基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法，其步驟是：在每次建立坐標(biāo)系時，將目標(biāo)坐標(biāo)與機(jī)械坐標(biāo)的差值存入宏變量，用數(shù)控宏變量記憶坐標(biāo)刷新補(bǔ)償量與砂輪修整補(bǔ)償量，每次開機(jī)時調(diào)用程序重新計(jì)算坐標(biāo)值，自動補(bǔ)償工件坐標(biāo)；手動設(shè)定坐標(biāo)時，將補(bǔ)償坐標(biāo)后與補(bǔ)償前的差值存入宏變量，與砂輪金剛石坐標(biāo)相加，計(jì)算出新的金剛石坐標(biāo)與砂輪架安全位坐標(biāo)；在磨削多檔工件的第一檔中使用量儀發(fā)出信號給CNC，在程序中使用跳轉(zhuǎn)指令，對每一次的量儀補(bǔ)償值進(jìn)行累加，存入一個宏變量中記為量儀累積補(bǔ)償值；在下一次磨削前將第一次建立的坐標(biāo)值減去量儀累積補(bǔ)償值。本發(fā)明能在磨削過程中自動補(bǔ)償由于機(jī)床本身重復(fù)定位精度，以及砂輪損耗所造成的誤差。
【專利說明】基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種端面外圓磨床工件磨削以及砂輪修整中對工件坐標(biāo)的自動方法。【背景技術(shù)】
[0002]目前，在不帶有光柵尺的數(shù)控磨床上，由于機(jī)床本身的重復(fù)定位精度，砂輪修整中砂輪的損耗等原因常常會導(dǎo)致工件磨削到最后的尺寸超差。很多機(jī)床只能通過操作人員的磨削經(jīng)驗(yàn)在每次磨削時手動輸入來補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式需要在操作人員在每次磨削完成后測量工件的尺寸以計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)牧?。而且，隨著砂輪的損耗，補(bǔ)償量將會變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)在磨床補(bǔ)償方式的缺點(diǎn)，提供一種基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法，該方法能在磨削過程中自動補(bǔ)償由于機(jī)床本身重復(fù)定位精度，以及砂輪損耗所造成的誤差。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法，其步驟是:
1)建立工件坐標(biāo)系，使工件的零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)一致，在每次建立坐標(biāo)系時，將目標(biāo)坐標(biāo)與機(jī)械坐標(biāo)的差值存入宏變量，使用數(shù)控宏變量記憶坐標(biāo)刷新補(bǔ)償量與砂輪修整補(bǔ)償量，在每次開機(jī)時調(diào)用程序重新計(jì)算坐標(biāo)值，自動補(bǔ)償工件坐標(biāo)；
2)在每次手動設(shè)定坐標(biāo)時，將補(bǔ)償坐標(biāo)后與補(bǔ)償前的差值存入宏變量，與砂輪金剛石坐標(biāo)相加，計(jì)算出新的金剛石坐標(biāo)與砂輪架安全位坐標(biāo)；
3)在磨削多檔工件的第一檔中使用量儀進(jìn)行實(shí)時在線測量，當(dāng)工件磨削余量為零時，量儀發(fā)出一個信號給CNC，利用這個信號，在程序中使用跳轉(zhuǎn)指令，同時進(jìn)刀結(jié)束，并將當(dāng)前工件坐標(biāo)值刷新為工件的目標(biāo)尺寸，之后的磨削檔位將以新的坐標(biāo)系進(jìn)行磨削；
4)對每一次的量儀補(bǔ)償值進(jìn)行累加，存入一個宏變量中記為量儀累積補(bǔ)償值。在下一次磨削前將第一次建立的坐標(biāo)值減去量儀累積補(bǔ)償值。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明能在磨削過程中自動補(bǔ)償由于機(jī)床本身重復(fù)定位精度，以及砂輪損耗所造成的誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是工件零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系零點(diǎn)一致示意圖；
圖2是砂輪修整造成的偏差補(bǔ)償示意圖；
圖3是端面外圓磨床中砂輪導(dǎo)軌與臺面導(dǎo)軌成一角度示意圖；
圖4是用量儀進(jìn)行實(shí)時在線測量示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0007]—種基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法:
首先，在工件磨削中為了磨削的方便，需要建立一個工件坐標(biāo)系，在這個坐標(biāo)系中工件我們使工件的零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)一致，但是，這樣做的話，每次開機(jī)之后又要重新建立新的坐標(biāo)系，所以，在每次建立坐標(biāo)系時，將目標(biāo)坐標(biāo)與機(jī)械坐標(biāo)的差值存入宏變量，每次開機(jī)時，根據(jù)存入的宏變量再一次建立坐標(biāo)系。例如:一個工件的直徑為100mm,這個時候機(jī)械坐標(biāo)可能在任意位置，我們無法控制，但是，利用宏變量可以建立一個工件坐標(biāo)系，在這個坐標(biāo)系中，使砂輪I剛剛碰到工件2的位置的X軸坐標(biāo)為100mm,這樣我們基本就可以說工件零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系零點(diǎn)一致(如圖1)。Z軸坐標(biāo)可以根據(jù)不同情況設(shè)定。
[0008]在沒有建立工件坐標(biāo)系之前，一般工件坐標(biāo)的值并不確定。所以首先，將當(dāng)前工件坐標(biāo)系的值讀取下來，將這個數(shù)值儲存在一個宏變量里面，記做和ζω.。然后，將根據(jù)不同工件的需要設(shè)定一個新的坐標(biāo)系，這個新的坐標(biāo)值也把他存儲在一個宏變量里面，記為Χ--值和2?;?值。用這個設(shè)定值去減這個初始值:
X補(bǔ)償值I=X設(shè)定值—X初始值 Z補(bǔ)償值I=Z設(shè)定值—Z初始值
相減得到的這個值存入宏變量，記為X補(bǔ)償值P Zwmio
[0009]例:首先通過調(diào)用程序調(diào)用程序1000讀入當(dāng)前坐標(biāo)
01000
#500=0
#501=0
#502=#5021`
#503=#5022
#504=#5001
#505=#5001
#506=#5002
#507=#5002
M02
參數(shù)說明見表1。
[0010]然后調(diào)用通過程序1001
01001
IF[#500EQ0]G0T010
IF[#500EQ3.0]G0T040
IF[#500EQ4.0]G0T050
G0T0100
NlO
#502=#504-#505
#503=#506-#507
#548=#548-#502
#549=#549-#503
#544=#544-#502#545=#545-#503
G0T091
N40
#544=#504
G0T090
N50
#545=#506
G0T090
N90
#501=0
#502=0
#503=0
N91
#504=0
#505=0
#506=0
#507=0
#500=0
M98P1002
NlOO
M02
參數(shù)說明見表1。
[0011]因?yàn)槟ゴ驳奶匦?，磨床在磨削過程中砂輪將會不斷的損耗3 (如圖2所示)，砂輪損耗后會磨削力下降，會造成工件磨削速度下降，表面產(chǎn)生各種紋路等問題。所以損耗后的砂輪需要進(jìn)行修整，但是，在砂輪修整后砂輪直徑將會變小，如果不進(jìn)行補(bǔ)償，在接下來的定程自動磨削中工件尺寸將會偏大。這時一般機(jī)床需要人為的憑借經(jīng)驗(yàn)將砂輪修整造成的偏差補(bǔ)償?shù)?，非常的不方便。本方法通過將每次砂輪的修整量計(jì)算出來，儲存在一個宏變量里面，在端面外圓磨床中考慮到端面切削力的關(guān)系，砂輪導(dǎo)軌一般會與臺面導(dǎo)軌成一定的角度(如圖3所示)，所以為了保持砂輪修整后的形狀不變，端面與外圓的修整量將成一定的比例。這個比列與砂輪導(dǎo)軌與臺面形成的角度有關(guān)。假設(shè)機(jī)床每次外圓的修整量為X修整量，則端面方向上的修整量Z修正量為X修整量與TAN Θ的乘積，Θ為砂輪導(dǎo)軌與床身的角度。因?yàn)樵谀ゴ仓型鈭A方向?yàn)橹睆骄幊蹋运玫某朔e還需要除以2。得到:
Z 修正量=(ΤΑΝΘ*χ修正量) /2
將每次砂輪修整的數(shù)值累積到一個宏變量中儲存起來，記為X補(bǔ)償值2，Z補(bǔ)償值2。
_2] X補(bǔ)償值2=X補(bǔ)償值2+X修整量Z 修正量=(ΤΑΝΘ*χ修正量) /2
Z補(bǔ)償值2=Ζ補(bǔ)償值2+Ζ修整量
由此外圓方向上的坐標(biāo)X應(yīng)該等于當(dāng)前坐標(biāo)加上變換坐標(biāo)系時所產(chǎn)生的X補(bǔ)償值 1再減去砂輪修整造成的X補(bǔ)償值 2。[0013] χ=χ當(dāng)前坐標(biāo)+χ補(bǔ)償值1—X補(bǔ)償值2
端面坐標(biāo)z由于兩軸聯(lián)動的關(guān)系，將于X軸的當(dāng)前坐標(biāo)有關(guān)系。
[0014]Z=Z當(dāng)前坐標(biāo)+Z補(bǔ)償值1-Z補(bǔ)償值2+(X當(dāng)前坐標(biāo)*SIN Θ ) /2
#564=#512
#565=#564*ΤΑΝ[Θ]
#565=#565/2
#542=#542-#564
#543=#543-#565
在每次開機(jī)時調(diào)用一次程序?qū)ι鲜鰠?shù)進(jìn)行計(jì)算，建立工件坐標(biāo)系X，Z0在坐標(biāo)刷新的同時需要對砂輪架安全位置進(jìn)行刷新，由于砂輪修整后還需要刷新坐標(biāo)系，所以在將這個程序放在作為子程序放在每一段程序之前。如程序1002
01002
G94
#101=#5021*C0S[Θ]+#548-#542 #103=#5021/2 #103=#103*SIN[Θ]
#102=#5022+#103+#519-#513
G92X#101Z#102
#100=#542/2
#524=#590*C0S[Θ]+#548-#542
#524=#524+5.0
M99
參數(shù)說明見表1。
[0015]通過上述的補(bǔ)償策略后，在可以保證第一次修整砂輪后工件的尺寸精度，但是，一般磨床磨削工件因?yàn)樯a(chǎn)效率的原因，一般要磨削N根工件修整一次砂輪。那么在第一次修整砂輪之后，下一次修整砂輪之前的工件尺寸會因?yàn)樯拜喸谀ハ髦械膿p耗而偏大。因?yàn)檫@個損耗發(fā)生時，砂輪還沒有進(jìn)行修整，上述的方案無法對這個損耗進(jìn)行補(bǔ)償。所以，在上述補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上我們還需要使用量儀進(jìn)行實(shí)時在線測量。在工件磨削過程中，使用量儀4可以在磨削過程中監(jiān)控工件2的尺寸(圖4)，當(dāng)工件2磨削余量為零時，量儀4可以發(fā)出一個信號給CNC。利用這個信號，在程序中使用跳轉(zhuǎn)指令如:G31P1U0.5F0.05，跳轉(zhuǎn)信號使用量儀在磨削余量為零時發(fā)出的信號，當(dāng)?shù)玫竭@個信號的同時進(jìn)刀結(jié)束。這樣工件的尺寸將會由量儀保證。
[0016]在實(shí)際磨床磨削過程中，工件常常包括多檔外圓需要磨削。由于磨削成本，機(jī)械結(jié)構(gòu)，以及磨削速度等種種原因，無法在每一檔的磨削過程中都使用量儀進(jìn)行實(shí)時的在線測量。所以，必須保證在第一檔磨削使用量儀保證，在量儀磨削余量為零發(fā)出信號后，立刻刷新工件坐標(biāo)系，將外圓坐標(biāo)值X刷新為第一檔工件的目標(biāo)尺寸。例:當(dāng)量儀磨削余量為零信號發(fā)出，這個時候假設(shè)工件的目標(biāo)尺寸為90.000mm。但是，由于手動對刀中的誤差或者磨削中的砂輪損耗等原因，工件坐標(biāo)系的X軸坐標(biāo)與實(shí)際尺寸不符，假設(shè)為90.005_，這時再一次建立工件坐標(biāo)系，將當(dāng)前工件坐標(biāo)值刷新為工件的目標(biāo)尺寸90.000mm。這時以新建立的工件坐標(biāo)系磨削下一檔外圓時，由于在磨削第一檔外圓時已經(jīng)用量儀對坐標(biāo)系進(jìn)行補(bǔ)償，工件的磨削精度將大大提高。將補(bǔ)償前的工件坐標(biāo)90.005減去刷新的工件目標(biāo)尺寸90.000將這個差值存入一個宏變量中，記為量儀補(bǔ)償值。對每一次的量儀補(bǔ)償值進(jìn)行累加，存入一個宏變量中記為量儀累積補(bǔ)償值。在下一次磨削前將第一次建立的坐標(biāo)值X減去量儀累積補(bǔ)償值:
X2=X一量儀累積補(bǔ)償值
以X2再一次建立坐標(biāo)系，這樣上一次的量儀補(bǔ)償值就在這一次磨削中先補(bǔ)償了。
[0017]在量儀發(fā)信后，調(diào)用子程序01003
01003 G94
#521=#591-#5001
#522=#522+#521
G92X#591Z#5002
01004 G94
#101=#5021*C0S[ Θ ]+#518-#512+#522 (量儀累積補(bǔ)償值)
#103=#5021/2 #103=#103*SIN[Θ]
#102=#5022+#103+#519-#51`3
G92X#101Z#102
參數(shù)說明見表1。
[0018]表1
【權(quán)利要求】
1.一種基于端面外圓磨床磨削中坐標(biāo)自動補(bǔ)償方法，其特征在于，具體步驟是:(1)建立工件坐標(biāo)系，使工件的零點(diǎn)與工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)一致，在每次建立坐標(biāo)系時，將目標(biāo)坐標(biāo)與機(jī)械坐標(biāo)的差值存入宏變量，使用數(shù)控宏變量記憶坐標(biāo)刷新補(bǔ)償量與砂輪修整補(bǔ)償量，在每次開機(jī)時調(diào)用程序重新計(jì)算坐標(biāo)值，自動補(bǔ)償工件坐標(biāo)； (2)在每次手動設(shè)定坐標(biāo)時，將補(bǔ)償坐標(biāo)后與補(bǔ)償前的差值存入宏變量，與砂輪金剛石坐標(biāo)相加，計(jì)算出新的金剛石坐標(biāo)與砂輪架安全位坐標(biāo)； (3)在磨削多檔工件的第一檔中使用量儀進(jìn)行實(shí)時在線測量，當(dāng)工件磨削余量為零時，量儀發(fā)出一個信號給CNC，利用這個信號，在程序中使用跳轉(zhuǎn)指令，同時進(jìn)刀結(jié)束，并將當(dāng)前工件坐標(biāo)值刷新為工件的目標(biāo)尺寸，之后的磨削檔位將以新的坐標(biāo)系進(jìn)行磨削； (4)對每一次的量儀補(bǔ)償值進(jìn)行累加，存入一個宏變量中記為量儀累積補(bǔ)償值； 在下一次磨削前將第一次建立的坐標(biāo)值減去量儀累積補(bǔ)償值。
【文檔編號】B24B49/02GK103659601SQ201310656904
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】高毅, 陳禹, 周小兵, 盧典慶 申請人:上海機(jī)床廠有限公司