基于Run MyScr eens的西門子數(shù)控系統(tǒng)五軸回轉(zhuǎn)中心自動測量功能開發(fā)

陳琪 廖璘志，2

（1.宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，四川宜賓 644003；2.韓國培材大學(xué)計(jì)算機(jī)工學(xué)系，韓國大田廣域市35347）

0 引言

隨著制造技術(shù)水平的不斷提高，精密數(shù)控設(shè)備數(shù)量的不斷增多，五軸數(shù)控加工中心在各領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。機(jī)床精度直接影響著零件產(chǎn)品的質(zhì)量，其中五軸加工中心回轉(zhuǎn)軸中心的零點(diǎn)偏差在加工過程中起著至關(guān)重要的作用。機(jī)床在長期使用過程中，由于加工振動、環(huán)境條件、不當(dāng)操作等因素，回轉(zhuǎn)軸零點(diǎn)會發(fā)生變化，因此不定期檢測和校正回轉(zhuǎn)軸中心的位置數(shù)據(jù)十分必要，但其檢測標(biāo)定方法相對比較煩瑣。

鑒于此，本文基于Run MyScreens設(shè)計(jì)開發(fā)了一種快速、簡單的用于測量回轉(zhuǎn)軸中心零點(diǎn)位置的人機(jī)交互界面，通過常規(guī)的試切工件的方法獲得機(jī)床回轉(zhuǎn)中心最新的數(shù)據(jù)，重新設(shè)置機(jī)床參數(shù)以滿足機(jī)床精度要求。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，該方法切實(shí)可行。

1 回轉(zhuǎn)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(gè)直線軸分別對應(yīng)五軸的第一、二、三軸，即X、Y、Z軸，第一旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)第四軸，即A軸，第二旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)第五軸，即C軸；其中第一旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動會改變第二旋轉(zhuǎn)軸的傾向。圖1為A、C軸旋轉(zhuǎn)中心的測量及計(jì)算方法。

其中偏移矢量I指從機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)到回轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)中心/交點(diǎn)的距離；偏移矢量I指從回轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)中心/交點(diǎn)到回轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)中心/交點(diǎn)的距離；偏移矢量I=-（I+I），如圖2所示。

測量C軸中心坐標(biāo)的方法：利用尋邊器或刀具對測試件（圖3～圖6）位置進(jìn)行尋邊，得到相關(guān)數(shù)據(jù)，填入相應(yīng)人機(jī)交互界面。

測量A軸中心坐標(biāo)的方法：利用尋邊器或刀具對測試件（圖7～圖9）位置進(jìn)行尋邊，得到相關(guān)數(shù)據(jù)，填入相應(yīng)人機(jī)交互界面。

被測件如圖10所示，為100 mm×100 mm×50 mm尺寸的方料。

用于計(jì)算的矩陣算法如下：

式中：G為繞Z軸旋轉(zhuǎn)C角后在XY平面內(nèi)的坐標(biāo)變換；G為繞X軸旋轉(zhuǎn)A角后在YZ平面內(nèi)的坐標(biāo)變換；L為x，y，z初始坐標(biāo)。

其中：

2 人機(jī)界面開發(fā)[6-16]

2.1 開發(fā)環(huán)境及項(xiàng)目結(jié)構(gòu)

Run MyScreens界面開發(fā)是基于系統(tǒng)定義好的框架和固定語法進(jìn)行編程，運(yùn)用界面底層的代碼和算法實(shí)現(xiàn)用戶工藝應(yīng)用的需求，通過.com編譯器和.ini初始文件來實(shí)現(xiàn)。開發(fā)工具采用Notepad++或記事本，界面文件按圖11所示進(jìn)行優(yōu)先級劃分，開發(fā)的程序代碼文件按圖12進(jìn)行配置。

2.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

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“...usersinumerikhmicfg”，程序代碼如下：

配置文件“custom.ini”，用于創(chuàng)建用戶啟動窗口（圖13），文件放置在“...usersinumerikhmicfg”，程序代碼如下：

回轉(zhuǎn)中心測量程序文件“custom.com”開發(fā)設(shè)計(jì)了A、C軸回轉(zhuǎn)中心零點(diǎn)自動計(jì)算的功能，文件放置在“...usersinumerikhmiproj”，界面如圖14所示。其程序代碼如下：

3 結(jié)語

本文所設(shè)計(jì)開發(fā)的五軸回轉(zhuǎn)中心自動測量界面以G996RT數(shù)控加工中心為例，應(yīng)用于西門子數(shù)控系統(tǒng)，能快速實(shí)現(xiàn)機(jī)床回轉(zhuǎn)中心位置的測量，通過對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，保證回轉(zhuǎn)軸的精度指標(biāo)，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(yīng)用價(jià)值。