數控鏜銑加工中心任意角度位置快速定位-加工中心網-數控機床市場（chǎng）網

您現（xiàn）在的位置：加工中心網> 技術前沿>數控鏜（táng）銑加工中心任意角度位置快速定位

數控鏜銑（xǐ）加（jiā）工中心任意角度位置快速定（dìng）位

2018-6-7 來源：常州南車鐵馬科技實業有限公司作者：趙飛

摘要：數控鏜銑加工中心適用於箱體類零件的加工，通常工（gōng）作台（tái）在 4 個特殊的位置（0°、90°、180°、270°）上加工，如遇（yù）到工件上有斜孔即工作台不在 4 個特殊（shū）的位置，而是旋轉一（yī）定角度，就需要定位加工，文中通過宏程序實現了數控鏜銑加工中心任意角度位置的快速定位，操作者隻需輸入幾個參數，機床就可按（àn）宏程序快速定位（wèi）建立坐標係加工。

關（guān）鍵詞：任（rèn）意角度；宏程序（xù）；快速定位

1、任意角度位置理（lǐ）論分析

假定：工件上有一任（rèn）意（yì）角度 α（0°～180°）位置的（de）斜孔M-N 需要加工（如圖 1 所示），現在分兩種位置分析:

1.1 α<90°位置（圖 1（a））

1）如（rú）要求斜孔軸心線與機床主軸中心同心且 M 靠主軸端，則工作台（工件）必須逆時（shí）針旋轉 α 角度，圖 1（a-1）位置（zhì）；

2）如要求斜孔軸心線與機床主（zhǔ）軸中心同心且（qiě） N 靠主軸（zhóu）端，則工作台（工件）必須（xū）順時針旋轉 90+α 角度，圖 1（a-2）位置。

1.2 90°<α<180°位置（圖 1（b））

1）如要（yào）求斜孔軸心線與機床主軸中（zhōng）心同心且 M 靠主軸端，則工作（zuò）台（工件）必須順（shùn）時針旋轉 α 角度，圖 1（b-1）位置；

2）如要求（qiú）斜孔軸心線與機床主軸中心同心且 N 靠主軸端，則工（gōng）作台（工件）必須逆時針旋轉 90+α 角度，圖 1（b-2）位置。

2 、任意角度位置計算

2.1 α<90°位置（zhì）（如圖 2 所示）

1）根據假定進（jìn）行分析，設定：工作台座標係（xì）為 G54，工作台為 0°位置，O為工作台（tái）回轉（zhuǎn）中（zhōng）心，斜孔軸心線為 M-N，B 點為建立工件坐標係原點，連接OB，∠OBA =β，C、E 分（fèn）別為通過O、B在 MN 線上的垂點（diǎn），D 為 OB 與 MN 的交點，當 MN 在 OB 之間時，為圖 2（a）和圖 2（b）所示，當 MN 不在 OB 之間時，為圖 2（c）和圖 2（d）所（suǒ）示。

2）重點分析圖 2（a）位置為例：a.#900/2 為機床 X 軸工（gōng）作台中心機械坐標，#901/2 為機床工作台 V 軸中心原點（diǎn）機械坐標（biāo），兩參數機床均已確定（已知），b.#5221、#5223、#5224、#5225 分別為

X 軸、Z 軸、W 軸、V 軸的坐標，4 個參數均在建立坐標係時已知，c.根據工件已知條件 α 角度，可計算出 BE 數值，通（tōng）過圖（tú） 2（a）幾何關係的計算，求出 OC，鏜杆主（zhǔ）軸中心隻要按宏程序指令偏移工作台中心 OC 值（zhí）及工（gōng）作台按指令（lìng）要求旋（xuán）轉，就能使主軸中心與斜孔軸心線 MN 重合，實行快速定位。

在△BMN 與△BEN 中，∠BNM 為公共角，E 為（wéi）垂點，

∴△BMN∽△BEN，∠EBN=α，

∵∠DBE=∠OBN-∠EBN，∠OBN=β

∴∠DBE=β-α

又 ∵ 在△OCD 與△BED 直角三角形中，∠ODC 與（yǔ）∠BDE 為對（duì）頂（dǐng）角相（xiàng）等，

∴△OCD∽△BED，∠DOC 與（yǔ）∠DBE 相等。在直（zhí）角△OFB 中（zhōng），

OF=#105=#901/2-#5223-#5224-#5225，

BF=#900/2-#5221

∴OB=SQRT（OF*OF+BF*BF）= SQRT（#105*#105*+（#900/2-#5221）*（#900/2-#5221）

∴β=arctan（BF / OF）

在直角△BED 中，∠DBE=β-α，BE（已知可求）

∴BD=BE/cos（∠DBE）= BE/cos（β-α）

在直角△OCD 中（zhōng），又 ∵OD=OB-BD，

∠DOC=∠DBE=β-α

∴OC=OD/cos（∠DBE）=（OB-BD）/cos（β-α）。

如按機床宏程序變（biàn）量設製要求，進（jìn）行設置為：

BE=#100，BD=#101，OD=#102，OB=#103，OC=#104，

∴#101=#100/COS（β-α）

∴#102=#103-#101

∴#104=#102/COS（β-α）

3）通過對圖（tú） 2（a）的分析和計算，用同樣的方（fāng）法，不（bú）難求出 α<90°時，其它 3 種位（wèi）置 OC 的變量值，如表 1 所（suǒ）示。

從表 1 可分析（xī）出，4 種位置情況的（de） OC（#104）值，由於（β-α）和（α-β）始終在-90°~+90°之間，因此 cos（β-α）與cos （α-β）始終相等（děng）且為正（zhèng）值，所以 OC 值主要取決於#102 的正負值，隻要在宏程序編製中 #102 給於絕對值，那麽圖 2 的 4 種位置就完全一樣。

2.2 90°<α<180°位置（如（rú）圖 3 所示）

設置（zhì）：α1=180°-α，β1=90°-β，見圖 3（a）。用上（shàng）述圖 2（a）的分析方法，同樣可分析出 90°<α<180°位置的 6 種情（qíng）況，在這裏不再進一（yī）步展開分析，僅把計算結果列於表 2。從表 2 內容進行（háng）分析（xī），6 種位置情況比較複雜，因此宏程序比較難判斷哪一（yī）種（zhǒng）位置，為此再設定 2 個參數，如圖 3（a）所示，設：工件（jiàn）的前麵及右側麵分別為 1 和2，那麽圖 3（a）、圖（tú） 3（b）、圖 3（c）M 點都在1 麵上，圖 3（d）、圖（tú） 3（e）、圖 3（f）M 點都在2 麵上（shàng），根據以上設定，我們就可以對 6 種位置的情況進行判斷：圖3（a）：經過（guò）1麵，且 α1<β1；圖 3（b）：經過（guò）1麵，且α1>β1，#102<#100；圖 3（c）：經過 1 麵，且（qiě） α1>β1，#102>#100；圖 3（d）：經（jīng）過 2 麵（miàn），且 α1>β1；圖 3（e）：經過 2 麵，且α1<β1，#102<#100；圖（tú） 3（f）：經過 2 麵（miàn），且α1<β1，#102>#100。

2、任意角度位置宏程序編製

o00003501（SETUP WORK COORDINATE）（#910 input angle）（在存儲單元 #910 輸入斜（xié）孔角度，即:與 X 正向軸線的夾角 α）（#100 input projection distance）（在存儲單元 #100 輸入工（gōng）件坐標係原點到斜孔軸（zhóu）心線在 XZ 平麵內的投影的距離（lí），）

（#912 table clockwise input 1）（工作台順時針轉（zhuǎn）時，在存儲單元#912 輸入 1）

（#913 input 1 or 2 ）（當 90°<α<180°時，參見圖 3：M 點在 1 麵上時，#913 輸入 1，M 點在 2 麵上時，#913 輸入 2）

（X#5221，Y#5222，Z#5223，W#5224，V#5225）（坐標係 G54，工作台 B0）

（X#5301，Y#5302，Z#5303，W#5304，V#5305）（當任意角度軸線（xiàn）轉至與 W 軸平行時，坐標為 G58）

#900=-18500.754（已知工作台 X 方向機（jī）械坐標係）

#901=-7650.077（已知工作台（tái） V 方向機械坐標係）

#904=-600（建坐標係（xì）時 W 位置）

#905=-1500（建坐標係時工作台 V 方向位置）

#5302=#5222

#5303=#5223+200（建坐標係時滑枕伸出（chū） 200）

#5224=#904

#5225=#905

#908=#5223+#5224+#5225

#105=#901/2-#908

IF［#910 GT90］

GOTO100（α<90°時執行以下程序，參見圖 2）

#925=#105*#105

#926=［#900/2-#5221］*［#900/2-#5221］

#103=SQRT［#925+#926］

#106=ATAN［ABS［#900/2-#5221］］/［ABS［#105］］

#101=#100/COS［#106-#910］

#102=#103-#101

#104=ABS［#102*COS［#106-#910］］

IF［#912 EQ1］GOTO30

B［-90+#910］

N10 IF［#102 LT0］GOTO20

#5301=#900/2+#104（圖 2（a）（b）工作台逆時（shí）針旋轉，M 向（xiàng）主軸端）

GOTO200

N20 #5301=#900/2-#104（圖 2（c）（d）工作台逆時針旋轉，M 向主軸端）

GOTO200

N30 B［90+#910］

IF［#102 LT0］GOTO40（圖 2（a）（b）工作台順時針旋轉，N 向主軸端）

#5301=#900/2-#104

GOTO200

N40 #5301=#900/2+#104（圖 2（c）（d）工作台順時針旋轉，N 向主軸端）

GOTO200

N100 #911=180-#910（90°<α<180°時（shí）執行以下程（chéng）序，參見（jiàn）圖 3）

#103=SQRT［#105*#105+［#900/2-#5221］*［#900/2-#5221］］

#106=ATAN［ABS［#105］］/［ABS［#900/2-#5221］］

IF［#913 NE1］GOTO150

IF［#106 LT#911］GOTO110

#102=#103*SIN［#106-#911］

#104=#100+#102

IF［#912 EQ1］GOTO115

B［-90-#911］（工作台逆時針旋轉）

#5301=#900/2+#104（圖 3（a）N 靠主軸端）

GOTO200

N115 B［90-#911］（工作台順時（shí）針旋轉）

#5301=#900/2-#104（圖 3（a）M 靠主（zhǔ）軸（zhóu）端）

GOTO200

N110 IF［#100 LT#102］GOTO117

#102=#103*SIN［#911-#106］

#104=#100-#102

IF［#912 EQ1］GOTO118

B［-90-#911］（工作（zuò）台逆時針旋轉）

#5301=#900/2+#104（圖 3（b）N 靠主軸端）

GOTO200

N118 B［90- #911］（工作台順時針旋轉）

#5301= #900/2- #104（圖 3（b）M 靠主（zhǔ）軸端）

GOTO200

N117 #102=#103*SIN［#911-#106］

#104=［ABS［#100-#102］］

IF［#912 EQ1］GOTO119

B［-90-#911］（工作台逆時針旋轉）

#5301=#900/2-#104（圖 3（c）N 靠主軸端）

GOTO200

N119 B［90-#911］（工作台順（shùn）時針旋轉）

#5301=#900/2+#104（圖 3（c）M 靠主軸端）

GOTO200

N150

#103=SQRT［#105*#105+［#900/2-#5221］*［#900/2-#5221］］

#106=ATAN［ABS［#105］］/［ABS［#900/2-#5221］］

IF［#106 GT#911］GOTO160

#102=#103*SIN［#911-#106］

#104=#100+#102

IF［#912 EQ1］GOTO165

B［-90-#911］（工作台逆時針旋轉）

#5301=#900/2-#104（圖 3（d）N靠主軸端）

GOTO200

N165 B［90-#911］（工作台順時針旋轉）

#5301=#900/2+#104（圖 3（d）M 靠（kào）主軸端）

GOTO200

N160 #102=#103*SIN［#106-#911］

IF［#100 LT#102］GOTO167

#104=#100-#102

IF［#912 EQ1］GOTO168

B［-90-#911］（工作台（tái）逆時針旋轉）

#5301=#900/2+#104（圖 3（e）N 靠主軸端）

GOTO200

N168B［90-#911］（工作台順時針旋轉）

#5301=#900/2-#104（圖 3（e）M 靠主軸端）

GOTO200

N167#104=-#100+#102IF［#912 EQ1］GOTO169

B［-90-#911］（工作台逆時針旋轉）

#5301=#900/2-#104（圖 3（f）N 靠主（zhǔ）軸端）

GOTO200

N169 B［90-#911］（工作台順時針旋轉）

#5301=#900/2+#104（圖 3（f）M 靠主軸端）

N200 M30

3、結語

以上數控程序通過在數控鏜（táng）銑加工中心現（xiàn）場試驗，按 10 種（zhǒng）任意位置的孔分析的情況進行驗證，結果完全正確。宏程序（xù）操作簡單方便，操作者隻需輸入幾個參（cān）數（角度、距離、旋向、孔通過麵），就能實現機床的快速定位。

投稿箱：
如果（guǒ）您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資（zī）訊合作，歡迎聯係（xì）本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企（qǐ）推薦

業界視點

| 更多（duō）

行業數據

| 更多

博文選萃（cuì）

| 更多