CN103149877B - 一种确保加工指令信息正确的数控加工方法 - Google Patents

一种确保加工指令信息正确的数控加工方法 Download PDF

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Abstract

一种确保加工指令信息正确的数控加工方法，基于西门子810D和820D数控系统；其特征在于：在使用刀具补偿的数控加工程序中增加一个设定允许输入刀补值大小的合理范围的限制环节。本发明所述技术不需要额外的资金投入,在数控加工中应用此防错技术,消除了操作者手工输入半径补偿和长度补偿数值带来的质量隐患,不仅直接节约了产品报废、超差的经济损失,还保证了生产流程的顺利进行,还节约了处理超差品带来的间接损失，其具有可预见的较为巨大的经济价值和社会价值。

Description

一种确保加工指令信息正确的数控加工方法
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域，特别提供了一种确保加工指令信息正确的数控加工方法。
背景技术
在数控加工中,特别是在一些航空发动机上的复杂、薄壁零件的数控加工中,为了保证尺寸精度'降低变形对零件加工过程的影响,零件的部分尺寸往往采用刀具补偿方式加工,在加工过程的精加工阶段,操作者根据粗加工的测量结果,调整刀具半径或长度补偿值来保证零件的尺寸,这种编程加工方式,使零件同一尺寸的粗加工和精加工只用编制一个程序,加工比较灵活,对于研制阶段的零件,这种灵活的加工方式能提高零件的研制速度,在一些零件加工状态不稳定时,通过调整刀补值,能保证零件的加工质量。
采用刀具半径或长度补偿编程为零件的加工带来了好处的同时,也为企业带来一个严重的问题:质量容易失控。这种在零件数控加工过程中,由操作者手工输入数据,干预数控加工过程的方式,容易带来刀具补偿数值输错的问题,根据统计数据,在―个中等规模的数控加工企业中,每年因上错刀补半径值、刀具长度值发生的质量事故最少有7、8起,虽然数量不多,但在航空制造企业,由于零件价值昂贵,造成的经济损失也非常大,长年累积,造成的损失惊人。在造成极大损失的同时,也影响了生产的顺利进行,打乱了工厂正常生产节拍,尤其对―些单件生产的零件,零件的报废会带来更大的后果。
因此,在数控加工领域,迫切需要开发一些刀具补偿防错技术,来消除利用刀具补偿方式加工零件带来的质量隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种确保加工指令信息正确的数控加工方法。
本发明一种确保加工指令信息正确的数控加工方法，基于西门子810D和840D数控系统；其特征在于：在使用刀具补偿的数控加工程序中增加一个设定允许输入刀补值大小的合理范围的限制环节以便保证零件加工过程的安全性。
当刀具补偿指令为在刀具半径补偿时，可以使用下述的防止出错的具体方法，具体满足下述要求：
(1)根据机床刀具的管理方式,用GETSELT()指令为当前加工程序中主轴选择的刀具提供T编号，读取刀具的补偿数据,分为两种情况:
a)当采用刀具命名进行管理的方式时,如T=“T_D8R0.5”,GETSELT()的调用方式为GETSELT(TN)；
b)当采用刀具编号进行管理的方式时,如T1,GETSELT（）的调用方式为GETSELT(1)；
(2)在程序进行切削前,通过调用刀具半径补偿指令$TC_DP6,读取机床中操作者手工输入的刀补值,与程序中的刀补区域上下值进行比较,操作者输入值在程序设定值范围内,程序保持继续加工,不在程序设定的范围内,程序报警、停止加工；刀补值区域的设定方式具体为：
a）上限设定,加工的类型为封闭区域和半封闭区域时,上限为轮廓最窄处的尺寸大小减去刀半径,加工的类型为开阔区域时,上限为加工余量大小值；
b)下限设定为刀具的半径减去零件公差(外轮廓加工为上公差,内轮廓加工为下公差)；
在运行数控程序时，通过调用刀具补偿指令读取手动输入的加工数值并将其与预先指定的上下限范围进行比较，当输入值在所指定的上下限范围内时程序继续加工，当输入值在所指定的上下限范围之外时程序报警并停止加工。
当刀具补偿指令为在刀具半径补偿时，还可以使用下述的第二种防止出错的方法，具体满足下述要求：
在刀具半径补偿数控程序中,预先根据选用的刀具尺寸,结合加工方案,通过刀具半径补偿参数变量$TC_DP6,将相应的补偿值通过程序参数赋予机床,取代操作者手工输入,这种方式在加工前即使操作者手动进行了输入,也会被程序输入数据所取代。
当刀具补偿指令为在刀具长度补偿时，满足下述要求：
⑴根据机床刀具的管理方式,用GETSELT()指令为当前加工程序主轴选择的刀具提供T编号,读取刀具的补偿数据,分两种情况:
a)当采用刀具命名进行管理的方式时,如T=″T_D8R0.5″,GETSELT()的调用方式为GETSELT(TN);
b)当采用刀具编号进行管理的方式时,如T1,GETSELT()的调用方式为GETSELT(1);
⑵在程序进行切削前,通过调用刀具长度补偿指令$TC_DP21,读取机床中操作者手工输入的刀具长度刀补值,与程序中刀补值区域上下限值进行比较,当操作者输入值在程序设定值范围内时程序保持继续加工；当操作者输入值不在程序设定的范围内时程序报警、停止加工。
刀补值区域的设定方式为:上限设定为零件的最大加工余量;下限设定为零件公差减去零件的让刀量；
零件公差的选取满足下述要求：外轮廓位加工为下公差,内轮廓加工为上公差；
让刀量：要求根据加工零件的材料、加工部位的刚性来决定,首次设定不超过0.05mm。
本发明所述技术不需要额外的资金投入,在数控加工中应用此防错技术,消除了操作者手工输入半径补偿和长度补偿数值带来的质量隐患,不仅直接节约了产品报废、超差的经济损失,还保证了生产流程的顺利进行,还节约了处理超差品带来的间接损失，其具有可预见的较为巨大的经济价值和社会价值。
具体实施方式
实施例1
一种确保加工指令信息正确的数控加工方法，基于西门子810D和840D数控系统；其特征在于：在使用刀具补偿的数控加工程序中增加一个设定允许输入刀补值大小的合理范围的限制环节以便保证零件加工过程的安全性。
当刀具补偿指令为在刀具半径补偿时，可以使用下述的防止出错的具体方法，具体满足下述要求：
(1)根据机床刀具的管理方式,用GETSELT()指令为当前加工程序中主轴选择的刀具提供T编号，读取刀具的补偿数据,分为两种情况:
a)当采用刀具命名进行管理的方式时,如T=“T_D8R0.5”,GETSELT()的调用方式为GETSELT(TN)；
b)当采用刀具编号进行管理的方式时,如T1,GETSELT（）的调用方式为GETSELT(1)；
(2)在程序进行切削前,通过调用刀具半径补偿指令$TC_DP6,读取机床中操作者手工输入的刀补值,与程序中的刀补区域上下值进行比较,操作者输入值在程序设定值范围内,程序保持继续加工,不在程序设定的范围内,程序报警、停止加工；刀补值区域的设定方式具体为：
a）上限设定,加工的类型为封闭区域和半封闭区域时,上限为轮廓最窄处的尺寸大小减去刀半径,加工的类型为开阔区域时,上限为加工余量大小值；
b)下限设定为刀具的半径减去零件公差(外轮廓加工为上公差,内轮廓加工为下公差)；
在运行数控程序时，通过调用刀具补偿指令读取手动输入的加工数值并将其与预先指定的上下限范围进行比较，当输入值在所指定的上下限范围内时程序继续加工，当输入值在所指定的上下限范围之外时程序报警并停止加工。
如下面的程序,用直径为8的铣刀铣加工15个下公差为-0.1mm的内圆,为使用方便,将这个防错比较过程编成独立的子程序T00L_CHECK_R（）,在主程序中只需根据刀具大小和加工部位的形状、公差根据刀补值区域设定方式设定刀补上下限值,并传递给子程序进行比较。
主程序:
DEFREALTC_RADIUS_MAX,TCRADIUS_MIN;定义刀具补偿上下限值得变量
EXTERNTOOL_CHECK_R(REAL,REAL)
N0001T=″T_D8R0.5″
N0002L700
N0003TRAORI(2)
N0004G54D01
TOOLCHECKR(4.5,3.95);将刀补值允许的最大、最小值分别输入
N0006G00G64G90G17Z1000.S500M03A-20B0
N0007Ⅹ0Y0
TRANSⅩ0Y0Z234.373
AROTX-20
G0Ⅹ0Y15Z300
N0010L510P15
N0010Z1000
N0016TRAFOOF
N0017M05M09
N0018M30
子程序:TOOLCHECKR()
PROCT00L_CHECK_R(REALTC_RADIUS_MAX，REALTCRADIUSMIN)
DEFINTTN
GETSELT（TN);读取主程序选出的刀具编号(T编号)
MSG（）;清除提示信息
MSG(″TOOL_RADIUS:″<<$TC_DP6[TN,1]);显示刀具半径补偿值
IFTC_RADIUSMIN>$TC_DP6[TN,1]GOTOFLABEL1;如果程序规定的刀具半径补偿最大值小于操作者输入值,跳到LABEL1,显示错误,报警,停止加工
ENDIF
IFTC_RADIUS_MAX<$TC_DP6[TN,1]GOTOFLABEL1;如果操作者输入值小于程序规定的刀具长度补偿最小值,跳到LABEL1,显示错误,报警,停止加工
ENDIF
RET;操作者输入值正确,返回主程序继续加工
LABEL1∶
MSG(″TOOL_RADIUSERROR!!!″);显示错误
SETAL(66000);报警
M02;程序结束
实施例2
一种确保加工指令信息正确的数控加工方法，基于西门子810D和820D数控系统；其特征在于：在使用刀具补偿的数控加工程序中增加一个设定允许输入刀补值大小的合理范围的限制环节以便保证零件加工过程的安全性。
当刀具补偿指令为在刀具半径补偿时，还可以使用下述的第二种防止出错的方法，具体满足下述要求：
在刀具半径补偿数控程序中,预先根据选用的刀具尺寸,结合加工方案,通过刀具半径补偿参数变量$TC_DP6,将相应的补偿值通过程序参数赋予机床,取代操作者手工输入,这种方式在加工前即使操作者手动进行了输入,也会被程序输入数据所取代。
下面的程序通过上二次刀补来完成零件的加工,第一遍加工需预留1mm余量,通过将刀具半径补偿值设为半径值加1来实现,第二遍加工不留余量,直接将刀具半径补偿值设为半径值。
DEFREALRADIUS:定义刀具半径补偿变量
RADIUS=4;将刀具半径补偿值赋予变量
T=″T_D8R0.5″
L700
G54
GETSELT(TN);读取主程序选出的刀具编号(T编号)
STOPRE
$TC_DP6[TN,1]=RADIUS+1;将刀具半径补偿值输入刀具参数$TC_DP6[TN,1]变量中,
D1;半径补偿激活,刀补值用于后续加工中
L791P2
$TC_DP6[TN,1]=RADIUS;将刀具半径补偿值输入刀具参数uqDP6[Tbl,1]变量中
D1:半径补偿激活,刀补值用于后续加工中
L791P2
TRANS
G00Z500.M09
M05
M30
实施例3
刀具长度补偿防错技术是在刀具长度补偿数控程序中增加设定允许输入刀具长度补偿值大小的合理范围,保证零件加工过程的安全性。具体步骤:
⑴、根据机床刀具的管理方式,用GETSELT()指令为当前加工程序主轴选择的刀具提供T编号,读取刀具的补偿数据,分两种情况:
a)当采用刀具命名进行管理的方式时,如T=″T_D8R0.5″,GETSELT()的调用方式为GETSELT(TN)。
b)当采用刀具编号进行管理的方式时,如T1,GETSELT()的调用方式为GETSELT(1)。
⑵、在程序进行切削前,通过调用刀具长度补偿指令$TC_DP21,读取机床中操作者手工输入的刀具长度刀补值,与程序中刀补值区域上下限值进行比较,操作者输入值在程序设定值范围内,程序保持继续加工,不在程序设定的范围内,程序报警、停止加工。
刀补值区域的设定方式为:上限设定为零件的最大加工余量;下限设定为零件公差(外轮廓位加工为下公差,内轮廓加工为上公差)减去零件的让刀量(此数据需要根据加工零件的材料、加工部位的钢性来决定,首次设定不超过0.05mm),
如下面的程序,用直径为20的铣刀铣加工下公差为-0.2mm的外轮廓薄壁零件表面,零件的加工余量为4.5mm,让刀量设置为0.05mm,整个程序的刀补长度补偿量区域设定为(4.5,-0.25),为使用方便,将这个防错比较过程编成独立的子程序TOOL_CHECK_R(),在主程序中调用该程序时,将加工区域传递给子程序。
主程序
DEFREALTC_BASE_MAX,TC_BASE_MIN
EXTERNTOOL_CHECK_L(REAL,REAL)
N0001T=″T_D20″
N0002L700
N0003TRAORI(2)
NO004G54D01
T00L_CHECK_L(4.5,-0.25)
N0006G00G64G90G17Z1000,S500M03A-20B0
N0007X0Y0
TRANSX0Y0Z234.373
AR0TX-20
…
N0010Z1000
N0016TRAF00F
N0017M05M09
N0018M30
子程序TOOL_CHECK_L()
PROCTOOL_CHECK_L(REALTC_BASE_MAX,REALTC_BASE_MIN)
DEFINTTN
GETSELT(TN);读取主程序选出的刀具编号(T编号)
MSG();清除提示信息
MSG(″TOOL_LENGTH:″<<$TC_DP3[TN,1]<<″TOOL_LENGTH_BASE:″<<$TC_DP21[TN,1]);显示刀长、刀具长度补偿值
IFTC_BASE_MAX<$TC_DP21[TN,1]GOTOFLABEL1;程序规定的刀具长度补偿最大值小于操作者输入值,跳到LABEL1,显示错误,报警,停止加工
ENDIF
IF$TC_DP21[TN,1]<TC_BASE_MINGOTOFmBEL1;如果操作者输入值小于程序规定的刀具长度补偿最小值,跳到LABEL1,显示错误,报警,停止加工
ENDIF
RET;操作者输入值正确,返回主程序继续加工
LABEL1∶
MSG(″TOOL_LENGTH_BASEERRClR!!!″);显示错误
SETAL(66000);报警
M02;程序结束

Claims (2)

1.一种确保加工指令信息正确的数控加工方法，基于西门子810D和840D数控系统；在使用刀具补偿的数控加工程序中增加一个设定允许输入刀补值大小的合理范围的限制环节；
当刀具补偿指令为在刀具半径补偿时，满足下述要求：
(1)根据机床刀具的管理方式,用GETSELT()指令为当前加工程序中主轴选择的刀具提供T编号，读取刀具的补偿数据,分为两种情况:
a)当采用刀具命名进行管理的方式时,如T＝“T_D8R0.5”,GETSELT()的调用方式为GETSELT(TN)；
b)当采用刀具编号进行管理的方式时,如T1,GETSELT()的调用方式为GETSELT(1)；
(2)在程序进行切削前,通过调用刀具半径补偿指令$TC_DP6,读取机床中的刀补值,与程序中的刀补区域上下值进行比较,操作者输入值在程序设定值范围内,程序保持继续加工,不在程序设定的范围内,程序报警、停止加工；刀补值区域的设定方式具体为：
a)上限设定,加工的类型为封闭区域和半封闭区域时,上限为轮廓最窄处的尺寸大小减去刀半径,加工的类型为开阔区域时,上限为加工余量大小值；
b)下限设定为刀具的半径减去零件公差；
在运行数控程序时，通过调用刀具补偿指令读取手动输入的加工数值并将其与预先指定的上下限范围进行比较，当输入值在所指定的上下限范围内时程序继续加工，当输入值在所指定的上下限范围之外时程序报警并停止加工；
其特征在于：当刀具补偿指令为在刀具半径补偿时，满足下述要求：
在刀具半径补偿数控程序中,预先根据选用的刀具尺寸,结合加工方案,通过刀具半径补偿参数变量$TC_DP6,将相应的补偿值通过程序参数赋予机床,取代操作者手工输入。
2.按照权利要求1所述确保加工指令信息正确的数控加工方法，其特征在于：
刀补值区域的设定方式为:上限设定为零件的最大加工余量；下限设定为零件公差减去零件的让刀量；
零件公差的选取满足下述要求：外轮廓位加工为下公差,内轮廓加工为上公差；
让刀量：要求根据加工零件的材料、加工部位的刚性来决定,首次设定不超过0.05mm。
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