CN113110297A - 一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，在数控***中建立零件原点数据库，将零件加工原点备份在数据库中。零件加工时，数控***自动从数据库中调取备份原点数据，与当前设置的原点数据进行比对，计算前后原点的差异值，检查差异值是否在允许范围之内，只有当差异值在公差之内，数控***才允许数控程序继续运行；若超出公差，表明原点设置错误，数控***自动禁止数控程序执行，并报警提醒。本发明通过上述操作实现了原点使用错误的检测。
Description
技术领域
本发明属于数控加工技术领域，具体地说，涉及一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法。
背景技术
在零件数控加工中，坐标系的原点设置是关键环节，原点的错误设置将直接导致零件的故障，威胁设备的安全。在传统单机加工过程中，采用对刀法进行原点找正，需要人工对当前数控机床位置进行记录、并通过刀具半径偏置实现当前坐标系设置，若输入错误将导致原点设置错误，进而产生零件和设备故障。
在柔性线自动化加工模式中，采用探头进行当前坐标系的原点设置，避免了大量由于人工输入带来的原点错误，但由于探头本身的偶发故障，或探头漏标定，或探头参数设置错误等，同样会导致原点数据错误，产生零件或设备故障。因此急需一种能够防止数控加工中原点使用错误的方法。
发明内容
本发明针对现有技术经常出现原点使用错误的问题，提出了一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，在数控***中建立零件原点数据库，将零件加工原点备份在数据库中。零件加工时，数控***自动从数据库中调取备份原点数据，与当前设置的原点数据进行比对，计算前后原点的差异值，检查差异值是否在允许范围之内，只有当差异值在公差之内，数控***才允许数控程序继续运行；若超出公差，表明原点设置错误，数控***自动禁止数控程序执行，并报警提醒。本发明通过上述操作实现了原点使用错误的检测。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出了一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，在数控程序的后置加工处理过程中，增加原点防错控制程序结合数控加工机床的孔系定位工作平台进行原点防错检测，具体为：
首先设定一个原点数据库，在对于不同类型的零件的首件进行加工时，在数控***中将零件的原点存储备份到原点数据库中；
然后在不同类型的零件的后续非首件加工中，通过数控***调用存储备份到原点数据库中相对应类型零件的首件的原点数据，并与当前的零件进行原点的匹配性检查；所述匹配性检查为：将销棒***到孔系定位工作平台的销孔上，然后使用销棒将零件装夹在孔系定位工作平台上，接着多次测量孔系定位工作平台的销孔与销棒之间的间隙误差，得到最大的间隙误差a，以2a作为原点的匹配性检查的最大允许公差，在数控程序运行时，检测到的存储备份的原点数据与当前零件的原点数据的误差小于2a时，认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
为了更好地实现本发明，进一步地，在认为匹配成功后，还进行当前坐标系是否使用镜像、比例缩放处理的判断，若判断为使用了镜像、比例缩放处理，则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警，反之则认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工。
为了更好地实现本发明，进一步地，在进行了当前坐标系是否使用镜像、比例缩放处理的判断后，还进行机床坐标***初始值是否被改动的判断，若检测到机床坐标系***被改动了，则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警，反之则认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工。
为了更好地实现本发明，进一步地，在进行原点的匹配性检查时，多次测量孔系定位工作平台的销孔与销棒之间的间隙误差得到X方向的误差和Y方向的误差，设定X方向的误差和Y方向的误差的阈值，若实际测量得到的X方向的误差和Y方向的误差未超过设定的阈值，则认为进行匹配性检查的零件前后装夹的位置是相同的位置，此时以2a作为原点的匹配性检查的最大允许公差，在数控程序运行时，检测到的存储备份的原点数据与当前零件的原点数据的误差小于2a时，认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
为了更好地实现本发明，进一步地，若实际测量得到的X方向的误差和Y方向的误差超过了设定的阈值，则认为进行匹配性检查的零件前后装夹的位置是不相同的位置，此时根据孔系定位工作平台上销孔的位置，确定两个不同的销孔在X方向上的距离L X 和Y方向的距离L Y ；接着计算出存储备份的原点数据与当前零件的加工原点在X方向上的差异值D X 和在Y方向上的差异值D Y ；然后使用差异值D X 减去距离L X 的整数倍得到X方向的真实差异值d X ，同时使用差异值D Y 减去当前零件对应的距离L Y 的整数倍，得到Y方向的真实差异值d Y ；最后通过真实差异值d X 和真实差异值d Y 得到存储备份的原点数据与当前零件的原点数据的误差，若误差小于2a，则认为当前使用的原点数据是正确的数据，判定为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述零件通过销棒直接装夹在孔系定位工作平台上。
为了更好地实现本发明，进一步地，先将工装夹具通过销棒装夹在孔系定位工作平台上，然后将零件通过工装夹具装夹在孔系定位工作平台上。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
本发明在数控***中建立零件原点数据库，将零件加工原点备份在数据库中。零件加工时，数控***自动从数据库中调取备份原点数据，与当前设置的原点数据进行比对，计算前后原点的差异值，检查差异值是否在允许范围之内，只有当差异值在公差之内，数控***才允许数控程序继续运行；若超出公差，表明原点设置错误，数控***自动禁止数控程序执行，并报警提醒。本发明通过上述操作实现了原点使用错误的检测。
附图说明
图1为孔系定位工作平台的结构示意图；
图2为通过销棒装夹零件在孔系定位工作平台的示意图；
图3为ORIGIN_DATA原点备份数据库文件的实例计算机页面截图；
图4为新增原点备份数据的实例计算机页面截图；
图5为本发明流程示意图。
其中：1、孔系定位工作平台，2、销孔，3、螺钉孔，4、销棒，5、零件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例提出了一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，如图1、图2、图5所示，在数控程序的后置加工处理过程中，增加原点防错控制程序结合数控加工机床的孔系定位工作平台1工作平台进行原点防错检测，具体为：
首先设定一个原点数据库，在对于不同类型的零件5的首件进行加工时，在数控***中将零件5的原点存储备份到原点数据库中；
然后在不同类型的零件5的后续非首件加工中，通过数控***调用存储备份到原点数据库中相对应类型零件5的首件的原点数据，并与当前的零件5进行原点的匹配性检查；所述匹配性检查为：将销棒4***到孔系定位工作平台1工作平台的销孔1上，然后使用销棒4将零件5装夹在孔系定位工作平台1工作平台上，接着多次测量孔系定位工作平台1工作平台的销孔1与销棒4之间的间隙误差，得到最大的间隙误差a，以2a作为原点的匹配性检查的最大允许公差，在数控程序运行时，检测到的存储备份的原点数据与当前零件5的原点数据的误差小于2a时，认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
为了更好地实现本发明，进一步地，在认为匹配成功后，还进行当前坐标系是否使用镜像、比例缩放处理的判断，若判断为使用了镜像、比例缩放处理，则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警，反之则认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工。
为了更好地实现本发明，进一步地，在进行了当前坐标系是否使用镜像、比例缩放处理的判断后，还进行机床坐标***初始值是否被改动的判断，若检测到机床坐标系***被改动了，则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警，反之则认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工。
为了更好地实现本发明，进一步地，在进行原点的匹配性检查时，多次测量孔系定位工作平台1工作平台的销孔1与销棒4之间的间隙误差得到X方向的误差和Y方向的误差，设定X方向的误差和Y方向的误差的阈值，若实际测量得到的X方向的误差和Y方向的误差未超过设定的阈值，则认为进行匹配性检查的零件5前后装夹的位置是相同的位置，此时以2a作为原点的匹配性检查的最大允许公差，在数控程序运行时，检测到的存储备份的原点数据与当前零件5的原点数据的误差小于2a时，认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
为了更好地实现本发明，进一步地，若实际测量得到的X方向的误差和Y方向的误差超过了设定的阈值，则认为进行匹配性检查的零件5前后装夹的位置是不相同的位置，此时根据孔系定位工作平台1工作平台上销孔1的位置，确定两个不同的销孔1在X方向上的距离L X 和Y方向的距离L Y ；接着计算出存储备份的原点数据与当前零件5的加工原点在X方向上的差异值D X 和在Y方向上的差异值D Y ；然后使用差异值D X 减去距离L X 的整数倍得到X方向的真实差异值d X ，同时使用差异值D Y 减去当前零件5对应的距离L Y 的整数倍，得到Y方向的真实差异值d Y ；最后通过真实差异值d X 和真实差异值d Y 得到存储备份的原点数据与当前零件5的原点数据的误差，若误差小于2a，则认为当前使用的原点数据是正确的数据，判定为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述零件5通过销棒4直接装夹在孔系定位工作平台1工作平台上。
为了更好地实现本发明，进一步地，先将工装夹具通过销棒4装夹在孔系定位工作平台1工作平台上，然后将零件5通过工装夹具装夹在孔系定位工作平台1工作平台上。
工作原理：如图1所示，孔系定位工作平台1上均匀间隔分布有螺钉孔3和销孔2，且螺钉孔3和销孔2之间在X方向上的间隔为在Y方向上间隔的两倍，如X方向上典型间隔为200mm，Y方向上典型间隔为100mm；孔系定位工作平台1上的销孔2和螺钉孔3的坐标位置即为孔系定位工作平台1上的原点数据。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，如图1、图2、图3、图4、图5所示，给出具体实施的举例内容如下：
1）数控程序后置处理时，在程序开头自动添加原点防错控制子程序
本实施案例中，加工零件5为141A6121_9_35，数控程序经后置处理后，自动在数控程序带头位置添加CHECK_ORIGIN原点防错控制指令。
2）零件5首件加工时，数控***自动将零件5原点存入原点数据库
数控程序运行时，数控***自动在原点备份数据库文件ORIGIN_DATA中查找当前零件5（141A6121_9_35）是否有备份的原点数据，如图3所示，如无当前零件5的原点备份数据，表明该零件5为首次运行，数控***自动在原点备份数据库中，将当前零件5和原点信息记录在ORIGIN_DATA数据库文件中，如图4所示，备份零件5为141A6121_9_35，备份原点数据：X向为-1204.8513，Y向为-0.3947，Z向为95.28。
3）零件5非首件加工时，数控***自动调用备份原点数据库中相对应的原点，并与当前原点进行匹配性检查
当前零件5加工第二件时，数控***自动调用原点备份数据库中相对应零件5的原点值，与当前原点数据进行对比，进行原点匹配性检查。
4）使用孔系定位工作平台1，且零件5前后装夹位置相同时，原点匹配性检查的方法
使用图1所示的孔系定位工作平台1，多次重复装夹零件5或者工装夹具，原点误差来源于销棒4与作为定位孔的销孔2之间的间隙误差，图2装夹零件5所用销棒4与定位孔的间隙配合误差±0.05，销棒4与定位孔之间的最大间隙为0.1，考虑到零件5装夹时可通过工装夹具安装在孔系定位工作平台1上，因此将原点匹配性检查允许公差设为0.2。
加工下一批次相同零件5，坐标系原点数据为X：-1204.9113，Y：-0.3447，Z：95.12；该原点数据与原点数据库中备份的原点数据（X：-1204.8513，Y：-0.3947，Z：95.28）差异值较小，X向的差异值为0.06，Y向的差异值为0.05，Z向的差异值为0.16，未超出公差值，原点使用准确，数控程序正常运行。
若采用传统对刀法设置原点，使用直径Φ20的铣刀进行对刀，对刀后在原点X向遗漏偏置刀具半径，得到的X向原点数据为-1214.9113，与备份原点数据相比，X向差异值为10.06，超出允许公差值，原点设置错误，暂停程序执行，报警提醒。
5）使用孔系定位工作平台1，且零件5前后装夹位置不相同时，原点匹配性检查的方法
图1所示的孔系定位工作平台1，X方向相邻孔的间距为200mm，Y方向相邻孔的间距为100mm。不同销孔2在X方向和Y方向距离对应关系为：当X方向相差200n(n=0,1,3,5…)时，Y方向相差100n(n=0,1,3,5…)；当X方向相差400n(n=0,1,2,3…)时，Y方向相差200n(n=0,1,2,3…)。
加工不同批次相同零件5，零件5装夹位置不同，当前零件5原点数据为X：-2005.0312，Y：-100.2689，Z：95.35。与原点数据库中备份的原点数据差异值较大，X向的差异值为800.1799，Y向的差异值为99.8742，Z向的差异值为0.07；
为进行原点匹配性检查，依据不同销孔2在X方向和Y方向距离对应关系，选择合适的对应值用于消除因装夹位置不同带来的X、Y向差异。因X向差异值800.1799与400n(n=0,1,2,3…)相符，因此将X向差异值减去400n(n=0,1,2,3…)，得到X向的真实差异值为0.1799，未超过允许公差0.2mm，Y向差异值减去对应的200n(n=0,1,2,3…)，得到Y向的真实差异值为99.8742，远大于允许公差0.2mm，原点设置错误。经检查发现使用对刀法设置原点时，基准边与原点的距离300未设置到原点偏置中，重新设置后Y向原点数据为-400.2689，与备份的原点数据差异值为399.8742，减去200n(n=0,1,2,3…)后，Y向真实差异值为0.1258，未超过允许公差0.2，原点设置正确，允许数控程序继续执行。
6）检查当前原点坐标系中镜像、比例缩放附加功能正确性
本案例中，所有数控程序均不需要镜像和比例缩放附加功能，当检测到当前加工坐标系中使用该功能时，数控***禁止数控程序的继续运行。
7）检查机床坐标系中初始设置的正确性
本案例中，机床坐标系初始原点设置值X、Y、Z三个方向均为0，当检测到初始原点设置值不为0时，数控***自动禁止数控程序的继续运行。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，在数控程序的后置加工处理过程中，增加原点防错控制程序结合数控加工机床的孔系定位工作平台进行原点防错检测，具体为：
首先设定一个原点数据库，在对于不同类型的零件的首件进行加工时，在数控***中将零件的原点存储备份到原点数据库中；
然后在不同类型的零件的后续非首件加工中，通过数控***调用存储备份到原点数据库中相对应类型零件的首件的原点数据，并与当前的零件进行原点的匹配性检查；所述匹配性检查为：将销棒***到孔系定位工作平台的销孔上，然后使用销棒将零件装夹在孔系定位工作平台上，接着多次测量孔系定位工作平台的销孔与销棒之间的间隙误差，得到最大的间隙误差a，以2a作为原点的匹配性检查的最大允许公差，在数控程序运行时，检测到的存储备份的原点数据与当前零件的原点数据的误差小于2a时，认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
2.如权利要求1所述的一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，在认为匹配成功后，还进行当前坐标系是否使用镜像、比例缩放处理的判断，若判断为使用了镜像、比例缩放处理，则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警，反之则认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工。
3.如权利要求2所述的一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，在进行了当前坐标系是否使用镜像、比例缩放处理的判断后，还进行机床坐标***初始值是否被改动的判断，若检测到机床坐标系***被改动了，则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警，反之则认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，在进行原点的匹配性检查时，多次测量孔系定位工作平台的销孔与销棒之间的间隙误差得到X方向的误差和Y方向的误差，设定X方向的误差和Y方向的误差的阈值，若实际测量得到的X方向的误差和Y方向的误差未超过设定的阈值，则认为进行匹配性检查的零件前后装夹的位置是相同的位置，此时以2a作为原点的匹配性检查的最大允许公差，在数控程序运行时，检测到的存储备份的原点数据与当前零件的原点数据的误差小于2a时，认为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
5.如权利要求4所述的一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，若实际测量得到的X方向的误差和Y方向的误差超过了设定的阈值，则认为进行匹配性检查的零件前后装夹的位置是不相同的位置，此时根据孔系定位工作平台上销孔的位置，确定两个不同的销孔在X方向上的距离L X 和Y方向的距离L Y ；接着计算出存储备份的原点数据与当前零件的加工原点在X方向上的差异值D X 和在Y方向上的差异值D Y ；然后使用差异值D X 减去距离L X 的整数倍得到X方向的真实差异值d X ，同时使用差异值D Y 减去当前零件对应的距离L Y 的整数倍，得到Y方向的真实差异值d Y ；最后通过真实差异值d X 和真实差异值d Y 得到存储备份的原点数据与当前零件的原点数据的误差，若误差小于2a，则认为当前使用的原点数据是正确的数据，判定为匹配成功，并继续运行数控程序进行加工，反之则认为匹配失败，并停止数控程序运行并报警。
6.如权利要求1-3任一项所述的一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，所述零件通过销棒直接装夹在孔系定位工作平台上。
7.如权利要求1-3任一项所述的一种在数控加工过程中防止原点使用错误的方法，其特征在于，先将工装夹具通过销棒装夹在孔系定位工作平台上，然后将零件通过工装夹具装夹在孔系定位工作平台上。
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