CN109648368A - 一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法 - Google Patents

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    • B23Q23/00—Arrangements for compensating for irregularities or wear, e.g. of ways, of setting mechanisms

Abstract

本发明公开了一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，属于数控加工技术领域，包括以下步骤：步骤S1：在工件不同侧面上分别加工出用于确定工件坐标系的三个基准边以及一个基准面；步骤S2：在安装有工件的旋转工作台处于0°位置时，确定第一工件坐标系；步骤S3：旋转工作台处于旋转90°状态时，用机床探头测量相对互平行的两个基准边之间的厚度L；步骤S4：旋转工作台处于旋转180°状态时，确定第二工件坐标系；所述第二工件坐标系与第一工件坐标系为同一工件原点。本发明能够保证高精度的对多面复杂工件的数控加工精度，实现对工件的高质量、高效率及自动化的数控加工。

Description

一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，具体的说，是一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法。
背景技术
目前，机械加工正在大规模由普通加工向数控自动化加工转变，数控加工自动化技术的高速发展，使得数控加工生产企业不断追求高质量、高效率的数控自动化加工方法。在机械制造领域，尤其是飞机航空结构件的数控加工过程中，高精度多面复杂工件难以一次完成数控加工，高质量、高效率及自动化数控加工过程就更以实现了。高精度多面复杂工件经常会出现工件表面接刀台阶多造成表面质量与粗糙度低，壁厚不均匀其尺寸公差难以保证；卧式五轴数控加工设备在加工高精度多面复杂工件时通常使用单一工件加工坐标系进行数控加；但是现有技术主要存在以下缺点：
1、无法消除卧式五轴数控加工设备的旋转工作台的回转误差，造成工件表面质量与粗糙度差，壁厚不均匀其尺寸公差难以保证，数控加工效率也不高。
2、工件在进行数控加工的回转过程中安全性较低，易出现加工刀具或机床主轴与工件干涉情况，造成工件质量或设备安全事故。
发明内容
本发明的目的在于解决以上技术问题，提供一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，能够保证高精度的对多面复杂工件的数控加工精度，实现对工件的高质量、高效率及自动化的数控加工。
本发明通过下述技术方案实现：
一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，包括以下步骤：
步骤S1：在工件不同侧面上分别加工出用于确定工件坐标系的三个基准边以及一个基准面；
步骤S2：在安装有工件的旋转工作台处于0°位置时，确定第一工件坐标系；
步骤S3：旋转工作台处于旋转90°状态时，用机床探头测量相对互平行的两个基准边之间的厚度L；
步骤S4：旋转工作台处于旋转180°状态时，确定第二工件坐标系；所述第二工件坐标系与第一工件坐标系为同一工件原点。
为了更好的实现本发明，进一步地，三个所述的基准边分别为第一基准边、第二基准边、第三基准边；所述第一基准边与第二基准边的相交处为工件原点。
为了更好的实现本发明，进一步地，确定第一工件坐标系的方法采用以下步骤：
步骤S21：用机床探头在第一基准边上取两个基准点找直工件，用旋转工作台的旋转对工件的直线度进行补偿，并确定第一工件坐标系的Z坐标位置；
步骤S22：在第一基准边上取1个基准点确定第一工件坐标系的X坐标位置；
步骤S23：在基准面上取1个基准点确定第一工件坐标系的Y坐标位置。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述步骤S4主要包括以下步骤；
步骤S41：用第二基准边上的基准点确定第二工件坐标系的X坐标位置:；
步骤S42：以基准面上取的基准点确定第二工件坐标系的Y坐标位置；
步骤S43：以第三基准边上所取厚度L的基准点坐标值减去厚度L，得到第二工件坐标系的Z坐标位置。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述旋转工作台为卧式五轴数控加工设备的工作台，且工件通过装夹工装安装在旋转工作台上。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明能够提高对多面复杂工件的数控加工精度和加工质量。
（2）本发明能够通过对加工工件的一次装夹，就可完成多面复杂工件的数控加工，提高了数控加工的生产效率。
（3）本发明充分利用了数控机床与控制系统的自带功能，使用机床所配备的探头在宏程序的控制下自动设置工件的加工坐标系。
附图说明
图1为本发明的旋转工作台处于0°状态的结构示意图；
图2为本发明的旋转工作台处于180°位置时的结构示意图。
其中：1-旋转工作台；2-装夹工装；3-工件；4-第一工件坐标系；5-第二工件坐标系；6-工件原点；7-第一基准边；8-第二基准边；9-第三基准边；10-基准面。
具体实施方式
结合附图1和图2所示，一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，包括以下步骤：
步骤S1：在工件3不同侧面上分别加工出用于确定工件坐标系的三个基准边以及一个基准面10；
步骤S2：在安装有工件3的旋转工作台1处于0°位置时，确定第一工件坐标系4；
步骤S3：旋转工作台1处于旋转90°状态时，用机床探头测量相对互平行的两个基准边之间的厚度L；
步骤S4：旋转工作台1处于旋转180°状态时，确定第二工件坐标系5；所述第二工件坐标系4与第一工件坐标系5为同一工件原点6。
在对多面复杂的工件3进行加工时，可以通过设置多个工件加工坐标系进行加工；通过设定相同的X和Y坐标位置并利用厚度L（距离）能够对Z坐标位置进行修正，能够减小旋转工作台的回转误差，提高加工精度。
进一步的，作为不同实施例的优选，三个所述的基准边分别为第一基准边7、第二基准边8、第三基准边9；所述第一基准边7与第二基准边8的相交处为工件原点6。
进一步的，作为不同实施例的优选，所述步骤S2主要包括以下步骤：
步骤S21：用机床探头在第一基准边7上取两个基准点找直工件3，用旋转工作台1的旋转对工件3的直线度进行补偿，并确定第一工件坐标系4的Z坐标位置；
步骤S22：在第一基准边7上取1个基准点确定第一工件坐标系4的X坐标位置；
步骤S23：在基准面10上取1个基准点确定第一工件坐标系4的Y坐标位置。
进一步的，作为不同实施例的优选，所述步骤S4主要包括以下步骤；
步骤S41：用第二基准边8上的基准点确定第二工件坐标系5的X坐标位置:；
步骤S42：以基准面10上取的基准点确定第二工件坐标系5的Y坐标位置；
步骤S43：以第三基准边9上所取厚度L的基准点坐标值减去厚度L，得到第二工件坐标系5的Z坐标位置。
进一步的，作为不同实施例的优选，所述旋转工作台1为卧式五轴数控加工设备的工作台，且工件3通过装夹工装2安装在旋转工作台1上。
本发明的设置方法，包括以下步骤：
步骤1：在工件上加工出第一基准边7、第二基准边8、第三基准边9和基准面10；
步骤2：在卧式五轴数控加工设备的旋转工作台1上安装装夹工装2，装夹工装2上安装工件3；
步骤3：旋转工作台1在处于0°位置时，用机床探头在第一基准边7上取两个基准点找直工件3，然后以卧式五轴数控加工设备的旋转工作台1的旋转对工件的直线度进行补偿，并确定第一工件坐标系4的Z坐标位置，在第二基准边8上去一个基准点确定第一工件坐标系4的X坐标位置，然后在基准面10上取一个基准点确定第一工件坐标系4的Y坐标位置，建立第一工件坐标系4；
步骤4：使卧式五轴数控加工设备的旋转工作台1旋转90度，以机床探头测量第一基准边71与第三基准边9的厚度L，也就是距离；
步骤5：卧式五轴数控加工设备的旋转工作台1旋转180度，以第二基准边8上的基准点确定第二工件坐标系5的X坐标位置，以基准面10上取的基准点确定第二工件坐标系5的Y坐标位置，以在第三基准边9上所取第一基准边7与第三基准边9距离（厚度L）的基准点的坐标值减去其距离确定第二工件坐标系5的Z坐标位置，能够得到第二工件坐标系5。
本发明通过多个工件加工坐标系同时用于工件的加工，能够减小旋转工作台1的回转误差，提高加工的精度；通过设定一个相同的X和Y坐标位置并利用厚度L修正Z坐标位置的方法设置多个原点位置相同的工件加工坐标系，使得能够对多面较为复杂的工件3进行较高精度的加工；同时，利用了机床工作台回转定位精度保证多个加工坐标系之间相对角度的正确性。
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 (5)

1.一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：在工件不同侧面上分别加工出用于确定工件坐标系的三个基准边以及一个基准面（10）；
步骤S2：在安装有工件（3）的旋转工作台（1）处于0°位置时，确定第一工件坐标系（4）；步骤S3：旋转工作台（1）处于旋转90°状态时，用机床探头测量相对互平行的两个基准边之间的厚度L；
步骤S4：旋转工作台（1）处于旋转180°状态时，确定第二工件坐标系（5）；所述第二工件坐标系（4）与第一工件坐标系（5）为同一工件原点（6）。
2.根据权利要求1所述的一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，其特征在于：三个所述的基准边分别为第一基准边（7）、第二基准边（8）、第三基准边（9）；所述第一基准边（7）与第二基准边（8）的相交处为工件原点（6）。
3.根据权利要求2所述的一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，其特征在于：所述步骤S2主要包括以下步骤：
步骤S21：用机床探头在第一基准边（7）上取两个基准点找直工件（3），用旋转工作台（1）的旋转对工件（3）的直线度进行补偿，并确定第一工件坐标系（4）的Z坐标位置；
步骤S22：在第一基准边（7）上取1个基准点确定第一工件坐标系（4）的X坐标位置；步骤S23：在基准面（10）上取1个基准点确定第一工件坐标系（4）的Y坐标位置。
4.根据权利要求3所述的一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，其特征在于：所述步骤S4主要包括以下步骤：
步骤S41：用第二基准边（8）上的基准点确定第二工件坐标系（5）的X坐标位置:；
步骤S42：以基准面（10）上取的基准点确定第二工件坐标系（5）的Y坐标位置；
步骤S43：以第三基准边（9）上所取厚度L的基准点坐标值减去厚度L，得到第二工件坐标系（5）的Z坐标位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法，其特征在于：所述旋转工作台（1）为卧式五轴数控加工设备的工作台，且工件（3）通过装夹工装（2）安装在旋转工作台（1）上。
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