基于型線調整的汽輪機葉片加工方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于型線調整的汽輪機葉片加工方法。
【背景技術】
[0002] 現有汽輪機葉片在實際加工過程中，由于夾具制造的不準確、頂針孔位置不準確 等綜合因素，使葉片在完全正確的加工程序下卻加工出存在偏差的葉片型線。由于夾具的 偏移已經存在并且固定不變，實際加工過程中就需要修改五軸聯動程序去貼合葉片夾具等 因素產生的偏差。例如，第一片加工出來的葉片會存在卡角（Y軸偏差）、進出汽側偏差（Z 軸偏差）、根冠位置的偏差等。通過測量手段得到相應的數值后，程序員就相應的更改原始 加工程序，去貼合偏差。程序員更改某葉片的工作內容為：
[0003]更改 431. 2. 101. 031 葉片程序；
[0004] 五軸聯動法拉利機床向出氣側移0. 15;
[0005]根冠超銑0·5;
[0006]卡角減 0· 5;
[0007] 以98. 12檔為基點，轉角0.35。
[0008] 而一種葉片往往要通過2次以上的調整才能達到工藝要求。夾具裝夾越不穩(wěn)定的 夾具，程序調整的次數越多。即使調整程序成功，在更改機床的情況下，還要再次調整程序。 這就導致，程序員每天甚至每幾個小時內就需要給六臺法拉利機床修改葉片程序。而每次 使用TS85更改生成程序大概需要花費20分鐘以上，低壓缸葉片程序生成以小時計，程序員 大部分時間都浪費在修改五軸聯動程序上，造成程序員工作量大，工作效率低。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了解決現有的汽輪機葉片加工過程中，會加工出存在偏差的葉 片型線，且程序員手動輸入偏差修改量時導致存在工作量大、工作效率低的問題，而提出一 種基于型線調整的汽輪機葉片加工方法。
[0010] 一種基于型線調整的汽輪機葉片加工方法，所述方法通過以下步驟實現：
[0011] 步驟一、定義：
[0012] ( -）、將工件與刀具接觸點為圓心且時刻轉動平移的工件坐標系作為五軸聯動 程序坐標系；其中，五軸聯動程序坐標系是關于轉角A的函數；刀具的刀軸方向為五軸聯動 程序坐標系的Z軸方向；
[0013](二）、在機床坐標系下Y-Z平面上利用確定的四個點絕對坐標，能夠根據五軸聯 動程序生成圓；其中，
[0014] 四個點絕對坐標為：
[0015]第一個點：X0,Y0,Z100,A90
[0016]第二個點：X0,Y-100,Z0,A180
[0017]第三個點：X0,Y0,Z-100,A270
[0018] 第四個點：X0,Y100,Z0,A360
[0019] 且，A指主軸絕對轉角；
[0020] (三）、五軸聯動程序坐標系沿著Y軸移動時Y值的變化規(guī)律：
[0021] 根據五軸聯動程序坐標系的時刻變化特性，當刀軸不通過回轉軸時，五軸聯動程 序坐標系的Y值不再為零，則五軸聯動程序坐標系沿著Y軸的移動呈現的變化規(guī)律是，通過 改變Z值和A值而使加工代碼中Y值改變，程序效果為：
[0022] 步驟二、求解五軸聯動程序坐標系的變換規(guī)律，得到瞬時坐標系的坐標變換矩 陣：
[0023] 當利用五軸聯動程序坐標系沿X軸或Y軸或Z軸移動進行實際機床加工時，將沿X 軸或Y軸或Z軸移動的參數轉換為工件坐標系下的數值，再通過轉換后的參數與G代碼中 的X、Y、Z值矢量進行加減操作。
[0024] 本發(fā)明的有益效果為：
[0025] 本發(fā)明設計一款軟件實現操作員自己輸入程序文件、輸入修改數據，自動生成轉 換文件，而不是依賴于TS85軟件。能大大的減輕程序員的工作量，避免的程序員每天重復 的完成這種毫無意義的工作。同時，所使用的轉換軟件生成程序的時間遠遠低于TS85生成 程序文件的時間，并且，操作員能夠及時的根據實際情況生成轉換文件，不需要等待程序員 空閑時間時才能修改程序，即使夜班在沒有程序員在場的情況下也可以進行程序調整。這 樣，無形中也提高了加工效率，實現了降本增效的目的。
[0026] 本發(fā)明葉片型線調整過程的特點：
[0027] 1、使技術員從五軸聯動Ferarri機床繁瑣的重復工作中解脫出來。周六周天晚上 遇到加急任務需要更改程序的情況下，也不需要技術員修改程序。機床操作者即可自行解 決，大大地提高的葉片加工效率；
[0028] 2、軟件操作簡單，將因加工控制程序出錯導致葉片廢料情況降低到零，目前來說， 還沒有一例是由于使用軟件錯誤而導致葉片廢料，得到車間操作員一致好評。
[0029] 程序軟件在機床windows2000BuiltonNTTechnology系統下運行平穩(wěn)，操作 簡單，計算速度快。一個30萬行左右的汽道型線加工轉換時間不超過30秒，遠遠超出了使 用TS85軟件生成程序的時間。計算數值符合正常計算數值結果。目前，軟件已經在葉片分 廠試用一段時間，運行良好，為葉片生產提供了強大的助力。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實施例1涉及的瞬時點坐標平移圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明實施例1涉及的四軸聯動復雜情況點坐標平移圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明實施例1涉及的機床擺動方向坐標變換圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明實施例1涉及的機床專用的操作系統界面；
[0034] 圖5為本發(fā)明實施例1涉及的程序軟件用戶使用界面圖；
[0035] 圖6為本發(fā)明實施例1涉及的機床上生成程序與源程序立體圖對比圖；
[0036] 圖7為本發(fā)明實施例1涉及的機床上生成程序與源程序比對Y-Z圖；
[0037] 圖8為本發(fā)明實施例1涉及的機床上生成程序與源程序比對X-Y圖；
[0038] 圖9為本發(fā)明實施例1涉及的程序軟件操作界面；
[0039]圖10為本發(fā)明實施例1涉及的程序轉換完畢時的界面圖；
[0040] 圖11為本發(fā)明實施例1涉及的軟件在機床上試運行出現的問題2圖示；
[0041] 圖12為本發(fā)明實施例1涉及的軟件增加對刀參數的軟件界面圖；
[0042] 圖13為本發(fā)明實施例1涉及的軟件可同步打開多個文件的界面圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0043] 一：
[0044] 本實施方式的基于型線調整的汽輪機葉片加工方法，所述方法通過以下步驟實 現：
[0045] 步驟一、定義：
[0046]( -）、將工件與刀具接觸點為圓心且時刻轉動平移的工件坐標系作為五軸聯動 程序坐標系；其中，五軸聯動程序坐標系是關于轉角A的函數；刀具的刀軸方向為五軸聯動 程序坐標系的Z軸方向；
[0047](二）、在機床坐標系下Y-Z平面上利用確定的四個關鍵點絕對坐標，能夠根據五 軸聯動程序生成圓；其中，
[0048] 四個關鍵點絕對坐標為：
[0049]第一個點：X0,Y0,Z100,A90
[0050]第二個點：X0,Y-100,Z0,A180
[0051]第三個點：X0,Y0,Z-100,A270
[0052]第四個點：X0,Y100,Z0,A360
[0053] 且，A指主軸絕對轉角；
[0054](三）、五軸聯動程序坐標系沿著Y軸移動時Y值的變化規(guī)律：
[0055] 根據五軸聯動程序坐標系的時刻變化特性，當刀軸不通過回轉軸時，五軸聯動程 序坐標系的Y值不再為零，則五軸聯動程序坐標系沿著Y軸的移動呈現的變化規(guī)律是，通過 改變Z值和A值而使加工代碼中Y值改變，程序效果為：
[0056] 步驟二、求解五軸聯動程序坐標系的變換規(guī)律，得到瞬時坐標系的坐標變換矩 陣：
[0057] 相對于機床坐標系，當利用五軸聯動程序坐標系沿X軸或Y軸或Z軸移動進行實 際機床加工時，但是，實際上五軸聯動的坐標系是工件坐標系，時刻以刀軸方向為Z軸方 向。如果考慮在不改變G代碼坐標的情況下，只有將沿X軸或Y軸或Z軸移動的參數轉換 為工件坐標系下的數值，再通過轉換后的參數與G代碼，即數控程序中的指令中的X、Y、Z值 矢量進行加減操作。
【具體實施方式】 [0058] 二：
[0059]與【具體實施方式】一不同的是，本實施方式的基于型線調整的汽輪機葉片加工方 法，步驟二所述求解五軸聯動程序坐標系的變換規(guī)律，得到瞬時坐標系的坐標變換矩陣的 過程為，
[0060] 步驟二一、設沿X軸或Υ軸或Ζ軸相對于前一個點的移動是相對數值