123976023毕业设计(论文)基于FANUC数控系统的坐标系自动补偿的研究和应用.doc
《123976023毕业设计(论文)基于FANUC数控系统的坐标系自动补偿的研究和应用.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《123976023毕业设计(论文)基于FANUC数控系统的坐标系自动补偿的研究和应用.doc(44页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、毕业论文(设计)题 目:基于FANUC数控系统的坐标系自动补偿的研 究和应用系部名称: 机械工程系 专业班级: 学生姓名: 学 号: 指导教师: 教师职称: 年 月 日摘要 FANUC数控加工中心机床在加工零件时,经常会遇到下面的这种问题:由于零件加工部位的需要,通常要求工作台能旋转任意角度。当工件坐标系原点与工作台的旋转中心重合时,工作台的旋转不会给加工过程带来影响。但在一般情况下件坐标系原点与工作台的旋转中心是不重合的,工件坐标系原点的位置随着工作台的旋转,在机床坐标系中发生变化。所以,要求重新设定工件坐标系原点的位置。在实际生产中通常的做法是,借助于计算机,根据旋转角度计算出工件坐标系原
2、点的变化量,在初始工件坐标原点设定值的基础上进行补偿计算,然后人工设定新的工件坐标系原点的位置。这种人工补偿计算,设定的方法不仅效率低,而且容易出现错误。本文运用FANUC系统中的宏指令及参变量,提出了编写一个补偿软件,认为此程序可以实现数控加工中心机床在零件过程中,工作台任意角度旋转后,自动补偿与并设定新的工件坐标系原点的位置。关键字:FANUC , 工件坐标系自动补偿 ,宏程序 AbstractFANUC CNC system based on the coordinates of the research and application of automatic compensation
3、FANUC CNC processing center machine, often in processing components will meet the following this question: because parts processing parts of the need, usually require workbench can rotate arbitrary Angle. When the workpiece axis of rotation center coincides with table, the rotation of the workbench
4、impact wont give processing. But normally a axis and workbench the rotation center is not coincidence, workpiece axis position with the rotation of the workbench, changes in the machine tool coordinate system. So, asked to set workpiece axis position. In the actual production of typically, computer,
5、 according to the rotation Angle by calculating the changes needed a axis, in the initial amount of workpiece coordinates value based on the origin, then compensate calculation manually set new self-positioning presended in the position of origin. This artificially compensation calculation, the meth
6、od is not only set low efficiency, and prone to errors. This paper USES the macro instruction and FANUC system, puts forward the parameter write a compensation software, think this program can achieve nc machining center machine in parts processing process, workbench arbitrary Angle rotation, automa
7、tic compensation and and setting new workpiece axis position.Keywords:FANUC Self-positioning presended automatic compensation Macro programs目录摘要IAbstractII1. 工件坐标原点补偿软件开发11.1 本文课题任务和目的11.2 工件坐标系原点与工作台旋转中心的关系11.3 坐标系自动补偿原理21.3.1 机床坐标系、机床原点和机床参考点31.3.2 工件坐标系和工件原点31.3.3 机床坐标系与工件标系的关系:41.3.4 工作台象限的分析41.
8、3.5 新工件坐标原点的确定61.3.6 新工件坐标系的确定162. FANUC数控宏程序指令162.1 宏程序的基本知识172.2 宏程序的调用192.3 宏程序的变量203. 宏程序补偿的编写224. 宏程序软件补偿的应用实例234.1 确定工件加工工艺234.2 切削用量和刀具的选择244.2.1 切削用量的计算244.2.2 刀具和切削用量的选择:244.3 编写加工工艺254.4 涉及零件的专用夹具26总 结28致 谢29参考文献30附录:程序清单311. 工件坐标原点补偿软件开发1.1 本文课题任务和目的本文研究的课题是;基于FANUC数控系统的坐标自动补偿的研究和应用。本次课题主
9、要解决的问题是;数控机床在加工零件时,随着工作台的旋转,被加工零件的工件坐标原点将随工作台的旋转角度发生改变。在实际生产中通常的做法是,借助于计算机,根据旋转角度计算出工件坐标系原点的变化量,在初始工件坐标原点设定值的基础上进行补偿计算,然后人工设定新的工件坐标系原点的位置。这种人工补偿计算,设定的方法不仅效率低,而且容易出现错误。本文运用宏指令及参变量编写一个工件坐标原点补偿软件,认为此程序可以实现数控加工中心机床在零件加工过程中,工作台任意角度旋转后,自动补偿与并设定新的工件坐标系原点的位置。1.2 工件坐标系原点与工作台旋转中心的关系 当工件随夹具在工作台上安装后,初始工件坐标系原点经测
10、量、设定后,在机床坐标系中即被确定。工件坐标系原点与工作台旋转中心的关系如图1.1所示。图1.1所示A、A分别为工件坐标系在工作台旋转前、后相对于机床主轴的位置关系,其坐标为(s,t)和(s,t)。其中s、t可以直接测量的,s、t为带求值,已知的还有工作台回转中心相对于主轴的位置m、n和工作台的旋转角度a,现在要确定A点的位置,就是要找出A点相对于机床主轴的位置,即s、t的值,s、t可以通过A点相对于O点的坐标系为(m-s,n-t),而X、Z为A相对于O点的位置,这里只要求出X、Z得知就可以确定A点的相对于主轴的位置。图1.1 A和A相对与O点的坐标设r =O AF设 =AOEX = R *
11、cos yZ = R * sin yOE = m s, AE = n tR = (AE2 + OE2)(1/2) = ( m-s)2 + (n-t)2 (1/2) r = 90 - (180 - (a-) = a-90 = arctanAE/OE = arctan n-t/m-sX = ( m-s)2 + (n-t)2 (1/2) * cos(a-90)Z = ( m-s)2 + (n-t)2 (1/2) *sin(a-90)至此A点的位置得以确定。 1.3 坐标系自动补偿原理要计算出工作台旋转后新工件坐标系的位置。先介绍一下机床坐标系与工件坐标系的关系:1.3.1 机床坐标系、机床原点和机床
12、参考点 机床坐标系用来确定工件位置和机床运动的基本坐标系,其坐标原点是固定的。 机床坐标系的原点称为机床原点或机床零点。在机床设计和制造完成后,这个点便被确定下来。 为了正确地在机床工作时建立机床坐标系,通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点,它在靠近每个轴的正向极限内侧。机床参考点与机床原点可以重合,也可以不重合,通过数控系统参数设置可指定该参考点到机床零点的距离。 机床参考点的设置,一般采用常开微动开关配反馈元件及脉冲的方法确定。机床在回参考点时,先把机床工作台向常开微动开关靠近,压下开关后,以慢速运动直至接收到第一基准脉冲,这时的机床位置就是机床参考点的准确位置,也就确定了该坐标
13、轴的零点位置,从而建立了机床坐标系。 机床启动前,通常要通过自动或手动会参考点,机床回参考点有以下两个作用:1) 建立机床坐标系;2) 消除由于工作台漂移、变形等造成的误差。机床使用一段时间后,工作台会造成一些漂移,导致加工误差。每回一次机床参考点,就可以使机床的工作台回到准确位置,消除一次误差。所以在机床加工前,首先要进行回机床参考点的操作。1.3.2 工件坐标系和工件原点 工件坐标系是编程人员在编程时自行定义的坐标系。编程人员选择工件上的某一固定点为原点(称为工件原点或程序原点),建立一个新的坐标系。称为工件坐标系,工件坐标系一旦建立便一直有效,直到被新的工件系所取代。工件坐标系的原点选择
14、原则为:1) 使编程尽量简单;2) 尺寸换算少;3) 引起的加工误差小;4) 以坐标式尺寸标注的零件,工件原点常选尺寸标注的基准点;5) 对称零件或以同心圆为主的零件,原点选在对称中心线或圆心上;6) Z轴的工件原点通常选在工件的上表面编程加工程序时首先要设置工件坐标系,工件坐标系的建立可用G92指令或G54G59指令。1.3.3 机床坐标系与工件标系的关系:机床坐标系与工件坐标系的关系如图1.2所示。一般说来,工件坐标系的坐标轴机床坐标系相应的坐标轴平行,方向也相同,但原点不同。在加工中,工件随夹具在机床上安装后,要测量工件原点与机床原点之间的坐标距离,这个距离称为工件原点偏置。这个偏置值需
15、要预存到数控系统中,在加工时,工件原点偏置值便能自动加到工件坐标系上,使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。图1.2 坐标系示意图1.3.4 工作台象限的分析把工作台分为四个象限如图1.3所示:090 为第一象限90180 为第二象限180270 为第三象限270360 为第四象限图1.3 工作台的四个象限为什么要分四个象限?四种象限就是四种情况。比如A点放在第一象限里的任意位置都属于第一象限这种情况。初始工件坐标系原点A在工作台上的位置是随意的,只有当A点与工作台中心重合时。A点的坐标才不会随工作台的旋转发生变化。但是在实际生产中很难在每次装夹的时间将工件坐标系原点A与工作台旋转中心重
16、合,因此工作台旋转中心和机床坐标系原点是机床生产时的2个参考点。所以我们要考虑工件坐标系原点A放在工作台上时所有可能的位置,在坐标轴上和四个象限内的所有位置。我们先考虑A点在四个象限的情况:1. 当t-n0;s-m0时,工件坐标系原点A在第一象限;2. 当t-n0时,工件坐标系原点A在第二象限;3. 当t-n0;s-m0时,工件坐标系原点A在第三象限;4. 当t-n0;s-m0时,工件坐标系原点A在第四象限;然后再考虑一些特殊情况:5. 当t-n=0;s-m0时,工件坐标系原点A在Z轴正向;6. 当t-n0时,工件坐标系原点A在Z轴正向;8. 当t-n0;s-m=0时,工件坐标系原点A在X轴正
17、向;9. 当t-n=0;s-m=0时,工件坐标系原点和工作台中心重合。1.3.5 新工件坐标原点的确定工件坐标系原点在工作台上的位置有以前9种情况。当工作台旋转时,新的工件坐标系原点所在工作台上的位置也要分情况讨论:图1.4 A1点在第一象限在工作台旋转过程中(见图1.4),A1点的轨迹是以O为圆心,以OA1为半径的园。则在旋转过程中OA1不变设OA1=R,则 R=(AE2 + OE2)1/2 工件坐标系原点A1的旋转角度用a表示,由上图知,计算新点的坐标时,OA2的初始角度用表示。在每个象限内都不同,所以要分情况讨论:1. 工件坐标系原点A在第一象限时:(1) 当A点随着工作台旋转角度到第一
18、象限时:由图1.4中几何关系知:Tan=A1H/OH = arctan A1H/OHA1H = n t , OH = m s A2(x) = R * sin(a +)A2(z) = R * cos(a +)(2) 当A点随着工作台旋转a角度到第二象限时: 由图1.5中几何关系可知:图1.5 A1点在第一象限 A2在第二象限 计算时可用绝对值角度计算,A2在以O点为原点的坐标系中的相对坐标的正负可有三角函数自己算出: 因此这时A2的相对坐标是:A2(x) = R * sin(a +)A2(z) = R * cos(a +) 因此,当A1点在第一象限时,随着工作台的旋转,A点到其他位置,其新点A2
19、的相对坐标的计算式子相同为:A2(x) = R * sin(a +)A2(z) = R * cos(a +)2. 当工件坐标系原点A在第二象限时:图1.6 A点在第二象限由图1.6中几何关系知:OA1的初始角度:= A1OH+ 90tan A1OH=A1H/OH A1OH=arctan A1H/OH = arctan A1H/OHA1H = n t , OH = m s 点A2的相对坐标为:A2(x) = R * sin(a +)A2(z) = R * cos(a +) 由于OA1的初始角度已经计算出,则当A点旋转到工作台其他位置时,新点A2的相对坐标的计算式子仍然是:A2(x) = R *
20、sin(a +)A2(z) = R * cos(a +)3. 当工件坐标系原点A在第三象限时:图1.7 A点在第三象限由图1.7中几何关系知:OA1的初始角度:= A1OH+ 180tan A1OH=A1H/OH A1OH=arctan A1H/OH = arctan A1H/OHA1H = n t , OH = m s 点A2的相对坐标为:A2(x) = R * sin(a +)A2(z) = R * cos(a +) 由于OA1的初始角度已经计算出,则当A点旋转到工作台其他位置时,新点A2的相对坐标的计算式子仍然是:A2(x) = R * sin(a +)A2(z) = R * cos(a
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 123976023 毕业设计 论文 基于 FANUC 数控系统 坐标系 自动 补偿 研究 应用
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2942361.html