[发明专利]利用宏程序在四轴卧式加工中心实现刀尖跟随功能的方法

权利要求书

1.利用宏程序在四轴卧式加工中心实现刀尖跟随功能的方法，其特征在于，基于Siemens840Dsl数控系统平台，通过使用相应的系统变量，来编制所需的宏程序，具体步骤如下：

1)相对于刀长基准点，测量机床工作台回转中心在机械坐标系下的X坐标和Z坐标，分别设为XRT_MCS，ZRT_MCS，作为后续编制宏程序的常量输入；

2)调用系统变量，读取当前工件坐标系G54原点在机械坐标系下的X坐标、Y坐标、Z坐标和B坐标，分别设为XRT_WCS、YRT_WCS、ZRT_WCS、BRT_WCS，通过调用Siemens840Dsl数控系统的$P_UIFR系统变量来实现这一目的，即：

XRT_WCS＝$P_UIFR[1,AX1,TR]+$P_UIFR[1,AX1,FI]

YRT_WCS＝$P_UIFR[1,AX2,TR]+$P_UIFR[1,AX2,FI]

ZRT_WCS＝$P_UIFR[1,AX3,TR]+$P_UIFR[1,AX3,FI]

BRT_WCS＝$P_UIFR[1,AX4,TR]+$P_UIFR[1,AX4,FI]；

3)在机床工作台回转中心处构建新的工件坐标系G57，将步骤2)中的XRT_MCS、ZRT_MCS、YRT_WCS、BRT_WCS的值赋值给G57，通过调用Siemens840Dsl数控系统的$P_UIFR系统变量来实现这一目的，即：

$P_UIFR[4,AX1,TR]＝XRT_MCS，$P_UIFR[5,AX1,FI]＝0

$P_UIFR[4,AX3,TR]＝ZRT_MCS，$P_UIFR[5,AX3,FI]＝0

$P_UIFR[4,AX2,TR]＝YRT_WCS，$P_UIFR[5,AX2,FI]＝0

$P_UIFR[4,AX4,TR]＝BRT_WCS，$P_UIFR[5,AX4,FI]＝0；

4)在每一次工作台旋转之前，即B轴坐标值发生变化之前，插入对应的子坐标系，进行坐标变换，通过调用Siemens840Dsl数控系统的TRANS指令来实现，即：

TRANS X＝R_W*COS($AA_IW[B]-Angle_W0)Z＝R_W*SIN($AA_IW[B]-Angle_W0)，

其中，R_W为(XRT_MCS，ZRT_MCS)与(XRT_WCS，ZRT_WCS)两点之间的距离，Angle_W0为(XRT_MCS，ZRT_MCS)与(XRT_WCS，ZRT_WCS)两点连线与Z轴正方向的夹角，根据ASIN函数的单调区间，为将其结果限定在[-180°,180°]区间内，将第一、二、三、四象限内的计算表达式分别写出：

第一象限：Angle_W0＝-ASIN((ZRT_WCS-ZRT_MCS)/R_W)

第二象限：Angle_W0＝-ASIN((ZRT_WCS-ZRT_MCS)/R_W)-180

第三象限：Angle_W0＝ASIN((ZRT_WCS-ZRT_MCS)/R_W)+180

第四象限：Angle_W0＝ASIN((ZRT_WCS-ZRT_MCS)/R_W)；

这样每一条NC中的4轴插补运动均是在其对应的子坐标系之后进行，自动补偿了数控程序中每一点因工件坐标系G54原点与机床工作台回转中心的位置偏移而造成的误差；

5)将步骤1)～步骤4)所述内容写入Siemens840Dsl宏程序；并定制CAM软件(NX10.0)相匹配的后置处理，在数控程序每一需要补偿的点的位置自动输出调用宏程序的指令，即：首先在“开始移动”中写入TCL语句MOM_output_literalTRCP_THD63100III_Sub1；*RO*调用第一个宏程序，以实现在工作台旋转中心建立新的工件坐标系；然后在“线性移动”中写入TCL语言MOM_output_literalTRCP_THD63100III_Sub2；*RO*调用第二个宏程序，从而实现在四轴卧式加工中心上实现刀尖跟随(RTCP)功能。