CN115981234A

CN115981234A - 一种Heidenhain数控系统自动找正方法

Info

Publication number: CN115981234A
Application number: CN202211645242.7A
Authority: CN
Inventors: 陈健; 金凯铠
Original assignee: Yiyang Rubber Plastics Machinery Group Co Ltd
Current assignee: Yiyang Rubber Plastics Machinery Group Co Ltd
Priority date: 2022-12-21
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本发明公开一种Heidenhain数控系统自动找正方法，本发明通过Heidenhain数控系统的不同循环功能以及测量顺序自动完成了所有测量、定位、找正的工作。本发明对工件安装无特定要求，只需一次夹紧后即可在机床内快速、准确地测量出工件的各个空间角度，自动反馈回机床数控系统，作内部运算后转换为各回转轴的实际偏摆量，并做出相应的旋转补偿，整个过程都是由程序全程控制，自动运行，因此也避免了人为误差的产生。

Description

一种Heidenhain数控系统自动找正方法

技术领域

本发明涉及机床控制领域，特别是涉及一种Heidenhain数控系统自动找正方法。

背景技术

数控机床已经成为现代制造业中的主流设备，在我国也越来越普及。机床探针也和刀具一样成为数控机床不可缺少的基本装备，在机械制造领域中得到越来越广泛的应用。机床探针的引入可对工件进行自动测量，方便工件的安装调整，简化工装夹具，降低费用，大大缩短了机床辅助时间，提高了生产效率，同时又可改善数控机床性能，延长机床的精度保持时间，使得数控机床既是加工设备，又具备某些测量功能。但在数控加工过程中装夹工件后通常都需要使用百分表手动打表来校平加工表面，之后再用探针来自动探测找正加工零点。

在如今机械制造业的快节奏下，手动打表来校平加工表面的做法已经严重影响了生产效率，并且人工介入往往效率低，而且还可能带来人为的误差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种Heidenhain数控系统自动找正方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种Heidenhain数控系统自动找正方法，包括如下步骤：

步骤一、通过五轴机床工作台面上的虎钳夹持工件，并使工件的被测边高于钳口，然后锁紧虎钳；五轴机床在主轴上安装测头；且五轴机床配置有Heidenhain数控系统；

步骤二、以工件的上表面为探测表面，进行三点构面，并计算出当前刀轴矢量相对于此面所需偏摆的空间角A、空间角B和空间角C；

步骤三、通过Heidenhain数控系统来调用空间角A、空间角B和空间角C，使机床实际的刀具轴用两个旋转轴的偏摆，与探测表面垂直；

步骤四、使用Heidenhain数控系统的探测循环420，通过测量工件长侧边上(的两个点，两点构线，确定出一虚拟轴，将此虚拟轴与机床X轴构角，并计算出角度值，保存至系统后台参数Q150中；

步骤五、在步骤二的偏摆基础上再增量偏摆C轴，至此，刀具轴已垂直于工件上表面，被测边已平行于X轴；

步骤六、探测工件上表面，取数，并设为工件坐标系Z向零点；探测工件侧边，取数，设为工件坐标系X向零点；探测另一侧边及其对边，分中取数，设为工件坐标系Y向零点。

进一步的改进，所述步骤二中，在探测表面上任取三个探测点，且三个探测点不在同一直线上；运用Heidenhain数控系统的测量循环431，测得三个点在整个机床空间内的坐标值；三点构面，并计算出当前刀轴矢量相对于此面所需偏摆的空间角A、空间角B和空间角C。

进一步的改进，所述步骤三中，使用Heidenhain数控系统的倾斜加工面功能使机床实际的刀具轴用两个旋转轴的偏摆，与探测表面垂直。

进一步的改进，所述步骤五中，使用Heidenhain数控系统的倾斜加工面功能，调取参数Q150，在步骤二的偏摆基础上再增量偏摆C轴。

进一步的改进，所述步骤六中，使用Heidenhain数控系统的探测循环417，探测工件上表面，取数，并设为工件坐标系Z向零点；使用探测循环419，探测工件侧边，取数，设为工件坐标系X向零点；使用探测循环409，探测另一侧边及其对边，分中取数，设为工件坐标系Y向零点。

本发明的优点：

一、直接去掉了手工打表找正的环节，极大缩短了装夹找正时间；

二、避免了手工打表容易产生的人为误差，使打表找正的精度提高到了机床的探测精度；

三、工件更易于装夹，节约了人力，提高了效率，体现了工件装夹的柔性化。

附图说明

利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

一种Heidenhain数控系统自动找正方法，首先，运用系统测量循环431，探针沿刀轴方向，将测头定位在编程起点位置1处，并测量平面上的第一触点。接着测头移回间隙高度并沿加工面移至点2位置处，测量平面上的第二触点实际值。最后测头移回间隙高度并沿加工面移至点3位置处，测量平面上第三触点实际值。通过以上测量循环测量出工件加工平面上的三个点在整个机床空间内的坐标值(每个点都包含X、Y、Z三个绝对数据值)，并在后台的系统参数中保存被测值。这里需要注意的是三个被测点不能位于一条直线上；第三个测量点确定了之后的刀轴方向，所以要确保第三个点在预定义的坐标的Y轴正方向。数控系统可计算出空间角A、空间角B和空间角C，并将计算出的数据保存在系统后台参数Q170、Q171和Q172中。

之后通过倾斜加工面功能来调用这三个参数，使刀具轴偏摆至与加工表面垂直。

接着，在之前探测循环431测量偏摆后的新空间坐标系的基础上继续使用探测循环420，通过测量工件侧边上的两个点，确定出一条虚拟轴，将此虚拟轴与探测循环431测量偏摆后的虚拟轴两者作比较，求出角度差值，得出工件表面相对加工面参考轴的角度及方向。这里需要注意的是角度差的绝对值定义为旋转角度值，角度差的正/负号则决定了旋转的方向。并将计算得到的带正/负角度差数据值保存在系统后台参数Q150中。再次使用倾斜加工面功能，调用Q150参数，在原先倾斜后的坐标系基础上增量偏摆C轴，使工件侧边与加工坐标系中的X轴重合。

至此，已经完成了自动测量工件装夹后的不对正量及空间坐标系的旋转补偿定位。接下来则使用常规的探测功能在新定位的空间坐标系中找正工件加工零点。

使用探测循环417测量探测轴上的任意坐标，并将其定义为零点，输入指定加工坐标系。这里我们用于测量Z轴零点。

使用探测循环419测量任意轴上的任意坐标，并将其定义为零点，输入指定加工坐标系。这里我们用于测量X轴零点。

使用探测循环409测量凸台中心，并将其定义为零点，输入指定加工坐标系。这里我们用于测量Y轴零点。

以上，已经完成了所有测量、定位、找正的工作，原本需要手工来完成的工作现全由机床程序自动完成。在后续的程序加工过程中，加入了“标记子程序”功能，将测量工件后的空间坐标系旋转程序固化为子程序，每次换刀后只需要调用标记即可。

采用此操作法，工件安装无特定要求，只需一次夹紧后即可在机床内快速、准确地测量出工件的各个空间角度，自动反馈回机床数控系统，作内部运算后转换为各回转轴的实际偏摆量，并做出相应的旋转补偿，整个过程都是由程序全程控制，自动运行，因此也避免了人为误差的产生。

程序如下：

TCH PROBE 431 MEASURE PLANE

Q263＝+2.5；1ST POINT 1ST AXIS

Q264＝-22.2；1ST POINT 2ND AXIS

Q294＝+10；1ST POINT 3RD AXIS

Q265＝+180；2ND PNT IN 1ST AXIS

Q266＝-30.5；2ND PNT IN 2ND AXIS

Q295＝+10；2ND PNT IN 3RD AXIS

Q296＝+180；3RD PNT IN 1ST AXIS

Q297＝+30.5；3RD PNT IN 2ND AXIS

Q298＝+10；3RD PNT IN 3RD AXIS

Q320＝+10；SET-UP CLEARANCE

Q260＝+100；CLEARANCE HEIGHT

Q281＝+0；MEASU RING LOG

TCH PROBE 420 MEASURE ANGLE

Q263＝+13；1ST POINT 1ST AXIS

Q264＝-40；1ST POINT 2ND AXIS

Q265＝+180；2ND PNT IN 1ST AXIS

Q266＝-40；2ND PNT IN 2N D AXIS

Q272＝+2；MEASU RING AXIS

Q267＝+1；TRAVERSE DIRECTION

Q261＝-4；MEASURING H EIGHT

Q320＝+10；SET-UP CLEARANCE

Q260＝+50；CLEARANCE HEIGHT

Q301＝+0；MOVE TO CLEARANCE

Q281＝+0；MEASU RING LOG

TCH PROBE 417 DATUM IN TS AXlS

Q263＝+2.5；1ST POINT 1ST AXIS

Q264＝-22.2；1 ST POINT 2ND AXIS

Q294＝+5；1ST POINT 3RD AXIS

Q320＝+10；SET-U P CLEARANCE

Q260＝+50；CLEARANCE HEIGHT

Q305＝+6；NUMB ER IN TABLE

Q333＝+0；DATUM

Q303＝+1；MEAS.VALU E TRANSFER

TCH PROBE 419 DATUM IN ONE AXIS

Q263＝-10；1ST POINT 1ST AXIS

Q264＝-33；1ST POINT 2ND AXIS

Q261＝-4；MEASURING HEIGHT

Q320＝+10；SET-UP CLEARANCE

Q260＝+50；CLEARANCE H EIGHT

Q272＝+1；MEASURING AXIS

Q267＝+1；TRAVERSE DIRECTION

Q305＝+6；NUM BER IN TABLE

Q333＝+0；DATUM

Q303＝+1；MEAS.VALUE TRANSFER

TCH PROBE 409 RIDGE CENTER REF PT

Q321＝+13；CENTER IN 1ST AXIS

Q322＝+0；CENTER IN 2N D AXIS

Q311＝+78；RIDGE WIDTH

Q272＝+2；MEASU RING AXlS

Q261＝-4；MEASURING HEIGHT

Q320＝+10；SET-UP CLEARANCE

Q260＝+50；CLEARANCE H EIGHT

Q305＝+6；NUMBER IN TABLE

Q405＝+0；DATUM

Q303＝+1；MEAS.VALUE TRANSFER

Q381＝+0；PROBE IN TS AXIS

Q382＝+0；1ST CO.FOR TS AXIS

Q383＝+0；2ND CO.FOR TS AXIS

Q384＝+0；3RD CO.FOR TS AXIS

Q333＝+0；DATUM

LBL 111

PLANE SPATIAL SPA+Q170 SPB+Q171 SPC+Q172 TURN FMAX SEQ-PLANE RELATIVSPC+Q150TURN FMAXSEQ-。

LBL 0

上述仅为本发明的一个具体导向实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明的保护范围的行为。

Claims

1.一种Heidenhain数控系统自动找正方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的Heidenhain数控系统自动找正方法，其特征在于，所述步骤二中，在探测表面上任取三个探测点，且三个探测点不在同一直线上；运用Heidenhain数控系统的测量循环431，测得三个点在整个机床空间内的坐标值；三点构面，并计算出当前刀轴矢量相对于此面所需偏摆的空间角A、空间角B和空间角C。

3.如权利要求1所述的Heidenhain数控系统自动找正方法，其特征在于，所述步骤三中，使用Heidenhain数控系统的倾斜加工面功能使机床实际的刀具轴用两个旋转轴的偏摆，与探测表面垂直。

4.如权利要求1所述的Heidenhain数控系统自动找正方法，其特征在于，所述步骤五中，使用Heidenhain数控系统的倾斜加工面功能，调取参数Q150，在步骤二的偏摆基础上再增量偏摆C轴。

5.如权利要求1所述的Heidenhain数控系统自动找正方法，其特征在于，所述步骤六中，使用Heidenhain数控系统的探测循环417，探测工件上表面，取数，并设为工件坐标系Z向零点；使用探测循环419，探测工件侧边，取数，设为工件坐标系X向零点；使用探测循环409，探测另一侧边及其对边，分中取数，设为工件坐标系Y向零点。