CN111941148A - 一种数控加工超行程找正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于数控机床加工技术领域，具体的说是一种数控加工超行程找正装置及方法。该装置包括参照基准块和加长表杆；所述参照基准块固定在工作台上；主轴的刀柄夹持加长表杆的右端；所述加长表杆的左端夹持杠杆百分表。本发明通过参照基准块和加长表杆、测量尺寸基准与参照基准块的位置关系、换算确定建立参照尺寸基准的加工坐标系，实现尺寸基准在行程外的工件水平角度找正，以及加工坐标系X轴、Y轴、Z轴的坐标零点确定，解决了尺寸基准位于行程以外，加工部位位于行程内的零件加工问题，不用安排更大行程的数控设备进行加工，大大节约了设备资源。

Description

一种数控加工超行程找正装置及方法

技术领域

本发明属于数控机床加工技术领域，具体的说是一种数控加工超行程找正装置及方法。

背景技术

在生产过程中经常出现零件尺寸大于数控设备行程的零件，并且其尺寸找正基准位于机床有效行程之外，但其加工部位位于行程之内的加工产品，通常解决办法是安排到行程更大的数控设备进行加工，但这就造成了设备资源的浪费。

发明内容

本发明提供了一种数控加工超行程找正装置及方法，通过参照基准块和加长表杆、测量尺寸基准与参照基准块的位置关系、换算确定建立参照尺寸基准的加工坐标系，实现尺寸基准在行程外的工件水平角度找正，以及加工坐标系 X轴、Y轴、Z轴的坐标零点确定，解决了尺寸基准位于行程以外，加工部位位于行程内的零件加工问题，不用安排更大行程的数控设备进行加工，大大节约了设备资源。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种数控加工超行程找正装置，该装置包括参照基准块7和加长表杆3；所述参照基准块7固定在工作台5上；主轴1的刀柄2夹持加长表杆3的右端；所述加长表杆3的左端夹持杠杆百分表4。

所述参照基准块7的内径为20±0.01mm。

所述参照基准块7的外径为40±0.01mm。

一种数控加工超行程找正装置的找正方法，包括以下步骤：

步骤一、工件水平角度找正；

步骤二、加工坐标系X轴零点坐标确定；

步骤三、加工坐标系Y轴零点坐标确定；

步骤四、加工坐标系Z轴零点坐标确定；

步骤五、通过步骤二—步骤五设定加工坐标系X轴、Y轴、Z轴零点。

一种数控加工超行程找正装置的找正方法，所述步骤一的具体方法如下：

11)夹紧工件6左端，微带力夹紧右端；

12)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测参照基准块7Y轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系Y轴清零；

13)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰Y轴负方向外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Y轴数值Y_找正；

14)检测工件6右端，并敲击工件6使右端法兰与参照基准块7的距离与左端一致；

15)夹紧工件6右端，微带力夹紧左端，检测工件6左端与参照基准块7的距离与右端是否一致，不一致继续调整，直到一致，夹紧左右两端，水平角度找正完毕。

一种数控加工超行程找正装置的找正方法，所述步骤二的具体步骤如下：

21)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测参照基准块7X轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系X轴清零；

22)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰X轴负方向外端面，记录表针零位时相对坐标系X轴数值X_找正；

X_G54＝X_G55-R_基准块+X_找正+X_加

其中，X_G54为加工坐标系X轴零点坐标；X_G55为参照坐标系X轴零点坐标； R_基准块为参照基准块7外圆半径；X_加为加工坐标系零点与找正面的距离。

所述步骤三的具体步骤如下：

31)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测参照基准块7Y轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系Y轴清零；

32)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰Y轴负方向外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Y轴数值Y_找正；

Y_G54＝Y_G55-R_基准块+Y_找正+Y_加

其中，Y_G54为加工坐标系Y轴零点坐标；Y_G55为参照坐标系Y轴零点坐标； R_基准块为参照基准块7外圆半径；Y_加为加工坐标系零点与找正面的距离；

所述步骤四的具体步骤如下：

41)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测参照基准块7上表面，表针归零，相对坐标系Z轴清零；

42)移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰上端外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Z轴数值Z加；

Z_G54＝Z_G55+Z_找正+Z_加

其中，Z_G54为加工坐标系Z轴零点坐标；Z_G55为参照坐标系Z轴零点坐标；

Z_加为坐标系零点与找正面的距离。

本发明的有益效果为：

1)本发明解决了找正基准位于行程以外，加工部位位于行程内的零件加工问题；

2)本发明解决了找正基准位于行程以外，加工部位位于行程内的零件加工问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为超行程Y轴找正方法示意图；

图2为超行程X轴找正方法示意图；

图3为超行程Z轴找正方法示意图；

图4为超行程找正方法流程图。

图中：1、主轴；

2、刀柄；

3、加长表杆；

4、杠杆百分表；

5、工作台；

6、工件；

7、参照基准块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

参阅图1—图3，一种数控加工超行程找正装置，该装置包括参照基准块7 和加长表杆3；所述参照基准块7固定在工作台5上；主轴1的刀柄2夹持加长表杆3的右端；所述加长表杆3的左端夹持杠杆百分表4。

所述参照基准块7的内径为20±0.01mm，外径为40±0.01mm。

实施例

参阅图1、图4，桥壳前序车工已加工的两端φ205mm法兰盘至尺寸 205.06mm，两端法兰盘外端面距离加工至1438.08㎜。现需数控加工桥壳中间部位，而法兰盘轴线、端面是工艺尺寸基准。两端法兰盘距离为1438㎜，机床的工作台横行长1600㎜，桥壳可以装夹在工作台上，机床X轴横向有效行程距离1000㎜，桥壳加工范围670mm在机床有效行程之内，但法兰盘基准在有效行程以外,如果安排更大行程的数控设备进行加工，将造成设备资源浪费。

首先指定加工坐标系位于轴线中心位置G54，将参照基准块7其内径 20±0.01mm，外径40±0.01mm，固定到行程内工作台5上便于检测的位置，主轴 1夹持杠杆百分表4找正参照基准块7中心上表面X轴、Y轴、Z轴机械坐标，并设定到指定的参照工件坐标系G55。X_G55＝399.766、Y_G55＝-515.93、Z_G55＝-355.33。

主轴1的刀柄2夹持加长表杆3，加长表杆3夹持杠杆百分表4，使其能够检测到机床有效行程之外的找正基准。

进行工件水平角度找正，具体如下：

夹紧工件6左端，微带力夹紧右端。如图1移动设备主轴1带动杠杆百分表4 检测参照基准块7Y轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系Y轴清零。移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰Y轴负方向外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Y轴数值Y找正。如上步骤检测工件6右端，并敲击工件6使右端法兰与参照基准块7的距离与左端一致。夹紧工件6右端，微带力夹紧左端，检测工件6左端与参照基准块7的距离与右端是否一致。不一致继续调整，直到一致，夹紧左右两端，水平角度找正完毕。

进行加工坐标系X轴零点坐标确定，具体如下：

如图2移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测参照基准块7X轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系X轴清零。移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰X轴负方向外端面，记录表针零位时相对坐标系X轴数值X_找正＝-609.023。桥壳加工坐标系零点位于两法兰外端面中心与找正面的法兰左外端面距离X_加＝1438.08/2。

X_G54＝X_G55-R_基准块+X_找正+X_加＝399.766-20+(-609.023)+1438.08/2＝489.783

进行加工坐标系Y轴零点坐标确定，具体如下：

如图1移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测参照基准块7Y轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系Y轴清零。移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰Y轴负方向外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Y轴数值Y_找正＝213.045。桥壳加工坐标系零点位于法兰轴线与找正面的法兰外径面距离Y_加＝205.06/2。

Y_G54＝Y_G55-R_基准块+Y_找正+Y_加＝-515.93-20+213.045+205.06/2＝-220.355

进行加工坐标系Z轴零点坐标确定。如图3移动设备主轴1带动杠杆百分表4 检测参照基准块7上表面，表针归零，相对坐标系Z轴清零。移动设备主轴1带动杠杆百分表4检测工件6左端法兰上端外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Z轴数值Z_找正＝62.43。桥壳加工坐标系零点位于法兰轴线与找正面的法兰上外径面距离Z_加＝205.06/2。

Z_G54＝Z_G55+Z_找正+Z_加＝-355.33+62.43-205.06/2＝-395.43

通过以上找正和计算的X_G54、Y_G54、Z_G54,设定加工坐标系X轴、Y轴、Z轴零点，至此超行程零点找正设定完毕，然后可以编程、加工零件。

本发明能实现尺寸基准在行程外的工件水平角度找正，以及坐标系X轴、 Y轴、Z轴的坐标确定，解决了找正基准位于行程以外，加工部位位于行程内的零件加工问题，不用安排更大行程的数控设备进行加工，大大节约了设备资源。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种数控加工超行程找正装置，其特征在于，该装置包括参照基准块(7)和加长表杆(3)；所述参照基准块(7)固定在工作台(5)上；主轴(1)的刀柄(2)夹持加长表杆(3)的右端；所述加长表杆(3)的左端夹持杠杆百分表(4)。

2.根据权利要求1所述的一种数控加工超行程找正装置，其特征在于，所述参照基准块(7)的内径为20±0.01mm。

3.根据权利要求1所述的一种数控加工超行程找正装置，其特征在于，所述参照基准块(7)的外径为40±0.01mm。

4.根据权利要求1所述的一种数控加工超行程找正装置的找正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、工件水平角度找正；

步骤二、加工坐标系X轴零点坐标确定；

步骤三、加工坐标系Y轴零点坐标确定；

步骤四、加工坐标系Z轴零点坐标确定；

步骤五、通过步骤二—步骤五设定加工坐标系X轴、Y轴、Z轴零点。

5.根据权利要求4所述的一种数控加工超行程找正装置的找正方法，其特征在于，所述步骤一的具体方法如下：

11)夹紧工件(6)左端，微带力夹紧右端；

12)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测参照基准块(7)Y轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系Y轴清零；

13)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测工件(6)左端法兰Y轴负方向外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Y轴数值Y_找正；

14)检测工件(6)右端，并敲击工件(6)使右端法兰与参照基准块(7)的距离与左端一致；

15)夹紧工件(6)右端，微带力夹紧左端，检测工件(6)左端与参照基准块(7)的距离与右端是否一致，不一致继续调整，直到一致，夹紧左右两端，水平角度找正完毕。

6.根据权利要求4所述的一种数控加工超行程找正装置的找正方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤如下：

21)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测参照基准块(7)X轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系X轴清零；

22)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测工件(6)左端法兰X轴负方向外端面，记录表针零位时相对坐标系X轴数值X_找正；

X_G54＝X_G55-R_基准块+X_找正+X_加

其中，X_G54为加工坐标系X轴零点坐标；X_G55为参照坐标系X轴零点坐标；R_基准块为参照基准块(7)外圆半径；X_加为加工坐标系零点与找正面的距离。

7.根据权利要求4所述的一种数控加工超行程找正装置的找正方法，其特征在于，所述步骤三的具体步骤如下：

31)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测参照基准块(7)Y轴负方向外径面最高点，表针归零，相对坐标系Y轴清零；

32)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测工件(6)左端法兰Y轴负方向外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Y轴数值Y_找正；

Y_G54＝Y_G55-R_基准块+Y_找正+Y_加

其中，Y_G54为加工坐标系Y轴零点坐标；Y_G55为参照坐标系Y轴零点坐标；R_基准块为参照基准块(7)外圆半径；Y_加为加工坐标系零点与找正面的距离。

8.根据权利要求4所述的一种数控加工超行程找正装置的找正方法，其特征在于，所述步骤四的具体步骤如下：

41)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测参照基准块(7)上表面，表针归零，相对坐标系Z轴清零；

42)移动设备主轴(1)带动杠杆百分表(4)检测工件(6)左端法兰上端外径面最高点，记录表针零位时相对坐标系Z轴数值Z加；

Z_G54＝Z_G55+Z_找正+Z_加

其中，Z_G54为加工坐标系Z轴零点坐标；Z_G55为参照坐标系Z轴零点坐标；Z_加为坐标系零点与找正面的距离。

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