CN111552229B - 单机免算点与自动找正加工方法 - Google Patents

单机免算点与自动找正加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于数控加工技术领域，具体地涉及单机免算点与自动找正加工方法。本发明的目的在于提供单机免算点自动找正加工方法，通过使用自制测头采点程序，及根据不同加工要求设计的计算公式。实现点位采集和坐标系偏移角度点位的自动计算。以解决目前生产准备过程中人工点位找正计算偏移量，易有误差及效率慢的技术问题。数控加工中心使用测头找正后直接输入设备操作系特定区域，实现自动生成所需参数，程序自动读取，不需人为干预，降低了出错率，节省了时间，提高了生产效率。

Description

单机免算点与自动找正加工方法
技术领域
本发明属于数控加工技术领域，具体地涉及单机免算点与自动找正加工方法。
背景技术
对于航空机匣产品，很多异型零件需要通过孔系位置，来计算工件实际坐标系与理论坐标系的坐标和角度的偏移量。传统方法首先使用杠杆百分表进行点位找正，再通过CAM软件输入理论座标和实际座标，最后计算出坐标偏移角度及偏移量。计算输出后的结果还需人工调教机床的参数，输入、输出均为手工操作易出错，且整个过程繁琐。需要一种带有点位自动采集与计算功能的程序，自动进行点位找正计算并输入，使生产准备自动化，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供单机免算点自动找正加工方法，通过使用自制测头采点程序，及根据不同加工要求设计的计算公式。实现点位采集和坐标系偏移角度点位的自动计算。
以解决目前生产准备过程中人工点位找正计算偏移量，易有误差及效率慢的技术问题。
技术方案
单机免算点与自动找正加工方法
包括如下步骤：
1)在机床上使用点位采集工具进行点位采集，并输入指定参数中；
步骤一 使用点位采集装置采集点位
步骤二 输入机床指定参数中以便后续调用。
2)使用三点计算中心及旋转角度子程序对工件进行计算。这种方式主要应用于工件放置于机床后。编程中心点D(Dx，Dy)，是三个基准孔的孔心构成虚拟圆的圆心。而这三个孔的中心点为，实际点A(Ax，Ay)实际点B(Bx，By)实际点C(Cx，Cy)。通过图纸得知理论点A与水平夹角角γ1，理论点B与水平夹角角γ2，理论点C与水平夹角角γ3。计算出实际点A与水平夹角角β1，实际点B与水平夹角角β2，实际点C与水平夹角角β3。以及要求的实际编程中心D点(Dx,Dy)和平均旋转角度μ。
计算公式内容
圆心Dx等于(Bx平方+By平方-Cx平方-Cy平方)*Ay+(Cx平方+Cy平方-Ax平方-Ay平方)*By+(Ax平方+Ay平方-Bx平方-By平方)*Cy)除以((Cy-Ay)*Ax+(Ay-Cy)*Bx+(By-Ay)*Cx)*2圆心Dy等于(Cx平方+Cy平方-Bx平方-Cy平方)*Ay+(Ax平方+Ay平方-Cx平方-Cy平方)*By+(Bx平方+By平方-Ax平方-Ay平方)*Cy)除以((Cy-Ay)*Ax+(Ay-Cy)*Bx+(By-Ay)*Cx)*2
实际角度β1等于ATAN2(Ay-Dy,Ax-Dx)
实际角度β2等于ATAN2(By-Dy,Bx-Dx)
实际角度等β3于ATAN2(By-Dy,Bx-Dx)
平均旋转角度μ等于((γ1-β1)+(γ2-β2)+(γ3-β3))/3
实际长度BD线长度等于SQRT((B点Y值-D点Y)平方+(B点X-D点X)
通用系统使用步骤：
步骤一 添加可参数传递的宏程序指令
步骤二 通过变量添加理论坐标值
步骤三 给定要引用的零点偏执代码
运行程序后角度将输出固定位置以便在主程序中调用
角度输出R2即为旋转角度在程序中使用ROT即可进行旋转
3)通过系统变量将计算后的旋转角度和中心偏置点位自动带入机床对应参数中；之后便可使后续的加工程序在正确的位置加工，实现自动算点找正。
所述1)步骤一中使用FANUC系统中的高速跳转指令(SIEMENS系统中的测量指令)编制点位测量程序。
所述1)步骤二中使用参数传递功能使测量后的点位传递至指定机床参数中，以便后续计算子程序调用。
所述2)步骤一中点位计算公式根据系统进行子程序化
所述2)步骤一中通过数控系统参数传递功能使子程序指令化
所述1)中通用系统运用模式以Siemens系统为例使用如下：
Extern L910(REAL,REAL,REAL)
使用L910测量三点分别输入至G55、G56、G57
所述2)中通用系统运用模式以Siemens系统为例使用如下：
理论1点水平夹角输入R22理论2点水平夹角输入R23理论3点水平夹角输入R24之后直接执行L2045计算后点位直接输出至G54中心平均角向输出至R2，R2在程序带入直接旋转即可
所述3)中使用数控系统变量将子程序计算的结果自动的输入至机床系统中
所述2)步骤一计算程序中角度的计算使用ATAN2(Y,X)。这是西门子和FANUC识别的一种用于计算点位相对于水平夹角的函数。
所述2)步骤一计算程序中计算BD线长度即为三点构成的圆的半径是否与图纸一致。
技术效果
数控加工中心使用测头找正后直接输入设备操作系特定区域，实现自动生成所需参数，程序自动读取，不需人为干预，降低了出错率，节省了时间，提高了生产效率。
附图说明
图1为本自动找正加工方法公式图；
图2为本自动找正加工方法构成图；
图3为本自动找正加工方法流程图。
具体实施方式
首先移动测头至需要找正的孔大概中间位置
MDI中调用自制测头程序
Siemens系统：
Extern L910(REAL,REAL,REAL)
L910(测量直径，速度，输入偏置零点)
之后对三点位进行测量例如第一点位A输入G55第二点位输入G56第三点输入G57被测孔径为50速度为100
则两段测量程序为
L910(50,100,2)
L910(50,100,3)
L910(50,100,4)
后台执行的自制子程序如下：
PROC L910(REAL CRD,REAL JGF,REAL LDG)SAVE定义子程序参数
R2＝CRD；celiang banjing对变量赋值
R3＝JGF；sudu对变量赋值
R4＝LDG；lingdian对变量赋值
R2＝R2/2对变量赋值
R60＝$AA_IM[X]使用系统变量对当前坐标进行提取
R61＝$AA_IM[Y]使用系统变量对当前坐标进行提取
R62＝$AA_IM[Z]使用系统变量对当前坐标进行提取
SPOS＝0主轴定向
MEAS＝1 SUPA G1 X＝R60+R2 F＝R3使用MEAS功能进行点位测量
STOPRE记录
G91增量模式
SUPA G1 X＝-1.5 F100回退
MEAS＝1 SUPA G1 X＝2 F＝100使用MEAS功能进行点位再次测量
STOPRE记录
R10＝$AA_MM1[X]提取单向点位值
G90 SUPA G1X＝R60 F＝R3移动至中心位置
STOPRE
G4 F1
SPOS＝180主轴旋转180°
G4 F1暂停
MEAS＝1 SUPA G1 X＝R60-R2 F＝R3使用MEAS功能进行点位测量
STOPRE之后同上
G91
G1 SUPA X＝1.5 F100
MEAS＝1 SUPA G1 X＝-2 F100
STOPRE
L900
R20＝$AA_MM1[X]
R11＝(R20+R10)/2X方向两点测量完后计算中点
G4 F1
G90 SUPA G1 X＝R11 Y＝R61 F＝R3之后同上测量Y方向
G4 F1
SPOS＝0
G4 F1
MEAS＝1 SUPA G1 Y＝R61+R2 F＝R3
STOPRE
G91
SUPA G1 Y＝-1.5 F100
MEAS＝1 SUPA G1 Y＝2 F100
STOPRE
L900
R30＝$AA_MM1[Y]
G90 SUPA G1 Y＝R61 F＝R3
STOPRE
G4 F1
SPOS＝180
G4 F1
G90
MEAS＝1 SUPA G1 Y＝R61-R2 F＝R3
STOPRE
G91 G1 SUPA Y＝1.5 F100
MEAS＝1 SUPA G1 Y＝-2 F100
STOPRE
L900
R40＝$AA_MM1[Y]
R12＝[R30+R40]/2计算Y方向中心位置
G90 SUPA G1 X＝R11 Y＝R12 F＝R3移动至中心位置
$P_UIFR[R5,X,TR]＝R11对机床参数中操作者需要赋值的零点偏置X位置进行赋值
$P_UIFR[R5,Y,TR]＝R12对机床参数中操作者需要赋值的零点偏置Y位置进行赋值
M17
之后加工程序前填加计算指令
程序头加入
R22＝
R23＝
R24＝
L2045
执行即可G54将自动输入需要的中心R2为平均旋转角度
后台执行子程序如下：
PROC L2045 SAVE对子程序定义并保存
DEF REAL_R2,_R3,_R4,_R5,_R6,_R7,_R8,_R9,_R10,_R1对子程序中使用的变量定义
DEF REAL_R12,_R13,_R14,_R15,_R16,_R17,_R18,_R19,_R11对子程序中使用的变量定义
DEF REAL_R20,_R21,_R22,_R23,_R24,_R25,_R26,_R27,_R28使用自定义的程序变量可以有效避免主程序中的变量冲突
_R1＝$P_UIFR[2,X,TR]；X1对点位进行采集
_R2＝$P_UIFR[2,Y,TR]；Y1对点位进行采集
_R3＝$P_UIFR[3,X,TR]；X2对点位进行采集
_R4＝$P_UIFR[3,Y,TR]；Y2
_R5＝$P_UIFR[4,X,TR]；X3
_R6＝$P_UIFR[4,Y,TR]；Y3
_R7＝_R1*_R1+_R2*_R2公式较长这里对部分数据进行分解计算
_R8＝_R3*_R3+_R4*_R4
_R9＝_R5*_R5+_R6*_R6
_R10＝(_R6-_R4)*_R1+_(R2-_R6)*_R3+(_R4-_R2)*_R5
_R11＝((_R8-_R9)*_R2+(_R9-_R7)*_R4+(_R7-_R8)*_R6)/(2*_R10)；SHI JI XINX计算出圆心坐标
R12＝((_R9-_R8)*_R1+(_R7-_R9)*_R4+(_R8-_R7)*_R5)/(2*_R10)；SHI JI XINY计算出圆心坐标
；R13＝LX1
；R14＝LY1
；R15＝LX2
；R16＝LY2
；R17＝LX3
；R18＝LY3
_R19＝ATAN(_R2-_R12)/(_R1-_R11)；SJ1 1点水平夹角
_R20＝ATAN(_R4-_R12)/(_R3-_R11)；SJ2 2点水平夹角
_R21＝ATAN(_R6-_R12)/(_R5-_R11)；SJ3 3点水平夹角
；R22LU1
；R23LU2
；R24LU3
_R25＝((_R19-R22)+(_R20-R23)+(_R21-R24))/3平均旋转角度
_R26＝SQRT((_R2-_R12)*(_R2-_R12)+(_R1-_R11)*(_R1-_R11))
_R27＝SQRT((_R4-_R12)*(R4-R12)+(R3-R11)*(_R3-_R11))
_R28＝SQRT((_R6-_R12)*(_R6-_R12)+(_R5-_R11)*(_R5-_R11))
R2＝_R25角度输出
$P_UIFR[1,X,TR]＝_R11将需要偏置的点位数据输入对应的系统参数中
$P_UIFR[1,Y,TR]＝_R12将需要偏置的点位数据输入对应的系统参数中
M17子程序结束。

Claims (7)

1.单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在机床上使用点位采集工具进行点位采集，并输入指定参数中；
步骤一：使用点位采集装置采集点位；
步骤二：输入机床指定参数中以便后续调用；
2)使用三点计算中心及旋转角度子程序对工件进行计算；这种方式应用于工件放置于机床后；编程中心点D(Dx，Dy)，是三个基准孔的孔心构成虚拟圆的圆心；而这三个孔的中心点为实际点A(Ax，Ay)、实际点B(Bx，By)、实际点C(Cx，Cy)；通过图纸得知理论点A与水平夹角角γ1，理论点B与水平夹角角γ2，理论点C与水平夹角角γ3；计算出实际点A与水平夹角角β1，实际点B与水平夹角角β2，实际点C与水平夹角角β3；以及
要求的实际编程中心D点(Dx,Dy)和平均旋转角度μ；
计算公式内容：
圆心Dx等于(Bx平方+By平方-Cx平方-Cy平方)*Ay+(Cx平方+Cy平方-Ax平方-Ay平方)*By+(Ax平方+Ay平方-Bx平方-By平方)*Cy)除以((Cy-Ay)*Ax+(Ay-Cy)*Bx+(By-Ay)*Cx)*2；
圆心Dy等于(Cx平方+Cy平方-Bx平方-Cy平方)*Ay+(Ax平方+Ay平方-Cx平方-Cy平方)*By+(Bx平方+By平方-Ax平方-Ay平方)*Cy)除以((Cy-Ay)*Ax+(Ay-Cy)*Bx+(By-Ay)*Cx)*2；实际角度β1等于ATAN2(Ay-Dy,Ax-Dx)；
实际角度β2等于ATAN2(By-Dy,Bx-Dx)；
实际角度β3等于ATAN2(By-Dy,Bx-Dx)；
平均旋转角度μ等于((γ1-β1)+(γ2-β2)+(γ3-β3))/3；
实际长度BD线长度等于SQRT((By-Dy)平方+(Bx-Dx)平方)；
通用系统使用步骤：
步骤一：添加可参数传递的宏程序指令；
步骤二：通过变量添加理论坐标值；
步骤三：给定要引用的零点偏置代码；
运行程序后角度将输出固定位置，以便在主程序中调用；角度输出R2即为旋转角度，在程序中使用ROT即可进行旋转；
3)通过系统变量将计算后的旋转角度和中心偏置点位自动带入机床对应参数中；之后便可使后续的加工程序在正确的位置加工，实现自动算点找正。
2.根据权利要求1所述的单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，所述1)步骤一中使用FANUC系统中的高速跳转指令编制点位测量程序。
3.根据权利要求1所述的单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，所述1)步骤二中使用参数传递功能使测量后的点位传递至指定机床参数中，以便后续计算子程序调用。
4.根据权利要求1所述的单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，所述2)步骤一中点位计算公式根据系统进行子程序化。
5.根据权利要求1所述的单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，所述2)步骤一中通过数控系统参数传递功能使子程序指令化。
6.根据权利要求1所述的单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，所述3)中使用数控系统变量将子程序计算的结果自动的输入至机床系统中。
7.根据权利要求1所述的单机免算点与自动找正加工方法，其特征在于，所述2)步骤一计算程序中计算BD线长度即为三点构成的圆的半径是否与图纸一致。
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