CN104959633A - 走心机对刀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一走心机对刀方法，所述走心机对刀方法先将机床机械坐标移动到对刀点，再安装刀具，调整刀具与工件外径表面接触，然后固定刀具，对刀方式更加灵活，刀具安装更加方便。所述走心机对刀方法通过宏程序控制，能够实现走心机的快速对刀，对刀过程操作简单，并且用户可以自行规划路径，对刀更加高效合理，缩短用户调机时间。
Description
技术领域
本发明涉及一走心机对刀方法，更准确的说是一种利用宏程序的走心机对刀方法。
背景技术
数控走心机是一种双通道双工位的精密加工车床，所述走心机支持安装多种刀具且可以同时安装多个刀具。所述走心机具有一主轴区及一副轴区，所述主轴区及所述副轴区上均具有多个刀具安装位(简称刀位)。所述主轴区和所述副轴区可以同时工作，所述主轴区与所述副轴区多方位的加工方式可以满足多种加工需求，同时加工效率也大大高于普通数控车床。由于所述走心机的刀具种类丰富且数量较多，如何高效地安装和调用刀具就成为了关键的技术点。
数控走心机的所述主轴区和副轴区一般具有多个刀位，所述主轴区具有多个车刀刀位，多个动力刀位，以及多个镗刀刀位。所述副轴区具有多个动力刀位，至少一个接料刀位，以及至少一个出料刀位。所述主轴区与所述副轴区的各个刀位上均可以安装与之对应种类的刀具。
目前常用的对刀方法一般按照如下步骤进行：首先固定好刀具，再用程序调用该刀具，然后用手轮模式控制刀尖移动到工件的外径表面接触，最后采用刀具测量的功能完成对刀的过程。由于所述走心机上安装的刀具数量较多，而且每一把刀都需要按照上述方法进行操作，对刀方式比较麻烦，耗时长，效率低下。上述方法由于采用系统默认的调刀方式，只能按照固定路径移动，调刀动作不灵活。并且目前常用的走心机对刀主要采用人工操作的方式，由于走心机上的刀具种类及数量都比较多，对刀所需的时间较长，效率较低，人工操作时间长容易疲劳，造成失误率增加。常用的走心机对刀方法在固定刀具之后再进行对刀操作，刀具在移动过程中路径会受到突出刀具的限制，在刀位对齐的情况下需要对已经安装在刀位上的刀具进行拆卸来完成刀具刀尖的调整，调用刀具与调整刀具的过程较为复杂，耗时较长，效率低下。
发明内容
本发明的一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法的步骤为先把机床机械坐标移动到对刀点，再把刀具装上并接触到工件外径表面，然后固定刀具，缩短用户调机时间，提高对刀效率。
本发明的另一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法的步骤为先把机床机械坐标移动到对刀点，再把刀具装上并接触到工件外径表面，然后固定刀具，调刀方式灵活，移动路径可以根据需要规划。
本发明的另一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法中的换刀步骤由一宏程序控制，可以实现走心机的快速对刀。
本发明的另一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法中的换刀步骤由一宏程序控制，在刀粒更换后可以直接使用，无需再次进行对刀等操作。
本发明的另一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法中的换刀步骤由一宏程序控制，操作简单，使用方便快捷。
本发明的另一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法中的换刀步骤由一宏程序控制，换刀动作流程更加有效合理。
本发明的另一个目的在于提供走心机对刀方法，所述走心机对刀方法中的换刀步骤由一宏程序控制，能够实现安全退刀、动力刀具方向转换以及公英制通用的功能，具有更加强大的可扩展性。
为了实现上述目的，本发明提供一种应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述对刀方法包括以下步骤：
(A)在一工件上选取一对刀基准；
(B)移动所述走心机的机械坐标，以使所述走心机的机械坐标对应于所述对刀基准；
(C)安装一刀具至所述走心机的机械坐标，以使所述刀具与所述工件的外表面接触；以及
(D)固定所述刀具至所述走心机的机械坐标。
优选地，所述步骤(B)由一宏程序控制完成，且所述宏程序包括以下步骤：
(B2)移动机械坐标到设定点；
(B3)设定所述走心机的工件原点；
(B4)移动机械坐标到换刀点。
优选地，所述步骤(B2)包括计算刀具号码。
优选地，所述步骤(B2)包括计算刀具补偿编号。
优选地，所述步骤(B2)包括设定X轴退到安全点。
优选地，所述步骤(B2)之前还包括一步骤(B1):备份所述走心机状态。
优选地，所述步骤(B1)包括清零工件坐标系。
优选地，所述步骤(B1)包括备份模态。
优选地，所述步骤(B1)包括禁止单段功能。
优选地，所述步骤(B1)包括备份刀具号码。
优选地，所述步骤(B1)包括在刀具号码不正确的情况下发出警报。
优选地，所述步骤(B4)之后还包括一步骤(B5):恢复走心机状态备份。
优选地，所述步骤(B5)包括恢复模态。
优选地，所述步骤(B5)包括恢复单段功能。
附图说明
图1为所述走心机的所述主轴区上的刀位编号及刀位位置示意图。
图2为所述走心机的所述副轴区上的刀位编号及刀位位置示意图。
图3为所述走心机的数控系统位置坐标输入界面示意图。
图4为所述走心机的对刀步骤流程示意图。
图5为所述走心机换刀用宏程序的流程示意图。
图6为所述走心机换刀用宏程序中所述步骤B1的流程示意图。
图7为所述走心机换刀用宏程序中所述步骤B2的流程示意图。
图8为所述走心机换刀用宏程序中所述步骤B5的流程示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
如图1所示为所述走心机的所述主轴区10的刀位编号及位置示意图，可见所述主轴区10具有6个车刀刀位11，其中所述车刀刀位11的编号分别为T01、T02、T03、T04、T05、T06，4个动力刀位12，其中所述动力刀位12的编号分别为T07、T08、T09、T10，以及5个镗刀刀位13，其中所述镗刀刀位13的编号分别为T41、T42、T43、T44、T45。如图2所示为所述数控走心机的所述副轴区20的刀位编号及位置示意图，可见所述副轴区具有6个动力刀位21，其中所述动力刀位21的编号分别为T22、T23、T24、T25、T26、T27，1个接料刀位22，其中所述接料刀位22编号为T21，以及1个出料刀位23，其中所述出料刀位23编号为T28。
上述每个刀位的坐标位置均通过如图3所示的位置坐标输入界面输入到数控系统之中。每类刀位的运动轨迹不同，位于所述主轴区10上的所述车刀刀位11沿Y轴方向运动，从而所述车刀刀位11具有Y轴位置坐标值；位于所述主轴区10上的所述动力刀位12同样沿Y轴方向运动，从而所述动力刀位12具有Y轴位置坐标值；位于所述主轴区10上的所述镗刀刀位13可以沿Y轴方向及X轴方向运动，从而所述镗刀刀位13同时具有Y轴位置坐标值及X轴位置坐标值；位于所述副轴区20上的所述动力刀位21，所述接料刀位22以及所述出料刀位23沿X轴方向运动，从而所述动力刀位21，所述接料刀位22以及所述出料刀位23具有X轴位置坐标值。上述位置坐标值数据由机床制造厂设置，更改权限不对用户开放，从而可以防止因数据异常改变而产生的安全隐患。
如图4所示为本发明的较佳实施例的走心机对刀方法的流程图，对刀步骤一般包括：
A.在一工件上选取一对刀基准；
B.移动所述走心机的机械坐标，以使所述走心机的机械坐标对应于所述对刀基准；
C.安装一刀具至所述走心机的机械坐标，以使所述刀具与所述工件的外表面接触；
D.固定所述刀具至所述走心机的机械坐标。
需要注意的是，走心机对刀的过程需要先将所述工件在所述走心机上装夹固定，之后开始进行对刀操作。根据所述工件的加工需求，在所述工件上选取一对刀基准，作为对刀过程中的参照。所述走心机的机械坐标为选定了所述走心机需要对刀的刀位之后所述刀位的坐标，即需要对刀刀位的坐标。移动所述走心机的机械坐标与所述对刀基准对齐即是移动所述刀位与所述对刀基准对齐。
在用户进行操作之前需要先确定所使用的刀具编号以及材料的尺寸。下述对刀过程以T02号刀位所安装刀具加工材料外径20mm的对刀为例，主要步骤包括：
1.在需要加工的材料上选取一对刀基准；
2.在MDI(手动数据输入)模式下执行程序T0202；G0X20.0，移动所述走心机的T02刀位，以使所述走心机的T02刀位对应于所述对刀基准；
3.安装一刀具至所述走心机的T02刀位，以使所述刀具与所述工件的外表面接触；
4.固定所述刀具至所述走心机的T02刀位。
其中所述步骤2的主要作用是将所述刀位T02移动到对刀位置，在所述步骤3和步骤4中将刀具安装在所述刀位T02上。整个流程先将所述走心机机械坐标移动到对刀点，再把刀具装上并接触到工件表面，然后固定刀具，无需考虑安装刀具后的路径规划问题，缩短了用户的调机时间，提高了对刀效率，调刀方式更加灵活，移动路径可以根据需要规划。
达到上述效果关键就在于所述步骤B使用一宏程序T0000对动作进行控制完成。所述宏程序T0000通过调用多个子程序可以实现走心机的有效对刀，主要作用于换刀过程。
如图5所示为本发明的较佳实施例的走心机对刀方法所采用的宏程序T0000的流程图，主要包括以下步骤：
B1.备份走心机状态；
B2.移动所述刀位到设定点；
B3.设定走心机工件原点；
B4.移动所述刀位到换刀点；
B5.恢复走心机状态备份。
其中，如图6所示，所述步骤B1中的备份走心机状态具体包括B11.清零工件坐标系、B12.备份模态、B13.禁止单段功能、B14.备份刀具号码以及B15.刀具号码不正确报警。完成上述动作需要对变量进行赋值，更准确地说是将系统变量的值赋予局部变量。所述局部变量常见的包括#30，#31，#32等，所述系统变量常见的包括#1000，#1002，#1004等，所述宏程序将所述系统变量写入所述局部变量，就完成了所述步骤B1中的备份走心机状态。具体对所述系统变量进行赋值的典型程式包括B12.备份模态：#30:＝#1000；#31:＝#1002；#32:＝#1004；刀具号码备份：#35:＝#1036；刀具号码不正确报警：IF(#1036>9999)THENALARM(6)；END_IF；B13.禁止单段功能：#36:＝#1502。所述系统变量在所述宏程序的后续步骤中会发生变化，通过所述步骤B1可以将所述走心机在执行所述宏程序之前的状态进行备份，防止因为系统状态变化造成加工程式错乱，引发意外。其中，在单段功能开启的情况下，按一次启动按钮程序行只会往下执行一行，按一次执行一行；取消单段功能时，按下启动按钮程序将连续往下执行直到遇到停止指令。在执行所述宏程序T0000时禁止单段功能，使得在执行所述宏程序T0000期间，即使按下单段按钮，单段功能也不会被启用，这样可以确保所述宏程序T0000连贯地执行。
如图7所示，所述步骤B2中的移动机械坐标到设定点包括以下步骤：B21.计算刀具号码、B22.计算刀具补偿编号以及B23.设定X轴退到安全点。所述步骤B21中的刀具号码使用局部变量#33，所述步骤B22中的刀具补偿编号使用局部变量#34，计算刀具号码和计算刀具补偿编号需要用到IF语句，通过对刀具编号系统变量#1036的值的判断，可以对刀具号码的局部变量#33及刀具补偿编号的局部变量#34进行赋值。当系统变量#1036的值不小于100时，刀具号码的局部变量#33为#1036/100，刀具补偿编号的局部变量#34为#1036MOD 100；当系统变量#1036的值小于100时，刀具号码的局部变量#33为#1036，刀具补偿编号的局部变量#34也为#1036。所述步骤B23中的设定X轴退到安全点需要使用G53语句。移动机械坐标到设定点需要使用G53指令，由于在X轴方向位置确定，所以在X轴方向G53指令为G53X1＝60.0；在Y轴方向G53指令为G53Y(10152/1000.)。通过所述步骤B2中的移动所述刀位到设定点，所述走心机的刀位会与材料对齐。
所述步骤B3中的设定走心机工件原点采用G10L2P1X(X轴坐标值)Y(Y轴坐标值)的指令来完成，G10L2P1XY指令的典型程式为G10L2P1Y(10152/1000.)，需要注意的是排刀X轴不需要设定工件坐标值。
所述步骤B4中的移动所述刀位到换刀点是移动到设定的工件坐标值为0的位置，由于数控系统中刀补的执行必须在相应的轴运动时才会生效，所以在宏程序中添加了快速定位到工件坐标系原点的指令，能够确保让刀补数据执行。所述步骤B4中的移动所述刀位到换刀点首先需要检测刀具号码的局部变量#33和刀具补偿编号的局部变量#34，当刀具补偿编号的局部变量#34不大于0且刀具号码的局部变量#33不小于1且不大于10时，执行指令G90G00Y0将坐标移动到设定的工件坐标值为0的位置，即换刀点。
如图8所示，所述步骤B5中的恢复走心机状态备份包含以下步骤：B51.恢复模态和B52.恢复单段功能。在所述步骤B1中备份到局部变量中的系统变量在所述步骤B5中再次还原到系统变量中，包括所述步骤B51恢复模态：#1000:＝#30；#1002:＝#31；#1004:＝#32；恢复刀具号码：#1036:＝#35；以及所述步骤B52恢复单段功能。
由于动力刀具的机械结构在驱动电机工作时，相邻的两个方向相反，但是指令规定了该刀具的方向，所以需要根据刀位号码来矫正刀具的旋转方向，以符合用户的习惯。刀具反向对应的PLC信号通过控制逻辑最终实现，同一指令刀具的旋转方向一致。
通过所述宏程序T0000的控制，所述走心机的换刀过程减少了人工操作，设定参数后所述走心机能够自行进行对刀操作，操作更加简单，对刀过程更加便捷。并且在对刀过程中，所述宏程序所具有的备份，恢复及报警等功能使得对刀过程更加安全，用户在进行操作的过程中能够更加直观地了解对刀的进度状态。由于使用所述宏程序T0000控制换刀操作，用户可以自行规划刀具移动路径，更加高效合理地使用所述走心机。所述宏程序T0000备份了数控系统在调用所述宏程序T0000之前的状态，在执行完所述宏程序T0000之后，再将数控系统恢复到调用所述宏程序T0000之前的状态。由于使用所述宏程序T0000对所述走心机进行控制，通过对所述宏程序T0000的修改，可以进一步增加所述宏程序T0000的功能，从而使得所述走心机的操作更加方便，更加容易上手，加工效率更高，调机所需时间更短，能够更快进行生产加工。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (14)
1.一种应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述对刀方法包括以下步骤：
(A)在一工件上选取一对刀基准；
(B)移动所述走心机的机械坐标，以使所述走心机的机械坐标对应于所述对刀基准；
(C)安装一刀具至所述走心机的机械坐标，以使所述刀具与所述工件的外表面接触；以及
(D)固定所述刀具至所述走心机的机械坐标。
2.如权利要求1所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B)由一宏程序控制完成，且所述宏程序包括以下步骤：
(B2)移动机械坐标到设定点；
(B3)设定所述走心机的工件原点；
(B4)移动机械坐标到换刀点。
3.如权利要求2所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B2)包括计算刀具号码。
4.如权利要求2所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B2)包括计算刀具补偿编号。
5.如权利要求2所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B2)包括设定X轴退到安全点。
6.如权利要求2所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B2)之前还包括一步骤(B1):备份所述走心机状态。
7.如权利要求6所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B1)包括清零工件坐标系。
8.如权利要求7所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B1)包括备份模态。
9.如权利要求8所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B1)包括禁止单段功能。
10.如权利要求9所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B1)包括备份刀具号码。
11.如权利要求10所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B1)包括在刀具号码不正确的情况下发出警报。
12.如权利要求11所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B4)之后还包括一步骤(B5):恢复走心机状态备份。
13.如权利要求12所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B5)包括恢复模态。
14.如权利要求13所述的应用于走心机的对刀方法，其特征在于，所述步骤(B5)包括恢复单段功能。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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