[发明专利]一种数控加工基坐标系的标定方法

说明书

本发明一种数控加工基坐标系的标定方法，只需一次性测量和采集机床数据后，通过数学计算，得到各类中心点、坐标值、轨迹等，通过坐标计算模型、产品坐标系计算公式、依图纸设计输入的被加工产品各坐标位置间的尺寸要求，在系统自动产生被加工产品任意角度定位坐标值和产品程序架构后，该产品程序含该机床、夹模等所有数据，调机时无需再进行手工输入操作或任何坐标系（值）寻找与反复纠正；最后，CNC技术员将产品程序传输到该机床中，进行刀具对刀加工，即可获得该产品的首件合格品，从而实现快速调机，首件为合格品为目标。

技术领域

本发明涉及一种数控加工基坐标系的标定方法。

背景技术

随着，卫浴五金行业“小批量、多机种、短交期”个性化、订单式生产模式的越来越明显，导致产品加工换产（CNC调机）变得非常频繁。再者，劳动密集型企业劳动力成本、设备稼动率等因素已成企业经营的主要问题之一。最终，只有落实“精益生产”、“快速换产”、“智能制造”才是未来传统劳动密集型企业升级转型的法宝。

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。

目前，在卫浴五金行业中，采用数控机床配四轴转台一次装夹加工产品所有角度工序，每个角度均需找出工件坐标零点并分别设定为G54、G55、G56...，如图1所示，采用“试切法”进行调整，过程为：“手工找坐标--试切产品--检测—调整坐标—再试切—再检测—再调整坐标”，通过反复试错调整手段，以获得各角度正确的坐标值和合格产品。该试切调整法将产生大量找坐标、检测、误差纠正等多次重复辅助时间，直接影响设备稼动率与OEE指标；同时大幅度增加技术员的工作量和劳动强度。现有传统方法，均不适应现有行业“小批量、多机种、短交期”个性化、订单式生产模式所需；同时，与制造业现行的“精益生产”及未来“智能制造”不相符合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控加工基坐标系的标定方法，解决了在数控机床配四轴转台，一次装夹加工产品任意角度时，寻找调整坐标费时费力、效率低、设备稼动率不高、技术员工作量大和劳动强度高等问题。

本发明一种数控加工基坐标系的标定方法，数控机床装配有四轴转台，包括以下步骤：

步骤1、采集机床数据

（1）对四轴转台A轴起始角度进行零点校正，采集四轴转台A轴起始角度值A0；

（2）测量四轴旋转中心点及计算夹模安装中心轨迹

将测量工具安装在数控机床主轴上，将四轴转台旋转一周，通过测量工具采集若干个样点数据组，通过该样点数据组计算对应的基于机床坐标系的四轴旋转中心点坐标值LX11、LY11、LZ11，并将计算得到的所述的四轴旋转中心点坐标值输入电脑中作为旋转数据；

当四轴转台A轴起始角度A0=0时，四轴旋转中心点与夹模安装中心点之间直线距离为L1，与水平夹角为A1，则夹模安装中心点坐标值为LX21、LY21、LZ21,具体计算公式如下：

LX21=LX11

LY21=LY11-cos(A1+A0)*L1