【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数控加工，特别是涉及一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法。
技术介绍
1、刀尖跟随，顾名思意是指在多轴机床加工中，在不同的刀长，不同的装夹位置的工况下，加工刀具的刀尖与加工轮廓之间的相对位置还能始终保证重合。
2、在没有刀尖跟随功能的多轴机床上进行加工时，一个重要的工作就是处理机床旋转中心点和加工坐标系之间的关系。这个旋转中心根据机床的结构，可以是机床工作台的旋转中心，也可以是刀具摆臂的旋转中心(以下旋转中心简称为控制点)。在编制程序和装夹零件时必须要精确找出机床的控制点，以及控制点与工件坐标系之间的相对距离(控制点摆长)，再用cam软件中把实际控制点以及控制点与工件坐标系之间的相对距离(控制点摆长)的数据进行处理后方能生成此次工况的合格插补程序。
3、但这样做存在较多缺点，如：
4、1：因为控制点以及控制点与工件坐标系之间的相对距离(控制点摆长)是一个具体的实数，一旦工况发生改变(如加工刀具的长短，工装的位置和形态)加工程序就要重新编制适应新的工况。
5、2：因为是在cam软件中进行插补运算，所以编程和操作的坐标系必须选择在机床的控制点上，这一点对于异形零件和箱体零件的操作并不友好，需要借助特殊的找正夹具方能准确装夹。
6、3：对于多面体的加工，如果不能精确找出控制点与工件坐标系之间的相对距离(控制点摆长)，就只能使用多个加工坐标系加工各个面。
7、这样一来，因为各面的加工不隶属于同一个坐标框架，加工各面的相对位置尺寸仅依靠各个加工坐标
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，通过建立子程序1，用于读取和计算初始加工坐标与机床的控制点间的直线距离r和初始夹角a，以及建立子程序2用于对初始加工坐标系进行坐标的偏置得到新的加工坐标系，解决了现有调试时间和调试难度增加，以及降低了加工质量和效率的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术为一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，包括1、以下步骤：
4、步骤一：建立子程序1，用于读取和计算初始加工坐标与机床的控制点间的直线距离r和初始夹角a；其中，直线距离r和初始夹角a的计算包括：计算初始加工坐标系原点与机床的控制点的差值，并利用勾股定理开方得出初始加工坐标与机床的控制点之间的直线距离r，并利用反正切函数计算出初始加工坐标与起始零轴之间的初始夹角a；
5、步骤二：建立子程序2，用于对初始加工坐标系进行坐标的偏置得到新的加工坐标系，包括：
6、s1：根据加工所需的旋转角度b，以及直线距离r和初始夹角a，利用圆弧任意点的坐标公式计算出新的加工坐标系原点坐标；
7、s2：计算新的加工坐标系原点坐标与初始加工坐标系原点间的坐标差值；
8、s3：根据得出的差值，利用坐标偏移指令对初始加工坐标系进行偏移，得出新的加工坐标系；
9、步骤三：建立加工程序，在加工初始调用一次子程序1，并在每一次旋转轴的角度发生改变时，调用一次子程序2。
10、作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括对cam软件的后处理进行相应的修改，包括以下步骤：
11、a：创建一个新的后处理，填写机床参数，并在程序初始界创建一个新的命令，使得程序初始化界面调用一次子程序1；
12、b：在每个工法处理的初始阶段再新建一个命令，使得每个工法进行后处理之初会强制输出一次加工坐标g54，同时把工法型设置为预设定轴工法；
13、c：在initial move栏目里再创建一个新命令，并被first move栏目借用，用于对工法类型进行分类赋值操作，并在工法类型为定轴工法的情况下提取旋转轴的初始旋转角度后对旋转角度b参数进行赋值，并调用子程序2进行计算；
14、d：在linear mover模块下创建一个命令，用于在联动工法插补加工时，每运行一步就赋值一次旋转角度b参数，并调用子程序2计算一次；
15、e：在rapid mover模块下创建一个命令，用于针对联动工法和hole_making模块中的铣孔，倒角，点孔，钻孔工法的多轴快速横跨运动做优化；当加工中需要调换加工角度时，后处理就会屏蔽输出多余的角度并退回安全点进行角度转化并对旋转角度b参数进行新的赋值和调用子程序2进行计算；
16、f：工法结束栏中的pb_cmd_reset_all_motion_variables_to_zero命令后创建指令，用于在每个工法处理完成后，把坐标偏移指令偏移的坐标复位，并把刀具推到安全位置。
17、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述四轴加工中心机床为卧式四轴加工中心机床，其中，步骤一中计算初始加工坐标系原点与机床的控制点的差值为：计算初始加工坐标系原点的x值与机床控制点的x值的差值，以及初始加工坐标系原点的z值与机床控制点的z值的差值。
18、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤二中计算新的加工坐标系原点坐标与初始加工坐标系原点间的坐标差值为：旋转角度后新的加工坐标系原点的x向值减去初始加工坐标系原点的x向值，以及旋转角度后新的加工坐标系原点z向值减去初始加工坐标系原点的z向值。
19、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述四轴加工中心机床为立式四轴加工中心机床，其中，步骤一中计算初始加工坐标系原点与机床的控制点的差值为：计算初始加工坐标系原点的y值与机床控制点的y值的差值，以及初始加工坐标系原点的z值与机床控制点的z值的差值。
20、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤二中计算新的加工坐标系原点坐标与初始加工坐标系原点间的坐标差值为：旋转角度后新的加工坐标系原点的y向值减去初始加工坐标系原点的y向值，以及旋转角度后新的加工坐标系原点z向值减去初始加工坐标系原点的z向值。
21、本专利技术具有以下有益效果：
22、本专利技术通过建立子程序1，用于读取和计算初始加工坐标与机床的控制点间的直线距离r和初始夹角a，以及建立子程序2计算出旋转后新的加工坐标系位置，然后再计算出新的加工坐标系位置与初始加工坐标系位置之间的差值，再以这个差值为依据进行坐标偏移，对初始加工坐标系进行坐标的偏置得到新的加工坐标系，使得加工的轨迹能保证刀具和工件之间的相对位置不变，从而实现刀尖跟随，大大的降低了整体的加工调试时间和调试难度，有效的提高了整体的加工质量和生产效率。
23、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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1.一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，还包括对CAM软件的后处理进行相应的修改，包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，所述四轴加工中心机床为卧式四轴加工中心机床，其中，步骤一中计算初始加工坐标系原点与机床的控制点的差值为：
4.根据权利要求3所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，所述步骤二中计算新的加工坐标系原点坐标与初始加工坐标系原点间的坐标差值为：
5.根据权利要求1所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，所述四轴加工中心机床为立式四轴加工中心机床，其中，步骤一中计算初始加工坐标系原点与机床的控制点的差值为：
6.根据权利要求5所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，所述步骤二中计算新的加工坐标系原点坐标与初始加工坐标系原点间的坐标差值为：
【技术特征摘要】
1.一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，还包括对cam软件的后处理进行相应的修改，包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的一种四轴加工中心机床实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，所述四轴加工中心机床为卧式四轴加工中心机床，其中，步骤一中计算初始加工坐标系原点与机床的控制点的差值为：
4.根据权利要求3所述的一种四轴加工中心...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨光照，袁圆，孙敬慧，刘能江，黄文金，
申请(专利权)人：合肥中辰轻工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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