專利名稱：一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)。
技術(shù)背景 因?yàn)榕P式加工中心優(yōu)越的加工性能.在汽車、內(nèi)燃機(jī)、航空、航天、造船、家電等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。致使國(guó)內(nèi)各相關(guān)行業(yè)在對(duì)臥式加工中心的應(yīng)用提出了更高的要求，其中臥式加工中心四軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)的坐標(biāo)尋找方式一直困擾了機(jī)床的使用者。目前在使用臥式加工中心做零件的四軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)，必須將被加工零件坐標(biāo)中心(XZ坐標(biāo))與加工機(jī)床第四軸回轉(zhuǎn)中心重合，因?yàn)槟壳巴ㄓ玫乃妮S加工中，X軸與Z軸定位后，將不再移動(dòng)，X軸指向第四軸回轉(zhuǎn)軸心線，Z軸坐標(biāo)控制圓柱表面向軸心的切削深度.這時(shí)只有Y軸坐標(biāo)與第四軸坐標(biāo)B進(jìn)行運(yùn)動(dòng)切削。所以被加工零件必須與機(jī)床第四軸回轉(zhuǎn)中心重合，否則機(jī)床將不能進(jìn)行加工。而要將零件的回轉(zhuǎn)中心裝夾到機(jī)床第四軸回轉(zhuǎn)中心，保證比較好的同軸度，這是一個(gè)非常困難的過程，進(jìn)而對(duì)機(jī)床的操作者提出了非常高的要求，但是常因裝夾問題而影響到被加工零件的品質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)，可以減少機(jī)床操作者的裝夾難度，提高加工效率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)，包括帶有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床，所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上設(shè)有位置傳感器，所述位置傳感器用于采集回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上工件的位置；所述位置傳感器與計(jì)算裝置相連，所述計(jì)算裝置用于根據(jù)位置傳感器得到的工件位置計(jì)算該工件位置與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的關(guān)系；所述計(jì)算裝置的輸出端還與控制器相連，所述控制器用于根據(jù)計(jì)算裝置的輸出結(jié)果控制機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行加工。所述計(jì)算裝置為MCS51系列單片機(jī)。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型通過采集裝置對(duì)加工零件的安裝位置進(jìn)行采集，并通過計(jì)算裝置使用通用的的Y軸與第四軸B坐標(biāo)的G代碼程式，因此不需要考慮工件在機(jī)床上裝夾位置便可以節(jié)省零件裝夾后等待程序的時(shí)間，提高了生產(chǎn)流程的時(shí)間，從而減少了機(jī)床操作者的裝夾難度，機(jī)床操作者不需要考慮工件在工件臺(tái)上的位置，節(jié)省了大量的機(jī)床操作時(shí)間，提高了機(jī)床的使用效率。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖；[0010]圖2是本實(shí)用新型中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)，如圖I所示，包括帶有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床，所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上設(shè)有位置傳感器，所述位置傳感器用于采集回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上工件的位置；所述位置傳感器與計(jì)算裝置相連，所述計(jì)算裝置用于根據(jù)位置傳感器得到的工件位置計(jì)算該工件位置與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的關(guān)系；所述計(jì)算裝置的輸出端還與控制器相連，所述控制器用于根據(jù)計(jì)算裝置的輸出結(jié)果控制機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行加工。 位置傳感器的工作原理如下當(dāng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上放置有工件時(shí)，位于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的位置傳感器可以測(cè)得該工件距離其安裝位置的距離以及角度，根據(jù)測(cè)得的距離和角度可得到工件在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的具體位置。所述計(jì)算裝置可以采用MCS51系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算裝置得到工件在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的具體位置后可通過以下方式對(duì)工件的坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換原理如圖2所示。XZ 軸補(bǔ)嘗公式X = X(原)+R*Cos(a_B) ;Z = Z(原)+R*Sin(a_B)。其中,X為補(bǔ)償后的X坐標(biāo),Z為補(bǔ)嘗后的Z坐標(biāo)，X(原)為補(bǔ)償前的X坐標(biāo),Z (原)為補(bǔ)嘗前的Z坐標(biāo)，R為補(bǔ)嘗的圓周半徑，a為偏移后的零件坐標(biāo)與回轉(zhuǎn)臺(tái)中心的夾角，B為NC程序中輸出的B軸坐標(biāo)。本實(shí)用新型可采用本四軸聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)補(bǔ)嘗方法，在不增加任何成本的情況下，并仍然使用零件回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)編程，只需輸出Y軸和B軸坐標(biāo)，保證輸出的G代碼在所有機(jī)床的通用性。只是將輸出的Y坐標(biāo)的位址符Y修改即可，并將原來(lái)在CAM軟件中進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方式通過推導(dǎo)驗(yàn)證，得到其正確的公式，并寫入到機(jī)床控制器中，這樣就可以使用通用的Y軸與第四軸B坐標(biāo)的G代碼程序，在機(jī)床上轉(zhuǎn)換成XYZB四軸聯(lián)動(dòng)的加工，可以將被加工零件放在臥式加工中心第四軸工作臺(tái)的任意位置，并將直接測(cè)出的零件坐標(biāo)輸入到指定的機(jī)床坐標(biāo)系中，即可以進(jìn)行四軸聯(lián)動(dòng)加工。下面以一個(gè)具體實(shí)施例介紹本實(shí)用新型的使用。機(jī)床設(shè)定過程將工件裝夾在第四軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的任意位置，并設(shè)定零件加工原點(diǎn)在機(jī)床上的機(jī)械坐標(biāo)，將其數(shù)據(jù)記錄在機(jī)床的G59坐標(biāo)系中，該零件的坐標(biāo)可通過位置傳感器獲取。設(shè)定機(jī)床第四軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中心為G54坐標(biāo)系(G54坐標(biāo)只需設(shè)定一次并保存)。在G代碼執(zhí)行四軸聯(lián)動(dòng)加工前必須計(jì)算出零件坐標(biāo)與機(jī)床第四軸回轉(zhuǎn)中心之間的坐標(biāo)關(guān)系，以方便后面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換使用。在四軸聯(lián)動(dòng)加工前增加一個(gè)自定義的M代碼或G代碼，這里設(shè)定為M128。首先必須在機(jī)床控制器中定義M128呼叫對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序，并計(jì)算出被加工零件的原點(diǎn)G59與G54坐標(biāo)系之間的關(guān)系，通過定義公用變量#190、#191輸出零件坐標(biāo)G59與G54坐標(biāo)之間的關(guān)系，這些均可以由計(jì)算裝置實(shí)現(xiàn)。加工時(shí)將對(duì)應(yīng)的XYZ坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在WVU，并將GOl直線加工轉(zhuǎn)換成自定義的G代碼，比如G101，GlOl必須在控制器中預(yù)先定義好，并通過GlOl呼叫坐標(biāo)轉(zhuǎn)換程式，將UVW對(duì)應(yīng)的值(#21、#22、#23)輸入到公式中進(jìn)行換轉(zhuǎn)。得到零件在機(jī)床上的實(shí)際加工的XYZ坐標(biāo)(#24、#25、#26)及B和F值，即可完成實(shí)際加工。加工程序在執(zhí)行加工時(shí)，控制器會(huì)一行一執(zhí)行，在執(zhí)行每一行時(shí)，都必須進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的計(jì)算，這樣機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)將不會(huì)連繼，會(huì)影響加工品質(zhì)和加工時(shí)間。為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，必須進(jìn)行程序預(yù)處理。所以在四軸聯(lián)動(dòng)加工前增加了 G41或G42。因?yàn)榈毒哌M(jìn)行G41/G42補(bǔ)正時(shí)，會(huì)進(jìn)行程序預(yù)處理，包括變量公式的預(yù)處理，但不對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)正.只使用其預(yù)處理功能，上述加工步驟由控制器實(shí)現(xiàn)控制。本實(shí)用新型通過采集裝置對(duì)加工零件的安裝位置進(jìn)行采集，并通過計(jì)算裝置使用通用的的Y軸與第四軸B坐標(biāo)的G代碼程式，因此不需要考慮工件在機(jī)床上裝夾位置便可 以節(jié)省零件裝夾后等待程序的時(shí)間，提高了生產(chǎn)流程的時(shí)間，從而減少了機(jī)床操作者的裝夾難度，機(jī)床操作者不需要考慮工件在工件臺(tái)上的位置，節(jié)省了大量的機(jī)床操作時(shí)間，提高了機(jī)床的使用效率。
權(quán)利要求1.一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)，包括帶有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上設(shè)有位置傳感器，所述位置傳感器用于采集回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上エ件的位置；所述位置傳感器與計(jì)算裝置相連，所述計(jì)算裝置用于根據(jù)位置傳感器得到的エ件位置計(jì)算該エ件位置與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的關(guān)系；所述計(jì)算裝置的輸出端還與控制器相連，所述控制器用于根據(jù)計(jì)算裝置的輸出結(jié)果控制機(jī)床對(duì)エ件進(jìn)行加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算裝置為MCS51系列單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心坐標(biāo)偏移補(bǔ)嘗系統(tǒng)，包括帶有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床，所述回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上設(shè)有位置傳感器，所述位置傳感器用于采集回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上工件的位置；所述位置傳感器與計(jì)算裝置相連，所述計(jì)算裝置用于根據(jù)位置傳感器得到的工件位置計(jì)算該工件位置與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的關(guān)系；所述計(jì)算裝置的輸出端還與控制器相連，所述控制器用于根據(jù)計(jì)算裝置的輸出結(jié)果控制機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行加工。本實(shí)用新型使用通用的Y軸與第四軸B坐標(biāo)的G代碼程式，因此不需要考慮工件在機(jī)床上裝夾位置便可以節(jié)省零件裝夾后等待程序的時(shí)間，提高了生產(chǎn)流程的時(shí)間，從而減少了機(jī)床操作者的裝夾難度。
文檔編號(hào)B23Q15/00GK202572009SQ20122010824
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者王新兵 申請(qǐng)人:寧波海天精工機(jī)械有限公司