卧式加工中心坐标系自动补偿原理及程序设计

zhutou512* · 发表于 2015-1-25 20:10:04

简介

数控卧式加工中心机床在加工零件时，由于零件加工部位的需要，通常要求工作台旋转任意角度。当工件坐标系原点与工作台旋转中心重合时，工作台的旋转不会给加工带来影响。但是由于工件坐标系原点的选择是根据零件结构特点、编程的需要而确定的，通常被加工零件无法与工作台的旋转中心重合，工件坐标系原点的位置随着工作台的旋转，在机床坐标系中发生变化。因此，要重新设定工件坐标系原点。现在我们公司采用的方法是：一个面的工件坐标系原点设定好之后，根据补偿值，人工计算其他面的工件坐标系原点并输入到相应的工件坐标系中，容易出错，且只能计算工作台旋转90度、180度、270度位置的工件坐标系原点，不能计算任意旋转角度的坐标系原点。该程序可根据初始工件坐标系原点设定值，实现工作台旋转任意角度的工件坐标系原点自动补偿计算，并设定新的工件坐标系原点，自动输入到相应的工件坐标系中，减少了工件坐标系设定时间和出错的概率，提高了生产效率和准确性。

原理

当工件随夹具在工作台上安装后，初始工件坐标系原点经测量、设定后，在机床坐标系中即被确定。工件坐标系原点与工作台旋转中心的关系如下图所示：

根据主轴B端（机床原点）和工作台回转中心的相对位置，分为两种情况，第一种情况如下：

图中#110、#111表示工作台旋转中心O在机床坐标系中的X、Z值，#101、#103为初始工件坐标系原点A的测量设定值X、Z，#106、#107表示A点随工作台旋转一定角度后的B点的X、Z坐标。根据以上几何关系设计的自动补偿程序如下：#110=-624.94;#111=-199.5;回转中心都是负值

主程序

O7888;

G65A1B90C2P7999;

G65A1B180C3P7999;

G65A1B270C4P7999;

M30;

子程序

O7999;

#110=-624.94;

#111=-199.5;

IF[#1LT1]GOTO3000;

IF[#1GT60]GOTO3000;

IF[#1EQ49]GOTO3000;

IF[#1EQ50]GOTO3000;

IF[#1EQ51]GOTO3000;

IF[#1EQ52]GOTO3000;

IF[#1EQ53]GOTO3000;

IF[#1LE48]GOTO20；

#101=#[5221+[#1-54]*20];

#102=#[5222+[#1-54]*20];

#103=#[5223+[#1-54]*20];

#104=#[5224+[#1-54]*20];读取B轴的数据

GOTO30;

N20#101=#[7001+[#1-1]*20];

#102=#[7002+[#1-1]*20];

#103=#[7003+[#1-1]*20];

#104=#[7004+[#1-1]*20];

GOTO30;

N30#21=#101-#110;

#22=#103-#111;

#30=ABS[#21];

#31=ABS[#22];

IF[#2GT0]GOTO40;

#2=#2+360;

N40IF[#21EQ0]GOTO50;

IF[#22EQ0]GOTO60;

IF[#21GT0]GOTO70;

IF[#22GT0]GOTO80;

IF[#22LT0]GOTO90;

N50IF[#22EQ0]GOTO100;

IF[#22GT0]GOTO200;

IF[#22LT0]GOTO300;

N60IF[#21GT0]GOTO400;

IF[#21LT0]GOTO500;

N70IF[#22LT0]GOTO600;

IF[#22GT0]GOTO700;

N80#120=ATAN[#30] / [#31];

GOTO1000;

N90#120=ATAN[#31] / [#30]+90;

GOTO1000;

N100#101=#110;

#103=#111;

GOTO1050;

N200#120=180;

GOTO1000;

N300#120=0;

GOTO1000;

N400#120=270;

GOTO1000;

N500#120=90;

GOTO1000;

N600#120=ATAN[#30] / [#31]+180;

GOTO1000;

N700#120=ATAN[#31] / [#30]+270;

GOTO1000;

N1000#18=SQRT[[#101-#110]*[#101-#110]+[#103-#111]*[#103-#111]];

#19=#120+#2

#23=#18*SIN[#19];

#24=#18*COS[#19];

#25=ABS[#23];

#26=ABS[#24];

#108=#104+#2；

IF[#108LT360]GOTO800;

IF[#108GE360]GOTO900;

N900#108=#108-360；

N800IF[#19LE90]GOTO1010;

IF[#19LE180]GOTO1020;

IF[#19LE270]GOTO1030;

IF[#19LE360]GOTO1040;

IF[#19LE450]GOTO1010;

IF[#19LE540]GOTO1020;

IF[#19LE630]GOTO1030;

IF[#19LE720]GOTO1040;

N1010#106=#110-#25;

#107=#111+#26;

GOTO2000;

N1020#106=#110-#25;

#107=#111-#26;

GOTO2000;

N1030#106=#110+#25;

#107=#111-#26;

GOTO2000;

N1040#106=#110+#25;

#107=#111+#26;

GOTO2000;

N1050#106=#110;

#107=#111;

#108=#104+#2；

IF[#108GE360]GOTO1060;

N1060#108=#108-360;当基准工件坐标系是位于270时，旋转240度时超过360度的处理

N2000 IF[#3LT1]GOTO3000;

IF[#3GT60]GOTO3000;

IF[#3EQ49]GOTO3000;

IF[#3EQ50]GOTO3000;

IF[#3EQ51]GOTO3000;

IF[#3EQ52]GOTO3000;

IF[#3EQ53]GOTO3000;

IF[#3LE48]GOTO2200；

N2100#[5221+[#3-54]*20] =#106;

#[5222+[#3-54]*20] = #102;

#[5223+[#3-54]*20] = #107;

#[5224+[#3-54]*20] = #108;赋值B轴的数据

GOTO2300;

N2200#[7001+[#3-1]*20] =#106;

#[7002+[#3-1]*20] =#102;

#[7003+[#3-1]*20] = #107;

#[7004+[#3-1]*20] = #108; 赋值B轴的数据

N2300 M99;

N3000#3000=21;(#A&#C DATA ERROR)

该程序已经在‘斗山HM800卧式加工中心’成功验证。

第二种情况如下：#110=525.035; #111=-99.92;回转中心一正一负

主程序

O7888;

G65A1B90C2P7999;

G65A1B180C3P7999;

G65A1B270C4P7999;

M30;

zhutou512* · 发表于 2015-1-25 20:10:53

(接上)子程序
O7999;
#110=-624.94;
#111=-199.5;
IF[#1LT1]GOTO3000;
IF[#1GT60]GOTO3000;
IF[#1EQ49]GOTO3000;
IF[#1EQ50]GOTO3000;
IF[#1EQ51]GOTO3000;
IF[#1EQ52]GOTO3000;
IF[#1EQ53]GOTO3000;
IF[#1LE48]GOTO20；
#101=#[5221+[#1-54]*20];
#102=#[5222+[#1-54]*20];
#103=#[5223+[#1-54]*20];
#104=#[5224+[#1-54]*20];
GOTO30;
N20#101=#[7001+[#1-1]*20];
#102=#[7002+[#1-1]*20];
#103=#[7003+[#1-1]*20];
#104=#[7004+[#1-1]*20];
GOTO30;
N30#21=#101-#110;
#22=#103-#111;
#30=ABS[#21];
#31=ABS[#22];
IF[#2GT0]GOTO40;
#2=#2+360;
N40IF[#21EQ0]GOTO50;
IF[#22EQ0]GOTO60;
IF[#21GT0]GOTO70;
IF[#22GT0]GOTO80;
IF[#22LT0]GOTO90;
N50IF[#22EQ0]GOTO100;
IF[#22GT0]GOTO200;
IF[#22LT0]GOTO300;
N60IF[#21GT0]GOTO400;
IF[#21LT0]GOTO500;
N70IF[#22LT0]GOTO600;
IF[#22GT0]GOTO700;
N80#120=ATAN[#30] / [#31];
GOTO1000;
N90#120=ATAN[#31] / [#30]+90;
GOTO1000;
N100#101=#110;
#103=#111;
GOTO1050;
N200#120=180;
GOTO1000;
N300#120=0;
GOTO1000;
N400#120=270;
GOTO1000;
N500#120=90;
GOTO1000;
N600#120=ATAN[#30] / [#31]+180;
GOTO1000;
N700#120=ATAN[#31] / [#30]+270;
GOTO1000;
N1000#18=SQRT[[#101-#110]*[#101-#110]+[#103-#111]* [#103-#111]];
#19=#120+#2
#23=#18*SIN[#19];
#24=#18*COS[#19];
#25=ABS[#23];
#26=ABS[#24];
#108=#104+#2；
IF[#108LT360]GOTO800;
IF[#108GE360]GOTO900;
N900#108=#108-360；
N800IF[#19LE90]GOTO1010;
IF[#19LE180]GOTO1020;
IF[#19LE270]GOTO1030;
IF[#19LE360]GOTO1040;
IF[#19LE450]GOTO1010;
IF[#19LE540]GOTO1020;
IF[#19LE630]GOTO1030;
IF[#19LE720]GOTO1040;
N1010#106=#110-#25;
#107=#111+#26;
GOTO2000;
N1020#106=#110-#25;
#107=#111-#26;
GOTO2000;
N1030#106=#110+#25;
#107=#111-#26;
GOTO2000;
N1040#106=#110+#25;
#107=#111+#26;
GOTO2000;
N1050#106=#110;
#107=#111;
#108=#104+#2；
IF[#108GE360]GOTO1060;
N1060#108=#108-360;
N2000 IF[#3LT1]GOTO3000;
IF[#3GT60]GOTO3000;
IF[#3EQ49]GOTO3000;
IF[#3EQ50]GOTO3000;
IF[#3EQ51]GOTO3000;
IF[#3EQ52]GOTO3000;
IF[#3EQ53]GOTO3000;
IF[#3LE48]GOTO2200；
N2100#[5221+[#3-54]*20] =#106;
#[5222+[#3-54]*20] = #102;
#[5223+[#3-54]*20] = #107;
#[5224+[#3-54]*20] = #108;
GOTO2300;
N2200#[7001+[#3-1]*20] =#106;
#[7002+[#3-1]*20] =#102;
#[7003+[#3-1]*20] = #107;
#[7004+[#3-1]*20] = #108;
N2300 M99;
N3000#3000=21;(#A&#C DATA ERROR)