简化一部分位置关系式。通过分析，工件和工作台至多会有10种位置关系式。[0015]建立初始工件坐标系，利用初始工件坐标系和上述位置关系式编制数控加工宏程序；利用宏程序能使用变量；可以给变量赋值；变量间可以运算；程序可以跳转的特点。利用初始工件坐标系和上述位置关系式编制数控加工宏程序。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存入到内存里，然后用子程序调用指令调用。[0016]可选的，此宏程序并不限制所使用的数控系统，如FANUC、SIEMENS系统等；可选的，同一数控系统中，并不限制宏程序的形式，如SIEMENS系统中可以有以下几种形式：1）用DEF命令，在MPF或者SPF程序中制定变量，以达到调用的目的；说　明　书3/6页5CN109884986A52）通过SIEMENS自带的1000个R参数进行参数的编制；3）直接