CN111781447A - 机械零点的确定方法及装置、机床设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械零点的确定方法及装置、机床设备。其中，该方法包括：检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；若电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。本发明解决了相关技术中通过人工设置机械零点，设置效率较低且准确度低的技术问题。

Description

机械零点的确定方法及装置、机床设备

技术领域

本发明涉及机床控制技术领域，具体而言，涉及一种机械零点的确定方法及装置、机床设备。

背景技术

相关技术中，在对数控机床进行调试时，首先要做的就是设定好机床机械零点，但是当前设置机械零点的方式，都是调试人员通过眼观、工具测量，从而得到机械零点位置，但是这种通过人工来设置机械零点的方式，不仅容易受人工影响容易产生误差，且设置机械零点的效率较低，缺乏便捷性、准确性、一致性、安全性。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种机械零点的确定方法及装置、机床设备，以至少解决相关技术中通过人工设置机械零点，设置效率较低且准确度低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机械零点的确定方法，包括：检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；若所述电流负载率达到所述负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；将所述目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

可选地，在检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率之前，所述确定方法还包括：在所述目标机床上电前，对所述目标机床进行线路检测，得到检测结果；若所述检测结果指示所述目标机床安全，则控制所述目标机床上电；在所述目标机床上电后，屏蔽报警信号，并开始检测所述目标机床的机械零点的位置。

可选地，检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率的步骤，包括：控制所述目标机床的三个坐标轴向第一目标方向移动；读取每个所述坐标轴向第一目标方向移动时的负载电流值；基于所述负载电流值，计算所述目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

可选地，停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置的步骤，包括：在所述电流负载率达到所述负载率阈值，确定坐标轴接触硬限位，停止坐标轴向第一目标方向移动；在停止坐标轴向第一目标方向移动后，控制所述目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离；在所述目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离后，确定机床坐标轴当前位置为所述预设位置。

可选地，所述目标机床为数控机床。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机械零点的确定装置，包括：检测单元，用于检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；判断单元，用于判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；停止单元，用于在确定所述电流负载率达到所述负载率阈值时，停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；确定单元，用于将所述目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

可选地，所述确定装置还包括：第一检测模块，用于在检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率之前，在所述目标机床上电前，对所述目标机床进行线路检测，得到检测结果；第一控制模块，用于在确定所述检测结果指示所述目标机床安全时，控制所述目标机床上电；第二检测模块，用于在所述目标机床上电后，屏蔽报警信号，并开始检测所述目标机床的机械零点的位置。

可选地，所述检测单元包括：第二控制模块，用于控制所述目标机床的三个坐标轴向第一目标方向移动；读取模块，用于读取每个所述坐标轴向第一目标方向移动时的负载电流值；计算模块，用于基于所述负载电流值，计算所述目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

可选地，所述停止单元包括：停止模块，用于在所述电流负载率达到所述负载率阈值，确定坐标轴接触硬限位，停止坐标轴向第一目标方向移动；第三控制模块，用于在停止坐标轴向第一目标方向移动后，控制所述目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离；确定模块，用于在所述目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离后，确定机床坐标轴当前位置为所述预设位置。

可选地，所述目标机床为数控机床。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机床设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的机械零点的确定方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的机械零点的确定方法。

本发明实施例中，在设置机床的机械零点时，先检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率，然后判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值，若电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置，最后将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。在该实施例，可以通过获取机床各坐标轴的负载电流信息，基于负载电流，自动化完成机床机械零点的设置，对于机床的批量调试，不仅节省了调试时间、提高机械零点设置效率，且一致性强，准确度高，同时大大避免了人为误差和安全隐患，从而解决相关技术中通过人工设置机械零点，设置效率较低且准确度低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的机械零点的确定方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的设置机床的机械零点的示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种可选的设置机床机械零点的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的机械零点的确定装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种机械零点的确定方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种可选的机械零点的确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；

步骤S104，判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；

步骤S106，若电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；

步骤S108，将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

通过上述步骤，可以在设置机床的机械零点时，先检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率，然后判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值，若电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置，最后将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。在该实施例，可以通过获取机床各坐标轴的负载电流信息，基于负载电流，自动化完成机床机械零点的设置，对于机床的批量调试，不仅节省了调试时间、提高机械零点设置效率，且一致性强，准确度高，同时大大避免了人为误差和安全隐患，从而解决相关技术中通过人工设置机械零点，设置效率较低且准确度低的技术问题。

本发明实施例可以应用于各种机床设备中，机床设备的类型包括但不限于：数控机床，即目标机床为数控机床。对于大批量的数控机床生产，首先需要设置和调试机械零点，本发明实施例可提高数控机床的机械零点设置和调试效率，提高批量生产的机床的一致性和准确性。

下面结合上述各步骤来详细说明本发明。

可选的，在检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率之前，确定方法还包括：在目标机床上电前，对目标机床进行线路检测，得到检测结果；若检测结果指示目标机床安全，则控制目标机床上电；在目标机床上电后，屏蔽报警信号，并开始检测目标机床的机械零点的位置。

在设置机械零点之前，需要先完成机床上电前检查，消除或者屏蔽报警信号，将机械零点的设置程序输入至机床设备中。

可选的，机床生产线上，可以设置机械零点设置按钮，通过该机械零点设置按钮，一键开启自动设置机械零点功能。在开启自动设置机械零点的功能后，开始自动化检测机床各轴向第一目标方向移动时的负载电流。

步骤S102，检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

在本发明实施例中，第一目标方向可以为正向，下述第二目标方向为反向。在机床生产完成，开始设置和调试机械零点时，其各轴方向已经设置完成，一般设置为正向。

作为本发明可选的实施例，检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率的步骤，包括：控制目标机床的三个坐标轴向第一目标方向移动；读取每个坐标轴向第一目标方向移动时的负载电流值；基于负载电流值，计算目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

机床的三个坐标轴可以是指X轴、Y轴、Z轴，启动机床向各轴正向移动，各轴缓慢爬行，同时系统(例如，通过PMC获取数控机床的各轴负载电流)开始实时监测各轴的负载电流，此时可读取三轴实时电流值。

然后将读取的实施电流值与额定电流进行比较，得到电流负载率。

步骤S104，判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值。

步骤S106，若电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置。

若是电流值大于额定电流，则可以确定此时的负载率大于负载率阈值(例如，设置负载率阈值为100％)，此时，确定坐标轴接触到硬限位，立即停止轴的输出，然后自动返回预设位置，进而将最终位置处设为机械零点。

可选的，停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置的步骤，包括：在电流负载率达到负载率阈值，确定坐标轴接触硬限位，停止坐标轴向第一目标方向移动；在停止坐标轴向第一目标方向移动后，控制目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离；在目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离后，确定机床坐标轴当前位置为预设位置。

上述预设距离可以是根据历史过程中的机床零点设置参数得到，例如，设置预设距离为5mm，即在确定各坐标轴接触硬限位时，坐标轴负载率达到100％，立即停止此轴移动，等当前轴停止，立即自动返回5mm,并自动改写参数，将三轴当前位置设置为机械零点。

图2是根据本发明实施例的一种可选的设置机床的机械零点的示意图，如图2所述，其X轴、Y轴、Z轴这三个轴呈立体设置，代表机床的三个立体位置。

图3是根据本发明实施例的另一种可选的设置机床机械零点的示意图，如图3所示，图3分为上下两部分，上部分为各轴正向移动确定机械零点的方式，下部分为负载率变化，指示确定机械零点的方式；其中，上部分在X轴、Y轴、Z轴从右侧向左侧进行正向移动后，若是接触硬限位，则下部分的负载率会立刻上升至100％，此时，各坐标轴需反向移动5个参数，从而确定各轴的机械零点。

步骤S108，将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

本发明实施例，可以控制三个坐标轴自动正向移动，同时进行各轴电流检测，互不干扰，当同时调试多台设备时效率提升最为明显，可多台同时进行机械零点自动设定，提高数控机床的调试效率，并且提高批量生产的机床的一致性和准确性。

图4是根据本发明实施例的一种可选的机械零点的确定装置的示意图，如图4所示，该确定装置可以包括：检测单元41、判断单元43、停止单元45、确定单元47，其中，

检测单元41，用于检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；

判断单元43，用于判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；

停止单元45，用于在确定电流负载率达到负载率阈值时，停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；

确定单元47，用于将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

上述机械零点的确定装置，可以在设置机床的机械零点时，先通过检测单元41检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率，然后通过判断单元43判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值，通过停止单元45在电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置，最后通过确定单元47将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。在该实施例，可以通过获取机床各坐标轴的负载电流信息，基于负载电流，自动化完成机床机械零点的设置，对于机床的批量调试，不仅节省了调试时间、提高机械零点设置效率，且一致性强，准确度高，同时大大避免了人为误差和安全隐患，从而解决相关技术中通过人工设置机械零点，设置效率较低且准确度低的技术问题。

可选的，确定装置还包括：第一检测模块，用于在检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率之前，在目标机床上电前，对目标机床进行线路检测，得到检测结果；第一控制模块，用于在确定检测结果指示目标机床安全时，控制目标机床上电；第二检测模块，用于在目标机床上电后，屏蔽报警信号，并开始检测目标机床的机械零点的位置。

另一种可选的，检测单元包括：第二控制模块，用于控制目标机床的三个坐标轴向第一目标方向移动；读取模块，用于读取每个坐标轴向第一目标方向移动时的负载电流值；计算模块，用于基于负载电流值，计算目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

在本发明实施例中，停止单元包括：停止模块，用于在电流负载率达到负载率阈值，确定坐标轴接触硬限位，停止坐标轴向第一目标方向移动；第三控制模块，用于在停止坐标轴向第一目标方向移动后，控制目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离；确定模块，用于在目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离后，确定机床坐标轴当前位置为预设位置。

可选的，目标机床为数控机床。

上述的机械零点的确定装置还可以包括处理器和存储器，上述检测单元41、判断单元43、停止单元45、确定单元47等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种机床设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的机械零点的确定方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的机械零点的确定方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；若电流负载率达到负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；将目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机械零点的确定方法，其特征在于，包括：

检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；

判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；

若所述电流负载率达到所述负载率阈值，则停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；

将所述目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率之前，所述确定方法还包括：

在所述目标机床上电前，对所述目标机床进行线路检测，得到检测结果；

若所述检测结果指示所述目标机床安全，则控制所述目标机床上电；

在所述目标机床上电后，屏蔽报警信号，并开始检测所述目标机床的机械零点的位置。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率的步骤，包括：

控制所述目标机床的三个坐标轴向第一目标方向移动；

读取每个所述坐标轴向第一目标方向移动时的负载电流值；

基于所述负载电流值，计算所述目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置的步骤，包括：

在所述电流负载率达到所述负载率阈值，确定坐标轴接触硬限位，停止坐标轴向第一目标方向移动；

在停止坐标轴向第一目标方向移动后，控制所述目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离；

在所述目标机床沿坐标轴第二目标方向移动预设距离后，确定机床坐标轴当前位置为所述预设位置。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的确定方法，其特征在于，所述目标机床为数控机床。

6.一种机械零点的确定装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率；

判断单元，用于判断每个坐标轴的电流负载率是否达到负载率阈值；

停止单元，用于在确定所述电流负载率达到所述负载率阈值时，停止坐标轴向第一目标方向移动，并返回预设位置；

确定单元，用于将所述目标机床的最终移动位置确定为机械零点。

7.根据权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述确定装置还包括：

第一检测模块，用于在检测目标机床各坐标轴在向第一目标方向移动时的电流负载率之前，在所述目标机床上电前，对所述目标机床进行线路检测，得到检测结果；

第一控制模块，用于在确定所述检测结果指示所述目标机床安全时，控制所述目标机床上电；

第二检测模块，用于在所述目标机床上电后，屏蔽报警信号，并开始检测所述目标机床的机械零点的位置。

8.根据权利要求6所述的确定装置，其特征在于，所述检测单元包括：

第二控制模块，用于控制所述目标机床的三个坐标轴向第一目标方向移动；

读取模块，用于读取每个所述坐标轴向第一目标方向移动时的负载电流值；

计算模块，用于基于所述负载电流值，计算所述目标机床各坐标轴向第一目标方向移动时的电流负载率。

9.一种机床设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至5中任意一项所述的机械零点的确定方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至5中任意一项所述的机械零点的确定方法。

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