基于宏程序实现工件零点跟随的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于宏程序实现工件零点跟随的方法，该方法包括以下步骤：将转台中心点在机床坐标系中的坐标输入工件坐标偏置存储器中，将工件安装在转台上，确定工件零点相对于转台中心点的坐标，将转台旋转角度后的工件零点相对于转台中心点的坐标输入到工件坐标偏置存储器中，建立转台旋转角度后的工件零点与机床坐标系零点的坐标相对关系，输入到工件坐标偏置存储器中。本发明在实际加工中可以实现第四轴任意角度的定角度加工，在加工过程中不需要再次进行手工计算工件坐标系零点或再次找正，节省了加工过程的时间，提高了生产效率，并且加工过程中根据该方法所编的固定的程序不会出现错误，提高了工件加工的精度。
【专利说明】基于宏程序实现工件零点跟随的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在数控机床上运行程序的方法，具体涉及一种基于宏程序在四轴数控机床上实现工件零点跟随的方法。
【背景技术】
[0002]在当今的数控系统中，宏程序的功能是非常强大的，利用宏程序来制作一些固定循环已经获得了广泛的应用。G54-G59是数控加工的工件坐标系零点偏置指令，该指令一经设定，机床坐标系中的工件坐标原点位置保持不变，与刀具的当前的位置无关。四轴数控机床是指除X、Y、Z三轴外，还有一旋转工作台，立式机床为绕Z轴旋转的C轴，卧式机床为绕Y轴旋转的B轴。在这些数控机床上加工工件时，工件装在旋转工作台上，操作者找正工件上的基准，将找正数据输入到数控机床的坐标偏置寄存器中，就确定了一工件坐标系。工件坐标系是随工件形状及装夹位置不同而需随机设定，即工件坐标系对不同的零件来说是可变的。在四轴数控机床加工工件过程中，由于加工的需要当第四轴转过一定的角度时需要再重新找出工件坐标的零点，这个过程中如果每次都进行繁琐的手工计算或工件旋转后再次找正则比较费时，占据了大量的机床等待时间，效率比较低，而且容易出现错误。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种当第四轴转动一定角度后的工件零点坐标可通过该方法利用宏程序点位跟随得出，在四轴数控机床上能够实现五轴数控机床坐标系中工件的基于宏程序实现工件零点跟随的方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0005]该方法包括以下步骤:
[0006](I)将转台中心点在机床坐标系中的坐标输入工件坐标偏置存储器中；
[0007](2)将工件安装在转台上，确定工件零点相对于转台中心点的坐标；
[0008](3)将转台旋转角度后的工件零点相对于转台中心点的坐标输入到工件坐标偏置存储器中；
[0009](4)建立转台旋转角度后的工件零点与机床坐标系零点的坐标相对关系，输入到工件坐标偏置存储器中。
[0010]本发明的优点是:
[0011]在实际加工中可以实现第四轴任意角度的定角度加工，在加工过程中无须再进行手工计算所需的工件零点坐标或再次找正，节省了加工过程的时间，提高了生产效率，并且在加工过程中根据该方法所编的固定程序不会出现错误，提高了工件加工的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明机床坐标系中工件坐标系位置关系示意图；
[0013]图2是本发明转台旋转一定角度后工件坐标系位置关系示意图。【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0015]由图1-图2可知，本发明该方法包括以下步骤:
[0016](I)将转台中心点在机床坐标系中的坐标输入工件坐标偏置存储器中；
[0017](2)将工件安装在转台上，确定工件零点相对于转台中心点的坐标；
[0018](3)将转台旋转角度后的工件零点相对于转台中心点的坐标输入到工件坐标偏置存储器中；
[0019](4)建立转台旋转角度后的工件零点与机床坐标系零点的坐标相对关系，输入到工件坐标偏置存储器中。
[0020]本发明在不同的机床实现工件零点跟随功能程序的具体编程过程会有所不同，这个主要取决于机床自身的结构，但是实现零点跟随功能的编程所采用的输入输出方式是相同的。
[0021 ] #5221 (G54零点的X轴零点的机床坐标)
[0022]#5223 (G54零点的Z轴零点的机床坐标)
[0023]#5241 (G55零点的X轴零点的机床坐标)
[0024]#5242 (G55零点的Y轴零点的机床坐标)
[0025]#5243 (G55零点的Z轴零点的机床坐标)
[0026]#5244 (G55零点的B轴零点的机床坐标)
[0027]#5261 (G56零点的X轴零点的机床坐标)
[0028]#5262 (G56零点的Y轴零点的机床坐标)
[0029]#5263 (G56零点的Z轴零点的机床坐标)
[0030]#5264 (G56零点的B轴零点的机床坐标)
[0031]将这些变量读取出来赋值给局部变量，如下:
[0032]#3=#5221
[0033]#4=#5223
[0034]#1=#5241
[0035]#20=#5242
[0036]#2=#5243
[0037]#21=#5244
[0038]本发明首先将转台中心点设为工件坐标系G54零点，将工件在转台上的位置设为工件坐标系G55零点，根据G54零点和G55零点的关系，有:
[0039]#5=ABS[#l-#3]
[0040]#6=ABS[#2-#4]
[0041]#5、#6是三角形ABC的两条直角边，将三角形ABC中的角C大小赋值给#7，斜边长度赋值给#10，如下:
[0042]#7=ATAN[#6] / [#5]
[0043]#10=SQRT[#5*#5+#6*#6]
[0044]当转台转动一个角度,将转动角度值赋值给#18，这个角度就是加工过程中所要转过的角度，这样形成另一个三角形ABC，在该三角形中，AC边的长度即为#10，将此时角C大小定义为#9，AB边长度定义#11，BC边长度定义为#12，可得出:
[0045]#9=#7+#18-90
[0046]#1I=ABS[SIN[#9]]*#10
[0047]#12=ABS[C0S[#9]]*#10
[0048]将转动一定角度后的G55零点的X轴零点的机床坐标定义为#13，Z轴零点的机床坐标定义为#14，得出转动一定角度后的G55零点与G54零点的关系，如下:
[0049]#13=#3+#11
[0050]#14=#4+#12
[0051]将#13，#14，#20, #21分别赋值给G56坐标零点各个轴的系统变量:
[0052]#5261=#13 (G56零点的X轴零点的机床坐标)
[0053]#5262=#20 (G56零点的Y轴零点的机床坐标)
[0054]#5263=#14 (G56零点的Z轴零点的机床坐标)
[0055]#5264=#21 (G56零点的B轴零点的机床坐标)
[0056]这样G56零点就是G55零点在旋转了一定角度后的工件零点，实现了工件零点的跟随功能。
[0057]下面给出使用本发明转换的宏程序代码例子，如下:
[0058]%
[0059]00100
[0060]#3=#5221
[0061]#4=#5223
[0062]#1=#5241
[0063]#2=#5242
[0064]#20=#5243
[0065]#21=#5244
[0066]#5=ABS[#l-#3]
[0067]#6=ABS [#2-#4]
[0068]#7=ATAN[#6] / [#5]
[0069]#10=SQRT[#5*#5+#6*#6]
[0070]#9=#7+#18-90
[0071]#11=ABS[SIN[#9]]*#10
[0072]#12=ABS[C0S[#9]]*#10
[0073]#13=#3+#11
[0074]#14=#4+#12
[0075]#5261=#13 (G56零点的X轴零点的机床坐标)
[0076]#5262=#20 (G56零点的Y轴零点的机床坐标)
[0077]#5263=#14 (G56零点的Z轴零点的机床坐标)
[0078]#5264=#21 (G56零点的B轴零点的机床坐标)
[0079]M99[0080] %
[0081]本发明通过设置三个工件坐标系G54、G55、G56，实现了在四轴数控机床上工件转台旋转任意角度后工件零点跟随功能，建立了工件零点与机床坐标系零点的关系，避免了繁琐的手工计算，节省了大量时间，进而提高了工作效率。
【权利要求】
1.一种基于宏程序实现工件零点跟随的方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)将转台中心点在机床坐标系中的坐标输入工件坐标偏置存储器中； (2)将工件安装在转台上，确定工件零点相对于转台中心点的坐标； (3)将转台旋转角度后的工件零点相对于转台中心点的坐标输入到工件坐标偏置存储器中； (4)建立转台旋转角度后的工件零点与机床坐标系零点的坐标相对关系，输入到工件坐标偏置存储器中。
【文档编号】G05B19/4093GK103645676SQ201310659438
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】王翔宇, 苏宝钰, 梁德彬 申请人:航天科工哈尔滨风华有限公司