基于数控系统实现切割刀具z轴位置自动校正的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及数控加工自动校正技术领域，具体是指一种基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法。
【背景技术】
[0002]目前现状，随着中国制造业的发展和电子技术的发展，数控机床技术的发展也越来越迅速。而水切割因为它的一系列优点，如能成型各种复杂图案、不产生热变形或热效应、可加工各种高硬度的材料、切口光滑无熔渣、可一次完成钻孔，切割，成型工作、生产成本低、自动化程度高、24小时连续工作等，也构成了数控切割领域不可或缺的重要一部分。市场对水切割的需求日渐增大，对水切割的切割效果要求和工艺要求也是越来越高。
[0003]而在水切割的切割工艺中，加工过程中Z轴在距离工件表面多高位置设置工件坐标零点很讲宄。针对不同厚度，不同种类的切割材料，加工过程中用到的切割压力，切割速度都是不同的，Z轴水刀头距离工件表面的位置也需要定位到一个合适的高度，且在整个加工过程中一直保存这个高度，若是Z轴水刀头距离工件表面的位置偏高，可能会导致切割工件切不透、有毛刺等，导致了水切割产品的次品率增加，加工效率降低。水刀头距离工件表面的Z轴位置偏低，可能会导致水切割刀头碰到工件而导致水刀头损坏的危险。
[0004]目前，常见以下三种情况导致在水切割过程中水切割刀头距离工件表面的距离不准确:(1)待加工工件放到工作台后，用户需手动测量工件表面到水切割刀头的距离，手动测量高度可能不准确；(2) —套水切割机床，随着使用时间的增长，水切割工作台表面的栅格由于高压水的长期冲刷，可能本身工作台表面就不是平整的，所以导致放到工作台上放置的待加工工件本来就歪掉了，歪掉的工件上每一点到水切割喷嘴的Z轴距离都是不一样的；(3)无论工作台表面是否平整，若待加工工件厚度不一，不平整，表面凹凸不平，那么工件上每一点到水切割喷嘴的Z轴距离也是不固定的。
[0005]上面几种无法准自动且准确量工件表面到水切割刀头的距离的情况，就会导致工件在Z轴的原点坐标不精确，导致加工工件达不到理想效果。目前，水切割机器制造厂商已经针对手动测量Z轴工件零点的不准确的问题提出一种改进方案，发明了一种测高仪器装置，这种水切割测高仪器能够支持从Z轴向下弹出，且检测到工件表面的时候会发出信号。目前这种测高仪器解决了手动测量Z轴工件原点不准的问题，但依旧没办法实现设置工件原点的自动化，且当工作台面上的工件放置倾斜的话，也没有办法动态的校正工件在Z轴的原点坐标，依旧无法解决上面提到的三种导致在水切割过程中水切割刀头距离工件表面的距离不准确的状况。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，针对切割材料的材质不同导致的厚度不同，和放置在水切割工作台面上的倾斜程度不同，提供了一种自动完成确定工件在Z轴的原点坐标，并在加工过程中根据工件的倾斜程度自动调整工件在Z轴的原点坐标的基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明的基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法具有如下构成:
[0008]该基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤:
[0009](I)所述的数控系统判断工件的厚度和所述的工件放在工作台上的倾斜程度；
[0010](2)所述的数控系统根据判断结果选择不同的测高点；
[0011](3) (3)所述的数控系统在各个测高点对所述的工件进行机械坐标的测量；
[0012](4)所述的数控系统在所述的各个测高点校正所述的切割刀具在Z轴的位置。
[0013]进一步地，所述的数控系统检测工件的厚度和所述的工件放在工作台上的倾斜程度，包括以下步骤:
[0014](1.1)所述的数控系统判断所述的工件的厚度是否一致；
[0015](1.2)如果判断结果为所述的工件的厚度不一致，则继续步骤(1.3)，否则继续步骤⑵；
[0016](1.3)所述的数控系统判断所述的工件放在工作台上的倾斜程度。
[0017]更进一步地，所述的数控系统根据判断结果选择不同的测高点，包括以下步骤:
[0018](2.1)如果所述的判断结果为所述的工件的厚度不一致，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.3)；
[0019](2.2)所述的数控系统设置一采样参数，并以所述的工件的加工文件的起始点作为起点和所述的采样参数为距离取有限个测高点，以及返回上述步骤(3);
[0020](2.3)如果所述的判断结果为所述的工件放在所述的工作台上无倾斜，贝U继续步骤(2.4)，否则继续步骤(2.5);
[0021](2.4)所述的数控系统取所述的加工文件的起始点作为所述的测高点；
[0022](2.5)所述的数控系统在所述的工件上大范围取有限个点作为测高点。
[0023]再进一步地，所述的数控系统在所述的工件上大范围取有限个点作为测高点，具体为:
[0024]所述的数控系统在所述的工件上大范围取三个点作为测高点，选取的三个点中任意两点不重合且三个点不在同一条直线上。
[0025]进一步地，所述的数控系统在所述的各个测高点校正所述的切割刀具在Z轴的位置，包括以下步骤:
[0026](4.1)所述的数控系统计算所述的切割刀具在所述的各个测高点关于Z轴方向的高度差；
[0027](4.2)所述的数控系统根据高度差校正所述的切割刀具在所述的各个测高点关于Z轴方向的位置。
[0028]更进一步地，所述的数控系统根据高度差校正所述的切割刀具在所述的各个测高点关于Z轴方向的位置，具体为:
[0029]所述的数控系统在所述的各个测高点将所对应工件机械坐标与所述的高度差进行相加，并根据相加结果重新确定工件原点的Z轴坐标值。
[0030]更进一步地，所述的步骤(I)之前，包括以下步骤:
[0031](0.1)所述的数控系统确定所述的工件的原点坐标。
[0032]更进一步地，所述的步骤(0.1)之后，还包括以下步骤:
[0033](0.2)所述的数控系统确定所述的切割刀具在Z轴方向距离所述的工件表面的理想距离。
[0034]更进一步地，所述的高度差为所述的理想距离与所述的切割刀具在测高点关于Z轴方向距离所述的工件表面的实际距离的差值。
[0035]采用了本发明的基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法，通过自动校正工件原点的方法用以校正Z轴竖直方向切割刀具与切割材料表面距离，以求达到最佳的切割效果，在水切割技术领域，主要具有以下进步:
[0036]1、解决了水切割系统加工过程中无法自动化和准确设置工件在Z轴的原点坐标的问题；
[0037]2、解决了水切割系统加工过程中工件厚度不同，或者放置到工作台面上Z轴倾斜程度不同时无法自动校正工件在Z轴的原点坐标的问题；
[0038]3、提高了工件加工效率，改进了切割加工效果；
[0039]此外，该方法不仅可以应用于水切割技术领域，也可以扩展到其他切割技术领域，移植性强，具有更广泛的应用范围。
【附图说明】
[0040]图1为本发明的基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法的流程图。
[0041]图2为本发明应用于水切割技术的整体流程图。
[0042]图3为本发明应用于水切割技术的测高仪测高流程图。
[0043]图4为本发明应用于水切割技术的部分流程图。
【具体实施方式】
[0044]为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0045]请参阅图1，在一种实施方式中，本发明的基于数控系统实现切割刀具Z轴位置自动校正的方法包括以下步骤:
[0046](I)所述的数控系统判断工件的厚度和所述的工件放在工作台上的倾斜程度；
[0047](2)所述的数控系统根据判断结果选择不同的测高点；
[0048](3)所述的数控系统在各个测高点对所述的工件进行机械坐标的测量；
[0049](4)所述的数控系统在所述的各个测高点校正所述的切割刀具在Z轴的位置。
[0050]在一种优选的实施方式中，所述的数控系统检测工件的厚度和所述的工件放在工作台上的倾斜程度，包括以下步骤:
[0051](1.1)所述的数控系统判断所述的工件的厚度是否一致；
[0052](1.2)如果判断结果为所述的工件的厚度不一致，则继续步骤(1.3)，否则继续步骤⑵；
[0053](1.3)所述的数控系统判断所述的工件放在工作台上的倾斜程度。
[0054]在一种更优选的实施方式中，所述的数控系统根据判断结果选择不同的测高点，包括以下步骤:
[0055](2.1)如果所述的判断结果为所述的工件的厚度不一致，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.3)；
[0056](2.2)所述的数控系统设置一采样参数，并以所述的工件的加工文件的起始点作为起点和所述的采样参数为距离取有限个测高点，以及返回上述步骤(3);
[0057](2.3)如果所述的判断结果为所述的工件放在所述的工作台上无倾斜，贝U继续步骤(2.4)，否则继续步骤(2.5);
[0058](2.4)所述的数控系统取所述的加工文件的起始点作为所述的测高点；
[0059](2.5)所述的数控系统在所述的工件上大范围取有限个点作为测高点。
[0060]在一种优选的实施方式中，所述的数控系统在所述的各个测高点校正所述的切割刀具在Z轴的位置，包括以下步骤:
[0061](4.1)所述的数控系统计算所述的切割刀具在所述的各个测高点关于Z轴方向的高度差；
[0062](4.2)所述的数控系统根据高度差校正所述的切割刀具在所述的各个测高点关于Z轴方向的位置。
[0063]在一种更优选的实施方式中，所述的数控系统根据高度差校正所述的切割刀具在所述的各个测高点关于Z轴方向的位置，具体为:
[0064]所述的数控系统在所述的各个测高点将所对应工件机械坐标与所述的高度差进行相加，并根据相加结果重新确定工件原点的Z轴坐标值。
[0065]在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(I)之前，包括以下步骤:
[0066](0.1)所述的数控系统确定所述的工件的原点坐标。
[0067]在一种