基于RunMyscreens的西門子數(shù)控系統(tǒng)五軸回轉中心自動測量功能開發(fā)
引言
隨著制造技術水平的不斷提高,精密數(shù)控設備數(shù)量的不斷增多,五軸數(shù)控加工中心在各領域應用越來越廣泛。機床精度直接影響著零件產(chǎn)品的質量,其中五軸加工中心回轉軸中心的零點偏差在加工過程中起著至關重要的作用。機床在長期使用過程中,由于加工振動、環(huán)境條件、不當操作等因素,回轉軸零點會發(fā)生變化[1-3],因此不定期檢測和校正回轉軸中心的位置數(shù)據(jù)十分必要,但其檢測標定方法相對比較煩瑣。
鑒于此,本文基于RunMySscrrns設計開發(fā)了一種快速、簡單的用于測量回轉軸中心零點位置的人機交互界面,通過常規(guī)的試切工件的方法獲得機床回轉中心最新的數(shù)據(jù),重新設置機床參數(shù)以滿足機床精度要求。實驗驗證表明,該方法切實可行。
1回轉中心檢測原理及方法
搖籃式五軸加工中心的軸分配規(guī)定為:三個直線軸分別對應五軸的第一、二、三軸,即X、Y、Z軸,第一旋轉軸對應第四軸,即A軸,第二旋轉軸對應第五軸,即C軸:其中第一旋轉軸的運動會改變第二旋轉軸的傾向。圖1為A、C軸旋轉中心的測量及計算方法。
其中偏移矢量I2指從機床基準點到回轉軸1的旋轉中心/交點的距離:偏移矢量I3指從回轉軸1的旋轉中心/交點到回轉軸2的旋轉中心/交點的距離:偏移矢量I4=-(I2+I3),如圖2所示。
測量C軸中心坐標的方法:利用尋邊器或刀具對測試件(圖3~圖6)位置進行尋邊,得到相關數(shù)據(jù),填入相應人機交互界面。
測量A軸中心坐標的方法:利用尋邊器或刀具對測試件(圖7~圖9)位置進行尋邊,得到相關數(shù)據(jù),填入相應人機交互界面。
被測件如圖10所示,為100mm×100mm×50mm尺寸的方料。
用于計算的矩陣算法如下:
式中:GC為繞Z軸旋轉C角后在xY平面內的坐標變換:GA為繞x軸旋轉A角后在YZ平面內的坐標變換:L為x,y,:初始坐標。
其中:
2人機界面開發(fā)
2.1開發(fā)環(huán)境及項目結構
RunMyscreens界面開發(fā)是基于系統(tǒng)定義好的框架和固定語法進行編程,運用界面底層的代碼和算法實現(xiàn)用戶工藝應用的需求,通過.com編譯器和.ini初始文件來實現(xiàn)。開發(fā)工具采用Notepad++或記事本,界面文件按圖11所示進行優(yōu)先級劃分,開發(fā)的程序代碼文件按圖12進行配置。
圖11文件目錄優(yōu)先級
圖12代碼文件配置
2.2人機界面設計
主配置文件"easyscreen.ini",用于定義界面使用的.com界面文件及其屬性,文件放置在"...\user\sinumerik\hmi\cfg",程序代碼如下:
[sTARTFILEs]
startFi1e01=area:=Custom,dia1og:=s1EsCustom-Dia1og,startfi1e:=Custom.com
配置文件"custom.ini",用于創(chuàng)建用戶啟動窗口(圖13),文件放置在"...\user\sinumerik\hmi\cfg",程序代碼如下:
[Header]
Text=用戶界面
[Picture]
Picture=1ogo.jpg
圖13啟動界面
回轉中心測量程序文件"custom.com"開發(fā)設計了A、C軸回轉中心零點自動計算的功能,文件放置在"...\user\sinumerik\hmi\proj",界面如圖14所示。其程序代碼如下:
//s(start)
Hs1=("回轉中心測量")
PREss(Hs1)
LM("Mask1")
ENDPREss
//END
//M一Mask1,HD=""{
defvar1=
一sT="\\bg.png",wR=0,x=30,Y=10,TxTH=380,TxTw=500{
defvar2=一sT="刀具長度",TYP="R[3]",wR=2,w=60,TxTx=125,TxTY=10,x=200,Y=10{
defvar3=一sT="刀具半徑",TYP="R[1]",wR=2,w=30,TxTx=265,TxTY=10,x=340,Y=10{
......
......
......
Vs5=("計算A軸")
Vs6=("計算C軸")
Vs7=("ExIT")
PREss(Vs5)
LM("Mask11")
ENDPREss
PREss(Vs6)
LM("Mask12")
ENDPREss
PREss(Vs7)
ExIT
ENDPREss
//END
圖14回轉中心測量界面
3結語
本文所設計開發(fā)的五軸回轉中心自動測量界面以G996RT數(shù)控加工中心為例,應用于西門子數(shù)控系統(tǒng),能快速實現(xiàn)機床回轉中心位置的測量,通過對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的調整,保證回轉軸的精度指標,避免在長期加工過程中由于零位的變化造成加工精度下降,能夠提高零件的加工尺寸精度,因而具有一定的推廣應用價值。
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