專利名稱：一種數(shù)控機床任意位置回參考點的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控機床任意位置回參考點的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)控機床的回參考點是保障加工精度和安全的重要手段。通常數(shù)控機床的回參考點方法如下在回參考點的方向上設(shè)置一個回參考點擋塊，通過快速尋找擋塊的回零開關(guān)信號，再反向減速離開擋塊，然后再慢速接近擋塊，尋找電機的Z脈沖來確定該方向的零點位置。這種方法主要存在如下缺點一是在回參考點前，應(yīng)確保回零軸位于參考點的“回參考點方向”相反側(cè)，如X軸的回參考點方向為負(fù)，則回參考點前，應(yīng)保證X軸當(dāng)前位置在參考點的正向側(cè)，否則應(yīng)手動移動該軸直到滿足此條件，這樣影響了回參考點的效率和安全性；二是有些大型機床不方便手動移動機床位置，此時只有就近回參考點，建立相應(yīng)的機床坐標(biāo)系，如只有一個回參考點擋塊，當(dāng)距離擋塊較遠(yuǎn)時，就不能進(jìn)行回參考點操作。這對保證正常加工是很不利的。
為解決上述問題，一般有兩種解決方案。一是數(shù)控機床的電機采用絕對式編碼器，但是由于絕對式編碼器應(yīng)用不廣泛，且使用成本較高，而且目前很多數(shù)控系統(tǒng)都不支持絕對式編碼器，使之應(yīng)用很困難；二是根據(jù)數(shù)控機床的回參考點位置調(diào)整擋塊的位置，這將使操作復(fù)雜，且沒有一般性，其應(yīng)用也不是很方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、效率高、具有普遍應(yīng)用的數(shù)控機床任意位置回參考點的方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)本發(fā)明方法通過在機床絲杠沿回參考點的軸方向上至少安裝不同長度的兩個擋塊，擋塊呈間隔分布在機床有效行程范圍內(nèi)，預(yù)存每個擋塊長度、各相鄰擋塊之間的間隔和第一個擋塊與機床起始零點的距離；回零時，獲取回零開關(guān)信號的變化來確定具體的回參考點擋塊，根據(jù)擋塊長度、Z脈沖的位置和擋塊間隔在機床任意位置分析建立數(shù)控機床的零點位置。這樣數(shù)控機床回參考點時可不受回零方向和位置的限定，在該絲杠的任意位置都可由最靠近的擋塊迅速找到機床零點位置。
所述確定具體的回參考點擋塊的過程為在回零過程中，分別記錄回零開關(guān)撞到某個擋塊時的位置和脫離該擋塊時的位置，得出兩次的位置差值，并和各個擋塊的長度進(jìn)行比較，與該差值最接近的擋塊為該次回零過程中具體的回參考點擋塊。
所述擋塊的具體數(shù)量可根據(jù)機床的回零軸長度確定。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下優(yōu)點1、本項發(fā)明的應(yīng)用對象是開放式數(shù)控系統(tǒng)，其測量、運算、決策均與數(shù)控系統(tǒng)本身的正常加工操作無關(guān)，只需要了解數(shù)控系統(tǒng)開放式接口的若干約定即可，具有適用范圍廣的特點；2、本項發(fā)明所采用的是直接測量擋塊長度的方式，摒棄絕對式編碼器中直接使用價格昂貴的測量裝置的方式，具有價格低廉的特點，新增加的成本僅為擋塊的成本，可作為開放式數(shù)控系統(tǒng)(機床)的一個附件，安裝使用方便、成本低廉；3、本發(fā)明可實現(xiàn)數(shù)控機床任意位置回參考點，即機床可在任意位置，利用不同長度的擋塊，獲取回參考點的信號和位置，實現(xiàn)機床回參考點的目的，從而大幅度提高回參考點效率和可靠性，數(shù)控機床采用該方法可不受任何操作限制，能夠任意位置回參考點建立機床坐標(biāo)系，使數(shù)控機床具備“隨機應(yīng)變”的能力。


圖1為實現(xiàn)本發(fā)明方法系統(tǒng)的構(gòu)成原理示意圖；圖2為本發(fā)明方法中控制軟件流程框圖；圖3為回參考點的原理示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖3所示，在機床絲杠沿回參考點的軸方向上安裝不同長度的擋塊，擋塊作為判別機床零點位置的標(biāo)記，擋塊的長度作為區(qū)分那個回零擋塊依據(jù)。另外安裝一個回零開關(guān)，回零開關(guān)相當(dāng)于一個位置傳感器，回零開關(guān)可為控制系統(tǒng)提供記錄位置的信號，控制系統(tǒng)根據(jù)回零開關(guān)的動作記錄相應(yīng)的位置，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和改變不同的控制策略。
在回參考點的軸方向上按間隔值Pn安裝好擋塊，間隔值Pn可以相等，也可以不相等，沒有具體要求。第一個擋塊起點和最后一個擋塊終點之間的距離S1就是機床的有效位移，第一個擋塊終點和最后一個擋塊起點之間的距離S2就是機床的有效回參考點范圍，第二個擋塊與倒數(shù)第二個擋塊之間的擋塊是機床的有效回參考點擋塊(包括第二個擋塊與倒數(shù)第二個擋塊)。各擋塊的長度為L1～Ln不等，按每個擋塊不相等的長度值來編擋塊的序號，擋塊長度的下限應(yīng)大于15mm，上限沒有具體要求，擋塊的具體數(shù)量可根據(jù)機床的回零軸長度確定，回零軸長時可多設(shè)定幾個擋塊，回零軸短時可少設(shè)定幾個擋塊，只要分布在機床有效行程范圍內(nèi)即可。確定機床零點位置H(表達(dá)式中的H)，并測得第一個擋塊與機床起始零點H0的距離S。將上述各個擋塊長度值Ln、間隔值Pn、第一個擋塊與機床起始零點的距離S預(yù)存，當(dāng)機床進(jìn)行回零操作，回零過程中回零開關(guān)撞到某個擋塊后，記錄此時位置，并繼續(xù)前進(jìn)；當(dāng)脫離該擋塊時，再記錄此時位置，計算出兩次的位置差值，并和有效回參考點范圍內(nèi)擋塊的長度L2～Ln-1進(jìn)行比較，該差值最接近那個Ln值，就可確定是幾號擋塊為該次回零過程中的參考點擋塊。與此同時繼續(xù)前進(jìn)一段距離后再反向慢速接近上述確定的幾號擋塊，當(dāng)撞到該擋塊后，通過找到第一個電機Z脈沖后停下，并記錄此時位置Hn。此時，通過下列表達(dá)式可確定機床的零點位置H當(dāng)機床有效行程方向是正方向時H=Hn+Σi=1nLi+Σi=1n-1Pi-S---(n≥2)]]>當(dāng)機床有效行程方向是負(fù)方向時H=Hn-Σi=1nLi-Σi=1n-1Pi+S---(n≥2)]]>如圖2所示，上述處理過程可通過控制軟件實現(xiàn)自動分析建立數(shù)控機床的零點位置，控制軟件包括數(shù)據(jù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析模塊、控制模塊。數(shù)據(jù)設(shè)置模塊主要用于錄入預(yù)存擋塊長度、擋塊間隔數(shù)據(jù)和第一個擋塊與機床起始零點的距離，為數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)支持；數(shù)據(jù)采集模塊主要是獲取回零開關(guān)信號的變化，類似于傳感器的數(shù)據(jù)采集，為記錄數(shù)據(jù)和改變控制策略提供控制基準(zhǔn)。數(shù)據(jù)分析模塊主要是根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行按上述表達(dá)式計算、分析，給出控制結(jié)果。控制模塊主要是根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，改變和實施相應(yīng)的控制策略。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控機床任意位置回參考點的方法，其特征在于通過在機床絲杠沿回參考點的軸方向上至少安裝不同長度的兩個擋塊，擋塊呈間隔分布在機床有效行程范圍內(nèi)，并預(yù)存每個擋塊長度、各相鄰擋塊之間的間隔和第一個擋塊與機床起始零點的距離；回零時，獲取回零開關(guān)信號的變化來確定具體的回參考點擋塊，根據(jù)擋塊長度、電機Z脈沖的位置和擋塊間隔在機床任意位置分析建立數(shù)控機床的零點位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床任意位置回參考點的方法，其特征在于所述確定具體的回參考點擋塊的過程為在回零過程中，分別記錄回零開關(guān)撞到某個擋塊時的位置和脫離該擋塊時的位置，得出兩次的位置差值，并和各個擋塊的長度進(jìn)行比較，與該差值最接近的擋塊為該次回零過程中具體的回參考點擋塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控機床任意位置回參考點的方法，其特征在于所述擋塊的具體數(shù)量可根據(jù)機床的回零軸長度確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于數(shù)控機床任意位置回參考點的方法，通過不同長度的擋塊間隔安裝在沿機床絲杠的方向上，并預(yù)存擋塊長度和間隔；回零時，可根據(jù)擋塊長度、電機Z脈沖的位置和擋塊間隔在機床任意位置自動建立數(shù)控機床的零點位置。這樣數(shù)控機床回參考點時可不受回零方向和位置的限定，在該絲杠的任意位置都可由最靠近的擋塊迅速找到機床零點位置；該方法提高了回零的效率和可靠性，適用于車、銑、加工中心、車銑復(fù)合等所有數(shù)控機床，特別適合于大型、有特殊要求不便用傳統(tǒng)方法回參考點的數(shù)控機床。
文檔編號B23Q15/00GK1731304SQ20051003693
公開日2006年2月8日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者梁志鋒, 朱志紅, 向華, 徐旋波 申請人:廣東省機械研究所