CN111552230A - 单机自动找正免算点加工方法 - Google Patents

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初宏嘉
韩跃
冯妍婷
康庚
王金铁
刘述明
李秀平
单兴东
刘琪
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明属于数控加工技术领域，具体地涉及单机自动找正免算点加工方法。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。使用这种方法对毛胚基准进行加工减少人工拉直产品所用时间。同时其中添加的十字线相交角度校验和理论点位校准，可以有效的发现找正错误或工件划线错误。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

单机自动找正免算点加工方法
技术领域
本发明属于数控加工技术领域，具体地涉及单机自动找正免算点加工方法。
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
单机自动找正免算点加工方法，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)使用四点算交点及旋转角度计算子程序，对工件进行计算。这种方法通常应用于普通毛坯划线后进行基准加工的情况，毛坯的划线一般为通过点A(Ax，Ay)点B(Bx，By)的一条直线与通过点C(Cx，Cy)点D(Dx，Dy)的另一条直线相交且他们的焦点为点L(Lx,Ly)。AB线与Y方向夹角为α，CD线与X方向夹角为β。求焦点L(Lx,Ly)和十字线与坐标系形成的平均旋转角度为角度μ。
计算公式内容
交点Lx坐标等于((点Dx-点Ax)*(点By*点Cx-点Cy*点Bx)+(点Bx-点Cx)*(点Ay*点Dx-点Dy*点Ax))/(点Cy-点By)*(点Ax-点Dx)-(点Dx-点Dy)*(点Cx-点Bx) 交点Ly坐标等于((点By-点Cy)*(点Cy*(点Ax-点Dx)+点Dy*(点Cx-点Ax)+点Ay*(点 Dx-点Cx))/(点Cy-点By)*(点Ax-点Dx)-(点Ax-点Dy)*(点Cx-点Bx)
AB线与水平夹角α等于ATAN2(点By-点Ay，点Bx-点Ax)
CD线与水平角β等于ATAN2(点Dy-点Cy，点Dx-点Cx)
坐标旋转角度μ等于((角α-90)+角β)/2
AB线与CD线间夹角等于α-β
点A在理论坐标系的的位置SQRT((Ax-Lx)*(Ax-Lx)+(Ay-Ly)*(Ay-Ly))；
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2)通用系统运用模式以Siemens系统为例使用如下：
所采点位坐标分别输入G55为点1,G56为点2,G57为点3,G58为点4.
运行L805
G54即为交点实际坐标R2为角度值，R2自动带入程序进行旋转。
所述2)步骤一计算程序中AB与CD线夹角大小可以判断两条划线的准确性。
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)步骤一计算程序中理论A点位置，在实际加工中校验A点位置是否正确可判断计算和找正的准确性。
技术效果
使用这种方法对毛胚基准进行加工减少人工拉直产品所用时间。同时其中添加的十字线相交角度校验和理论点位校准，可以有效的发现找正错误或工件划线错误。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为本自动找正方法公式图；
图2为本自动找正方法流程图。
具体实施方式
使用化针等采集工具对毛坯两条划线进行点位采集Y+方向点位输入G55,Y-方向点位输入G56 X+方向点位输入G57 X-方向点位输入G58
L805
；％
；MAOPEI
R1＝$P_UIFR[2,X,TR]；2x点位数据提取
R2＝$P_UIFR[2,y,TR]；2y
R3＝$P_UIFR[3,X,TR]；3x
R4＝$P_UIFR[3,y,TR]；3y
R5＝$P_UIFR[4,X,TR]；4x
R6＝$P_UIFR[4,y,TR]；4y
R7＝$P_UIFR[5,X,TR]；5x
R8＝$P_UIFR[5,y,TR]；5y点位数据提取
R9＝R5-R7
R10＝R2*R3-R4*R1计算公式较长对部分数据进行分解计算
R11＝R1-R3
R12＝R8*R5-R6*R7
R13＝R2-R4
R14＝R4*(R7-R5)
R15＝R6*(R3-R7)
R16＝R8*(R5-R3)
R17＝(R4-R2)*(R7-R5)-(R8-R6)*(R3-R1)
R18＝(R9*R10+R11*R12)/R17计算出中心交点X坐标
R19＝(R13*(R14+R15+R16))/R17+R4计算出中心交点Y坐标
R20＝ATAN2(R2-R4,R1-R3)计算竖直方向与水平夹角
R21＝ATAN2(R8-R6,R7-R5)计算水平方向夹角
$P_UIFR[1,X,TR]＝R18计算出交点自动输入至机床零点偏置中
$P_UIFR[1,Y,TR]＝R19计算出交点自动输入至机床零点偏置中
R23＝SQRT((R1-R18)*(R1-R18)+(R2-R19)*(R2-R19))计算出校点用于程序中校验
R2＝((R20-90)+R21)/2平均角度
R4＝R20-R21此变量正常应等于90但找正及划线的误差会是值由一定偏差当此变量偏差大于0.5时其工件划线或找正便存在误差。
R3＝R23输出校点校验点位在程序中添加点位X0 Y＝R23所移动的点位为AB线上Y+方向的点位此点位可判断找正时是否有错误。
M17。

Claims (8)

1.单机自动找正免算点加工方法，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)使用四点算交点及旋转角度计算子程序，对工件进行计算；这种方法应用于毛坯划线后进行基准加工的情况，毛坯的划线为通过点A(Ax，Ay)点B(Bx，By)的一条直线与通过点C(Cx，Cy)点D(Dx，Dy)的另一条直线相交且他们的焦点为点L(Lx,Ly)；AB线与Y方向夹角为α，CD线与X方向夹角为β；求焦点L(Lx,Ly)和十字线与坐标系形成的平均旋转角度为角度μ；
计算公式内容
交点Lx坐标等于((点Dx-点Ax)*(点By*点Cx-点Cy*点Bx)+(点Bx-点Cx)*(点Ay*点Dx-点Dy*点Ax))/(点Cy-点By)*(点Ax-点Dx)-(点Dx-点Dy)*(点Cx-点Bx)；交点Ly坐标等于((点By-点Cy)*(点Cy*(点Ax-点Dx)+点Dy*(点Cx-点Ax)+点Ay*(点Dx-点Cx))/(点Cy-点By)*(点Ax-点Dx)-(点Ax-点Dy)*(点Cx-点Bx)；
AB线与水平夹角α等于ATAN2(点By-点Ay，点Bx-点Ax)；
CD线与水平角β等于ATAN2(点Dy-点Cy，点Dx-点Cx)；
坐标旋转角度μ等于((角α-90)+角β)/2；
AB线与CD线间夹角等于α-β；
点A在理论坐标系的的位置SQRT((Ax-Lx)*(Ax-Lx)+(Ay-Ly)*(Ay-Ly))；
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。
2.根据权利要求1所述的单机自动找正免算点加工方法，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。
3.根据权利要求1所述的单机自动找正免算点加工方法，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。
4.根据权利要求1所述的单机自动找正免算点加工方法，其特征在于，所述2)通用系统运用模式以Siemens系统为例使用如下：
所采点位坐标分别输入G55为点1,G56为点2,G57为点3,G58为点4；
运行L805
G54即为交点实际坐标R2为角度值，R2自动带入程序进行旋转。
5.根据权利要求1所述的单机自动找正免算点加工方法，其特征在于，所述2)步骤一计算程序中AB与CD线夹角大小可以判断两条划线的准确性。
6.根据权利要求1所述的单机自动找正免算点加工方法，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所述的单机自动找正免算点加工方法，其特征在于，所述2)步骤一计算程序中角度的计算使用ATAN2(Y,X)。
8.根据权利要求1所述的单机自动找正免算点加工方法，其特征在于，所述2)步骤一计算程序中理论A点位置，在实际加工中校验A点位置是否正确可判断计算和找正的准确性。
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