CN104741935A - 一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法 - Google Patents

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CN104741935A CN201510064292.XA CN201510064292A CN104741935A CN 104741935 A CN104741935 A CN 104741935A CN 201510064292 A CN201510064292 A CN 201510064292A CN 104741935 A CN104741935 A CN 104741935A
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path

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Abstract

本发明公开一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法，该转换方法包括以下步骤：根据工件坐标系原点机械坐标和回转工作台回转中心机械坐标之间的几何关系，利用某广泛应用的数控***有关坐标系的***变量，编写一个由一个已知工件坐标系转换到任意角度位置的新的工件坐标系的子程序；使用所述子程序时给所述子程序赋予三个变量“新的工件坐标系的序号”n2，“已知工件坐标系的序号”n1，“新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度”α的值，运行所述子程序后由已知工件坐标系转换的新的工件坐标系就建立起来。本发明对任何采用某广泛应用的数控***的带回转工作台的数控机床，运用所述万能的子程序能简便地解决回转工作台工件坐标系转换的所有问题。

Description

一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法
技术领域
本发明属于机械加工数控技术，具体是一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换的简便方法。
背景技术
数控卧式机床通常带有一个或多个数控的回转工作台，回转工作台的回转中心点在机床的机械坐标系中X向和Z向的坐标值是固定的但每台机床各不相同。需要多面加工的零件在回转工作台上一次加工完成时需要多次转动工作台，一般情况下每转动一次工作台的位置就需要建立一个工件坐标系。多个工件坐标系可以分别建立。但多面加工的各个要素之间有严格的几何关系时，多个工件坐标系之间必须建立特定的关系，换言之就是通过一个可以方便地建立起来的已知工件坐标系按一定的几何关系转换出其它的工件坐标系。有时候零件旋转至某个角度，在此角度零件上没有可供建立坐标系的基准而无法直接建立工件坐标系，也需要通过一个已知的工件坐标系转换出该角度位置的工件坐标系。上述转换计算比较繁琐，且不同的机床和不同的零件转换结果都不相同，很多数控加工从业者难以掌握。
发明内容
本发明的目的在于解决数控机床回转工作台工件坐标系转换的运用问题，提供一种万能的在采用某广泛应用的数控***的数控机床上回转工作台工件坐标系转换的简便方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法，该方法包括以下步骤：根据工件坐标系原点机械坐标和回转工作台回转中心机械坐标之间的几何关系，利用某广泛应用的数控***有关坐标系的***变量，编写一个万能的由一个已知工件坐标系转换到任意角度位置的新的工件坐标系的子程序；
所述子程序名如L9852(n2，n1，α)，括号内三个变量n2，n1，α分别为“新的工件坐标系的序号”、“已知工件坐标系的序号”、“新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度”(即回转工作台绕其回转中心旋转的角度)；
采用某广泛应用的数控***的数控机床使用者在首次使用所述子程序前须将该数控机床回转工作台回转中心的机械坐标的X值和Z值赋予所述子程序中相应的变量，使用所述子程序时只需将“新的工件坐标系的序号”、“已知工件坐标系的序号”、“新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度”的值分别替代所述子程序括号内的n2，n1，α，运行所述子程序后，由已知工件坐标系转换的新的工件坐标系就建立起来。
本发明的有益效果：本发明对任何采用某广泛应用的数控***的带回转工作台的数控机床，运用所述万能的子程序能简便地解决回转工作台工件坐标系转换的所有问题。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为已知的(可测的)工件坐标系1实例图；
图2为回转工作台绕回转中心旋转α角后由工件坐标系1转换的新的工件坐标系2实例图。
图中：1、回转工作台，2、工件；3、工作台回转中心，4、工件坐标系1的原点，5、工件坐标系2的原点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。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。
一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法，首先根据工件坐标系原点机械坐标和回转工作台回转中心机械坐标之间的几何关系，利用某广泛应用的数控***有关坐标系的***变量，编写一个万能的由一个已知工件坐标系转换到任意角度位置的新的工件坐标系的子程序，子程序名如L9852(n2，n1，α)，括号内三个变量n2，n1，α分别为“新的工件坐标系的序号”、“已知工件坐标系的序号”、“新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度”。
参照图1和图2，编写以下子程序(每句程序下的汉字内容是对程序的说明)：_N_L9852_SPF；
定义名为“L9852”的子程序PROC L9852(INT ROTATED_WKS_NO，INT KNOWN_WKS_NO，REAL RT_ANG)；
带参数调用子程序L9852，其中“INT ROTATED_WKS_NO”和“INT KNOWN_WKS_NO”为整数型变量(旋转后的)“新的工件坐标系的序号”和“已知工件坐标系的序号”，“REAL RT_ANG”为实数型变量“新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度”
N10 DEF REAL TAB_RT_CEN_X，TAB_RT_CEN_Z，ROTATED_WKS_X0，ROTATED_WKS_Z0；
定义实数型变量“工作台回转中心机械坐标X”、“工作台回转中心机械坐标Z”、(旋转后的)“新的工件坐标系原点的机械坐标X”和(旋转后的)“新的工件坐标系原点的机械坐标Z”
N20 G0G153Z0W0V0D0；
取消刀补，机床主轴快速退回
N30G90B＝RT_ANG；
工作台快速转到新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度N40TAB_RT_CEN_X＝******TAB_RT_CEN_Z＝******；
给机床回转工作台回转中心机械坐标X和Z赋值，其中“******”分别为使用本子程序的机床工作台回转中心机械坐标X和Z的实测值
N50ROTATED_WKS_X0＝TAB_RT_CEN_X-(TAB_RT_CEN_X-$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，X，TR])×COS(-RT_ANG)-(TAB_RT_CEN_Z-$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，Z，TR])×SIN(-RT_ANG)；
计算旋转后的新的工件坐标系原点的机械坐标X的值，式中
“$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，X，TR]”和“$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，Z，TR]”分别为***变量“已知工件坐标系原点的机械坐标X的值”和“已知工件坐标系原点的机械坐标Z的值”，“COS(-RT_ANG)”和“SIN(-RT_ANG)”分别为“新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度”的负值的余弦值和正弦值
N60ROTATED_WKS_Z0＝TAB_RT_CEN_Z-(TAB_RT_CEN_Z-$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，Z，TR])×COS(-RT_ANG)+(TAB_RT_CEN_X-$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，X，TR])×SIN(-RT_ANG)；
计算旋转后的新的工件坐标系原点的机械坐标Z的值
N70$P_UIFR[ROTATED_WKS_NO]＝CTRANS(X，ROTATED_WKS_X0，Y，$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，Y，TR]，Z，ROTATED_WKS_Z0)；
定义旋转后的新的工件坐标系，即给新的工件坐标系原点的机械坐标X、Y、Z赋值，式中“$P_UIFR[n]”为***变量“定义工件坐标系”，其中“n”为工件坐标系的序号，“$P_UIFR[KNOWN_WKS_NO，Y，TR]”为***变量“已知工件坐标系原点的机械坐标Y的值”
N80M17；
子程序结束
采用某广泛应用的数控***的数控机床使用者在首次使用所述子程序时须将该数控机床回转工作台回转中心的机械坐标的X值和Z值分别赋予所述子程序中的变量“TAB_RT_CEN_X”和“TAB_RT_CEN_Z”，使用所述子程序时只需将旋转后的新的工件坐标系的序号、已知工件坐标系的序号、新的工件坐标系相对于已知工件坐标系旋转的角度的值分别替代所述子程序括号内的n2，n1，α，运行所述子程序后，由已知工件坐标系转换的新的工件坐标系就建立起来。
对于附图1、2所示的工件坐标系转换，假设α＝32°，只要运行子程序L9852(2，1，32)，由已知工件坐标系1转换的工件坐标系2就建立起来。
以上所述仅为本发明的一项实施例而已，并不用以限制本发明，所述子程序名中的字符9852可改成任何不与机床中固有程序名冲突的其它数字，变量n2和n1可取***中工件坐标系序号取值范围内的任一个序号，变量α的取值范围为±360，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法，其特征在于，该转换方法包括以下步骤：
根据工件坐标系原点机械坐标和回转工作台回转中心机械坐标之间的几何关系，利用某广泛应用的数控***有关坐标系的***变量，编写一个由一个已知工件坐标系转换到任意角度位置的新的工件坐标系的子程序；
使用所述子程序时给所述子程序赋予三个变量n2，n1，α的值，运行所述子程序后由已知工件坐标系转换的新的工件坐标系就建立起来。
2.根据权利要求1所述万能的数控机床回转工作台工件坐标系转换方法，其特征在于，首次使用所述子程序时，须将使用所述子程序的数控机床回转工作台回转中心的机械坐标的X值和Z值分别赋予所述子程序中相应的变量。
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