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數控加工中工件的自動定位

時間:2007-12-29瀏覽:413次轉載:《制造技術與機床》收藏

  1工件自動定位原理

  工件位置的測量

  為說明問題并考慮實際裝夾情況,設工件只在XOY平面內偏斜。當工件安裝偏斜時,為確定機床坐標系與工件坐標系的關系,應首先測出工件所在位置。設圖1為安裝偏斜的工件,外輪廓為O'ABC,X'O'Y'為工件

  1工件自動定位原理

  工件位置的測量

  為說明問題并考慮實際裝夾情況,設工件只在XOY平面內偏斜。當工件安裝偏斜時,為確定機床坐標系與工件坐標系的關系,應首先測出工件所在位置。設圖1為安裝偏斜的工件,外輪廓為O'ABC,X'O'Y'為工件坐標系,XOY為機床坐標系。利用測量頭沿O'A邊任意測量兩點,顯示出測頭中心坐標( x1,y1),( x2,y2),再沿O'C邊任意測出另外兩點( x3,y3),( x4,y4),由以上4點并考慮測頭半徑r,可求出O'點坐標值及O'A邊傾斜角a為

  a=tan-1[( y2-y1)/( x2-x1)]

  ?x=( k1 x1-k2 x3-y1+y3)/(k1-k2)+rcos [(b+a)/2]/sin[(b-a)/2]

  ?y=[( k1 y3-k2 y1)+k1 k2 ( x1-x3)]/(k1-k2)+r sin[(b+a)/2]/sin[(b-a)/2]

  式中:k1=tana

  k2=tanb=( y3-y4)/(x3-x4)

  坐標變換

  設在工件坐標系X'O'Y'下的某點坐標值(x',y'),若已知工件坐標系X'O'Y相對機床坐標系XOY平移?x、?y,并旋轉一角度a,在XOY坐標系下該點的坐標值,可按下式求出為

  x=x'cosa-y'sina+?x

  y=x'sina+y'cosa+?y

  自動定位方法的實現及程序框圖

  根據測量點求出a、?x、?y后,由坐標變換公式,

  可修正原數控代碼中的坐標值,生成新的數控代碼,按新的數控代碼加工即可獲得與原方法相同的加工結果。

  這一方法實際操作非常簡便,即只需測出4個點的坐標值并將其輸入計算機,計算和修正原數控代碼的工作可由編制好的程序自動完成。因只需作簡單的計算和修正原數控代碼中的坐標值,所編程序可方便地用Borland C++實現,其程序框圖見圖2。

  所示工件,加工內腔體輪廓ABCD,各點坐標為A(10,10)、B(60,10)、C(60,40)、D(10,40),圖中用箭頭標出了走刀路線,原數控加工代碼為

  N10 G90 G54 G00 X40.0 Y30.0:

  N11=15.0,

  N12 G41 G01 X40.0 Y10.0 F100 D01:

  N13 X60.0 Y10.0:

  N14 X60.0 Y40.0:

  N15 X10.0 Y40.0:

  N16 X10.0 Y10.0:

  N17 X40.0 Y10.0:

  N18 G40 X40.0 Y30.0:

  ……

  工件安裝偏斜后,已知測頭半徑r為10mm,經測量得(10.92,-8.26),(60.84,-5.64),(-9.58,40.62),(-8.01,10.66),將其代入修改程序后,可輸出新的數控代碼為

  N10 G90 G54 G00 X40.88 Y33.25:

  N11 Z15.0:

  N12 G41 G01 X41.92 Y13.28 F100 D01:

  N13 X61.89 Y14.33:

  N14 X60.32 Y44.29:

  N15 X10.39 Y41.67:

  N16 X11.96 Y11.71:

  N17 X41.92 Y13.28:

  N18 G40 X40.88 Y33.25:

  以新的數控代碼進行加工即可獲得與原方法相同的加工結果,顯然加工精度不會改變。

  3結論

  提出了以加工工件為基準的自動定位原理。該方法可放寬對工件安裝的要求,并可獲得與原方法相同的加工結果,對縮短工件安裝調整時間,提高生產效率有一定實際意義。

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