CN101859124A - 数控龙门铣床五面体程序控制方法 - Google Patents

数控龙门铣床五面体程序控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控龙门铣床五面体程序控制方法，首先对若干个附件铣头分别进行自动设别编号、角度及方位；然后根据角度和方位，将该附件铣头的坐标轴进行偏移和旋转，转换为符合数控机床理论中的坐标轴法则；对附件铣头的主轴中心及装刀面分别进行设别，确定新的工件坐标系及坐标系零点位置，然后进行偏移，使坐标系零点与机床主轴确定的工件坐标系零点重合。该软件程序不但解决了直角铣头在四个方位的坐标系的自动转换，还能解决万能角度附件铣头在任意角度的坐标系自动转换，保证在装好附件铣头后无需重新定中心确定工件坐标系零点，而能加工出满足某一工件的任一平面或是斜面的相对位置精度要求，有效控制了工件加工中的形位公差。

Description

数控龙门铣床五面体程序控制方法
技术领域
本发明涉及一种程序控制方法，尤其是涉及到一种加工结构复杂、型腔多的产品零件的大型数控龙门铣床五面体程序控制方法。
背景技术
在机械制造领域中，随着数控机床的发展，加工效率不断提高和产品质量越来越好。大型龙门铣床床在重工业中越来越普及，而且地位也越来越重要，由于龙门铣床结构的特殊性，必须配备各种不同的附件铣头才能扩大该机床的加工工艺范围。例如，在目前船用低速柴油机制造领域中，由于产品零件的结构复杂，型腔多，这种大型龙门铣床床在该行业中尤为重要。这种大型数控龙门铣床床在各制造厂家广泛使用，且几乎都是应用德国西门子数控系统，对机床操作工人的要求也比较高，因此显得柴油机的产品加工难度大，且效率始终不是很高。工件装夹一次要完成多个方向的加工内容，因此就得通过龙门铣床配备的专用附件铣头来完成大多数的加工内容，每次上好附件铣头或铣头转到另一个角度就得重新确定工件坐标系零点，且加工时要经过相应的测量手段来确定操作的是否正确，于是辅助的时间占据了工件加工时间的很大比例，效率就很显然无法提高，质量人为控制因素越多就越不好保证。
不仅如此，技术人员在零件加工程序的编制过程中会更麻烦。工件装夹好后用主轴中心去确定工件坐标系的零点，然后装刀具执行程序去加工工件相应内容，工件坐标系的轴及方向与机床坐标系的轴和方向是一致的，程序编制必须保证轴的运动及方向与机床原始轴吻合。一旦上了附件铣头后，无论是直角铣头还是角度铣头和万能铣头，装刀面都在铣头上，这时必须要利用铣头主轴中心去重新定工件坐标系零点，才能执行后续的加工，并且此时编程就得注意，轴移动及方向还是同机床坐标系轴的一致。
低速柴油机关键零件在加工中要用到各种不同的附件铣头，而且铣头还要转到不同方位加工，这样做不仅浪费了大量的时间，而且质量也容易出问题。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，开发了数控龙门铣床OFFSET五面体软件，有效解决了数控龙门铣床在加工中的上述问题，使数控龙门铣床上了附件铣头后操作变得简单，效率很高，且精度得到了有效的保证，在加工程序编制时就无需考虑铣头方位及工件加工内容所在的平面及方向。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种数控龙门铣床五面体程序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.对数控龙门铣床上装好的若干个附件铣头分别进行自动设别，自动设别附件铣头的编号和该附件铣头的角度及其方位；
B.根据上述附件铣头的角度和方位，将该附件铣头的坐标轴进行偏移和旋转，转换为符合数控机床理论中的坐标轴法则；
C.对上述附件铣头的主轴中心及装刀面分别进行设别，确定新的工件坐标系及坐标系零点位置，然后进行偏移，使坐标系零点与上述数控机床主轴确定的工件坐标系零点重合，然后再进行加工程序。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
该软件程序不但解决了直角铣头在0°、90°、180°、270°四个方位的坐标系的自动转换，还能解决万能角度附件铣头在任意角度的坐标系自动转换，保证在装好附件铣头后无需重新定中心确定工件坐标系零点，而能加工出满足某一工件的任一平面或是斜面的相对位置精度要求，有效控制了工件加工中的形位公差。
附图说明
图1为本发明所述数控龙门铣床五面体程序控制方法的工作流程图
图2为本发明所述附件铣头坐标系转换的示意图
图3为机床方位图
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。
为了能更清楚的说明程序OFFSET在执行过程中是如何实现其功能的，将以视图形式说明该软件的工作过程及结果。假设铣头在0°方位。即铣头的主轴端面朝向图3机床X轴的正向。
第一：龙门铣床在装上附件铣头后，将如图2所示，在铣头上面的中心就是机床主轴的中心，装好工件时用机床主轴中心确定的工件坐标系零点就是上面那个中心，图2中机床主轴确定的工件坐标系的X、Y、Z轴及其方向与图3中的机床坐标系X、Y、Z轴及其方向一致。无论铣头转到什么角度，两者的方向都是一致的。
第二：附件铣头工作时，实际的主轴是铣头的旋转轴(Z轴)，加工所在的平面则成了X轴和Y轴，按照以前的加工方式，此时就要用附件铣头的主轴去重新确定工件坐标系零点，并且编程时的加工平面成了Y、Z平面，如果在该平面上加工孔时，Y和Z轴坐标定位，X轴成了加工移动轴。
第三：同样上了附件铣头，在加工程序前面加个OFFSET程序语句，通过执行OFFSET程序，机床自动完成新的工件坐标系设定，如图2OFFSET后的工件坐标系，新的工件坐标系零点会自动的偏移到机床主轴确定的工件坐标系零点处，而且工件坐标系的轴及其方向会变成如图2OFFSET后的工件坐标系里的X、Y、Z轴及其方向。新工件坐标系里轴及其方向和机床坐标系里轴及其方向的对应关系如下：
OFFSET后X轴的正向是机床坐标系的Y轴负方向；
OFFSET后Y轴的正向是机床坐标系的Z轴正方向；
OFFSET后Z轴的正向是机床坐标系的X轴负方向；
可以看出，执行OFFSET程序后，原来的工件坐标系产生了自动旋转，X轴围绕Z轴顺时针旋转了90°，Z轴又围绕着X轴逆时针旋转了90°。如果在该平面上加工孔时，X和Y轴坐标定位，Z轴是加工移动轴。编程时无需考虑转换后的关系，完全符合数控机床坐标轴的命名原则。

Claims (1)

1.一种数控龙门铣床五面体程序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.对数控龙门铣床上装好的若干个附件铣头分别进行自动设别，自动设别附件铣头的编号和该附件铣头的角度及其方位；
B.根据上述附件铣头的角度和方位，将该附件铣头的坐标轴进行偏移和旋转，转换为符合数控机床理论中的坐标轴法则；
C.对上述附件铣头的主轴中心及装刀面分别进行设别，确定新的工件坐标系及坐标系零点位置，然后进行偏移，使坐标系零点与上述数控机床主轴确定的工件坐标系零点重合，然后再进行加工程序。
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