CN105302072A - 一种消除高度位置差异的数控机床加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种消除高度位置差异的数控机床加工方法，属于数控加工领域，本发明通过确定刀具加工轨迹中A轴角度发生变化的采样点，并将该点所对应的A轴角度值提取出，根据所提取的A轴角度值和原加工坐标系零点位置，获得新的加工坐标系零点位置，将原加工坐标系零点平移至新的加工坐标系零点位置，实现机床刀具加工轨迹始终只与零件坐标零点有关；该方法解决了旧版本西门子数控***机床无刀尖跟踪功能带来的机床利用率低，编程与加工必须考虑工作台高度、夹具高度的难题，减少编程数量及管理风险，该方法已在复杂机匣零件的外型面加工中进行推广应用，极大的提升了此类数控机床的数控效率，减少了机床的等待时间，方便了车间生产任务的安排。

Description

一种消除高度位置差异的数控机床加工方法
技术领域
本发明属于数控加工领域，具体涉及一种消除高度位置差异的数控机床加工方法。
背景技术
在航空、航天、船舶等行业，有一些早期版本的西门子数控***卧式五坐标数控加工中心，这些早期版本不支持TRAORI刀尖跟踪等先进加工模式，数控编程需要知道工作台表面到水平翻转轴中心线之间的高度差(后面简称翻转点高度)以及加工时夹具的高度，通过将这些数值输入后置文件，计算后，才能生成加工所需要的数控程序，如果翻转高度或夹具高度进行了调整，原来的数控程序无法使用，必须根据新的高度值重新生成数控程序进行替换，无法固化数控程序；同时如果一个车间有多台同类型的数控机床，但由于工作台翻转高度存在差异，加工同一种零件时，就必须每个机床编制一套数控程序，费时费力，影响生产安排，后续的管理也非常麻烦，如果更换新版本数控***，成本非常高昂，周期也非常长，很少企业愿意投入大的成本对这些老机床进行改进，为此需要开发一套编程方法，根据老的数控***，消除上述不利的因数。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种消除高度位置差异的数控机床加工方法，以达到使CAM软件编制的数控程序在老版本西门子***的工作台翻转卧式五坐标数控机床加工时，可同时满足各种夹具、工作台翻转高度的情况的目的。
一种消除高度位置差异的数控机床加工方法，包括以下步骤：
步骤1、在计算机中设置加工坐标系的零点位于零件中心旋转轴上；
步骤2、在机床中设置加工坐标基准零点位于工作台旋转中心轴线上；
步骤3、确定刀具加工轨迹中A轴角度发生变化的采样点，并将该点所对应的A轴角度值提取出；
步骤4、根据所提取的A轴角度值和原加工坐标系零点位置，获得新的加工坐标系零点位置；
步骤5、将原加工坐标系零点平移至新的加工坐标系零点位置，实现机床刀具加工轨迹始终只与零件坐标零点有关。
该方法用于配置西门子数控***，工作台双旋转的卧式五坐标加工中心。
该方法CAM软件实现。
本发明优点：
本发明提出一种消除高度位置差异的数控机床加工方法，该方法解决了旧版本西门子数控***机床无刀尖跟踪功能带来的机床利用率低，编程与加工必须必须考虑工作台高度、夹具高度的难题，减少编程数量及管理风险，该方法已在复杂机匣零件的外型面加工中进行推广应用，极大的提升了此类数控机床的数控效率，减少了机床的等待时间，方便了车间生产任务的安排。
附图说明
图1为本发明一种实施例的不同位置零件旋转相同角度后刀具位置与加工坐标系原点位置关系示意图；
图2为本发明一种实施例的消除高度位置差异的数控机床加工方法流程图；
图3为本发明一种实施例的工作台A轴翻转后，零件编程坐标零点新位置的计算关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
本发明实施例中，如图1所示，零件在位置1(翻转原点)和任意位置2旋转相同角度后，加工轨迹中刀具位置相对于零件的编程坐标零点的位置是相同的，只与加工坐标系原点G54存在差异，只要消除他们之间的差异，就能实现数控程序与夹具、翻转高度无关；图中，2表示翻转点，3表示编程坐标零点，4表示加工坐标系G54，5表示刀具加工位置；
本发明实施例中，消除高度位置差异的数控机床加工方法，该方法用于配置西门子数控***，工作台翻转的卧式五坐标加工中心，方法流程图如图2所示，方法包括以下步骤：
步骤1、在计算机中设置加工坐标系的零点位于零件中心旋转轴上；
本发明实施例中，对环形零件进行加工，该方法对编程刀具轨迹无特殊要求，只要求零件CAM编程操作的编程坐标零点设定在环形零件的中心轴线上，其可以为零件的上端面圆心、下端面圆心，也可为零件中间部位的圆心等；
步骤2、在机床中设置加工坐标基准零点位于工作台旋转中心轴线上；
本发明实施例中，保证零件的旋转中心线与工作台旋转中心线重合，高度方向满足加工工艺为主，其它不做限制；机床加工坐标系(G54、G55...)的设置位置与零件的编程坐标零点位置重合，在工作台旋转中心线上，即在X轴、Z轴的零点位置上，Y轴方向上不受限制；
步骤3、确定刀具加工轨迹中A轴角度发生变化的采样点，并将该点所对应的A轴角度值提取出；
本发明实施例中，五坐标数控机床A轴为XY平面内的旋转轴，B轴为ZX平面内的旋转轴；
本发明实施例中，采用UG编程软件PostBuilder后置处理器，在本发明后置处理文件设置方面与现有编程方法相对比有两点特殊要求：
a、此后置处理文件设置时，不考虑夹具高度、工作台端面与翻转点的高度差，只考虑与零件编程零点的关系，涉及此内容的选项设置为零；
b、将子程序1名称编制在后置文件中，将刀具轨迹每步中的A轴角度变化在刀具切削行动之前传递出去，通过计算、偏移，使刀具在零件上的实际切削轨迹与编程刀具运行轨迹相同，保证零件加工结果的正确性；为此在后置文件的线性运动栏对应G代码程序段前增加一个子程序1的自定义项，此子程序包含角度A变化数值参数输入项；此定义项设置为可选项，只有角度A发生变化才在角度变化程序行前增加此子程序名称程序行，减少不必要的程序段及计算量；
步骤4、根据所提取的A轴角度值和原加工坐标系零点位置，获得新的加工坐标系零点位置；
本发明实施例中，对于工作台A轴翻转后，零件编程坐标零点新位置的计算关系如图3所示，对于西门子840D***，零件的坐标零点偏置坐标，通过具体的参数指令读取，新位置通过数学函数公式计算得到；图3中，1表示工作台端面零点，2表示翻转点，3表示编程坐标零点，4表示加工坐标系G54；
步骤5、将原加工坐标系零点平移至新的加工坐标系零点位置，实现机床刀具加工轨迹始终只与零件坐标零点有关。
本发明实施例中，通过TRANS指令将加工坐标系移到零件编程坐标系新位置，对于零件的翻转，存在正负两方向，相应的Z轴坐标值存在正负，编程时分两种角度进行编程；
通过本发明实现机床刀具加工轨迹始终只与零件的坐标零点有关，与装夹高度位置无关。

Claims (3)

1.一种消除高度位置差异的数控机床加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在计算机中设置加工坐标系的零点位于零件中心旋转轴上；
步骤2、在机床中设置加工坐标基准零点位于工作台旋转中心轴线上；
步骤3、确定刀具加工轨迹中A轴角度发生变化的采样点，并将该点所对应的A轴角度值提取出；
步骤4、根据所提取的A轴角度值和原加工坐标系零点位置，获得新的加工坐标系零点位置；
步骤5、将原加工坐标系零点平移至新的加工坐标系零点位置，实现机床刀具加工轨迹始终只与零件坐标零点有关。
2.根据权利要求1所述的消除高度位置差异的数控机床加工方法，其特征在于，该方法用于配置西门子数控***，工作台双旋转的卧式五坐标加工中心。
3.根据权利要求1所述的消除高度位置差异的数控机床加工方法，其特征在于，该方法CAM软件实现。
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