[发明专利]一种数控加工基坐标系的标定方法

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于包括以下步骤：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=LX11LY21=LY11‑cos(A1+A0)*L1LZ21=LZ11‑sin(A1+A0)*L1四轴转台A轴起始角度A0=0，转动角度后则为对应角度值，如四轴转台转30度，则A0=30，A1为常值，A0为变量值；步骤2、构建坐标计算模型将上述测量工具获得的数据输入电脑中，构建此数控机床的四轴转台与夹模安装中心的坐标计算模型，所述的数据包括四轴旋转中心坐标LX11、LY11、LZ11；夹模安装中心坐标LX21、LY21、LZ21，该夹模安装中心坐标值将围绕四轴旋转中心点，以L1为半径拟合为一圆弧轨迹；步骤3、构建产品坐标系计算公式以夹模安装中心为基准，夹模设计时将产品固定于夹模中，在此设产品加工坐标系分别为G54、G55、G56、G57、G58、G59、G54.1、G54.2……；假设各坐标系对应坐标值为如下所示：G54坐标系值为：X54、Y54、Z54G55坐标系值为：X55、Y55、Z55G56坐标系值为：X56、Y56、Z56…G54坐标系计算公式为：X54 = LX21 + LX31；Y54 = LY21 + LY31；Z54 = LZ21 ‑ LZ31；其中，LX31为夹模安装中心X基面与产品X向中心间距离，LX31、LY31、LZ31均以夹模安装中心为基准，依笛卡儿坐标系判断数值的正负；则G56坐标系计算公式为：X56=(X1‑LX31)+LX21；Y56=（LY31‑Y1）+LY21；Z56=（Z1‑LZ31）+LZ21；其中，X1、Y1、Z1为G56相对于产品基准坐标G54的距离数值，依笛卡儿坐标系判断数值的正负；依此类推，可获得其他G55、G57、G58、G59……的坐标系计算公式；步骤4、产品参数输入依夹模设计工艺尺寸及依图纸设计的产品各坐标系间尺寸所组成的产品参数，包括夹模安装中心与产品基准坐标G54的参数组（LX31、LY31、LZ31），各坐标系间尺寸参数（X1、Y1、Z1；X2、Y2、Z2；……）及角度参数（A0、A1）；基于步骤2的坐标计算模型，应用步骤3的产品坐标系计算公式，通过输入上述产品参数，计算出该产品的所有坐标系的数值，即X54、Y54、Z54；X55、Y55、Z55；X56、Y56、Z56；……；同时，系统自动生成该产品加工标准程序架构；然后，用户在此标准程序架构中完善该产品的加工工艺程序，从而形成待加工产品完整的产品程序；步骤5、程序传输加工将所述待加工产品完整的产品程序传输到机床中，夹模以夹模安装中心点为定位基准安装在四轴转台；然后，将产品放入夹模中夹紧；最后，进行刀具对刀与补偿输入,启动机床运行程序加工产品。