循環程式451 MEASURE KINEMATICS (#48 / #2-01-1)
ISO 程式編輯
G451
應用
循環程式執行
- 夾住校準球並檢查是否會發生碰撞。
- 在 手動操作操作模式中,將預設設定在球心或若已經定義Q431 = 1或Q431 = 3:手動將接觸式探針定位在接觸式探針軸內的校準球上,以及在工作平面內的球心上。
- 選擇程式執行操作模式並開始校準程式。
- 控制器自動以您定義的解析度自動測量所有旋轉軸。
編寫與操作注意事項:
- 若在最佳化模式內決定的座標結構配置資料超出允許限制(maxModification編號204801),則控制器顯示警告。然後您必須利用按下NC開始來確認接收獲得值。
- 在預設期間,將只針對第二量測監控已程式編輯的校準球半徑。原因是若關於校準球的預先定位不準確,然後您開始重設,則校準球將探測兩次。
結果參數Q
控制器將接觸式探針循環程式的結果儲存在以下Q參數中:
Q參數 | 意義 |
---|---|
Q141 | A軸內量測到的標準偏差(若未量測該軸的話為–1) |
Q142 | B軸內量測到的標準偏差(若未量測該軸的話為–1) |
Q143 | C軸內量測到的標準偏差(若未量測該軸的話為–1) |
Q144 | A軸內的最佳標準偏差(若軸未最佳化為–1) |
Q145 | B軸內的最佳標準偏差(若軸未最佳化為–1) |
Q146 | C軸內的最佳標準偏差(若軸未最佳化為–1) |
Q147 | X方向內偏移誤差,用於手動轉換成對應的機械參數 |
Q148 | Y方向內偏移誤差,用於手動轉換成對應的機械參數 |
Q149 | Z方向內偏移誤差,用於手動轉換成對應的機械參數 |
結果參數QS
控制器將旋轉軸的量測位置故障儲存在QS參數QS144 - QS146內。每一結果長度為十個字元。結果由空格彼此分隔。
範例:QS146 = "0.01234567 -0.0123456 0.00123456 -0.0012345"
Q參數 | 意義 |
---|---|
QS144 | A軸的位置誤差 EY0A EZ0A EB0A EC0A |
QS145 | B軸的位置誤差 EZ0B EX0B EC0B EA0B |
QS146 | C軸的位置誤差 EX0C EY0C EA0C EB0C |
位置誤差偏離理想軸位置並且用四個字元標記。
範例:EX0C= C軸往X方向的位置誤差。
例如,您可使用字串處理將NC程式中的各個結果轉換為數值,並將其用於例如評估。
範例:
循環程式在QS參數QS146之內產生以下結果:
QS146 = "0.01234567 -0.0123456 0.00123456 -0.0012345"
以下範例顯示如何將產生的結果轉換成數值。
此使用手冊內含的NC程式為解決方案的建議程式,該等NC程式或個別NC單節在用於工具機之前,必須經過調整。
依需要變更以下內容:
- 刀具
- 切削參數
- 進給速率
- 淨空高度或安全位置
- 工具機專屬位置,例如用M91
- 義程式呼叫路徑
一些NC程式取決於工具機座標結構配置。在第一次程式模擬之前,針對您的工具機座標結構配置調整NC程式。
此外,在實際程式運行之前,使用模擬來測試NC程式。
運用程式測試確定NC程式是否可與可用的軟體選項、有效的工具機座標結構配置和當前的工具機組態一起使用。
11 QS0 = SUBSTR ( SRC_QS146 BEG0 LEN10 ) | ; 從QS146讀取第一結果EX0C |
12 QL0 = TONUMB ( SRC_QS0 ) | ; 將來自QS0的文字數字值轉換成數值並指派給QL0 |
13 QS0 = SUBSTR ( SRC_QS146 BEG11 LEN10 ) | ; 從QS146讀取第二結果EY0C |
14 QL1 = TONUMB ( SRC_QS0 ) | ; 將來自QS0的文字數字值轉換成數值並指派給QL1 |
15 QS0 = SUBSTR ( SRC_QS146 BEG22 LEN10 ) | ; 從QS146讀取第三結果EA0C |
16 QL2 = TONUMB ( SRC_QS0 ) | ; 將來自QS0的文字數字值轉換成數值並指派給QL2 |
17 QS0 = SUBSTR ( SRC_QS146 BEG33 LEN10 ) | ; 從QS146讀取第四結果EB0C |
18 QL3 = TONUMB ( SRC_QS0 ) | ; 將來自QS0的文字數字值轉換成數值並指派給QL3 |
定位方向
要測量的旋轉軸之定位方向由您在循環程式內定義的開始角度與終止角度來決定。參考量測自動在0°上執行,
指定開始與終止角度,如此不會測量相同位置兩次。重複的點測量(例如測量位置+90°和-270°)並不會告知,不過並不會產生錯誤訊息。
- 範例:起始角度= +90°,終止角度= -90°
- 起始角度 = +90°
- 終止角度= -90°
- 量測點的數量= 4
- 計算得出的步進角度= (-90° - +90°) / (41) =–60°
- 量測點1= +90°
- 量測點2= +30°
- 量測點3= -30°
- 量測點4= -90°
- 範例:起始角度= +90°,終止角度= -270°
- 起始角度 = +90°
- 終止角度= +270°
- 量測點的數量= 4
- 計算得出的步進角度 = (270° – 90°) / (4 – 1) = +60°
- 量測點1= +90°
- 量測點2= +150°
- 量測點3= +210°
- 量測點4= +270°
使用Hirth耦合軸加工
- 所以記住,留下夠大的設定淨空,避免接觸式探針與校準球之間任何碰撞風險
- 另外也確定有足夠的空間到達設定淨空(軟體極限開關)
- 記錄工具機製造商的文件
- 若無法獲得軟體選項 (#9 / #4-01-1),則定義0以上的退回高度。
- 量測位置由個別軸的開始角度、終止角度以及測量次數以及Hirth方格所計算得出。
A軸測量位置的計算範例:
開始角度Q411 = -30
終止角度Q412 = +90
量測點數量Q414 = 4
Hirth方格 = 3°
計算的步進角度 = (Q412 – Q411) / (Q414 – 1)
計算的步進角度 = (90° – (–30°)) / (4 – 1) = 120 / 3 = 40°
量測位置1 = Q411 + 0 * 步進角度 = -30° → -30°
量測位置2 = Q411 + 1 * 步進角度 = +10° → 9°
量測位置3 = Q411 + 2 * 步進角度 = +50° → 51°
量測位置4 = Q411 + 3 * 步進角度 = +90° → 90°
量測點數量選擇
為了節省時間,可用少量量測點(1或2)進行粗略最佳化,例如在調機期間。
然後用中等數量的量測點(建議值= 大約4)進行細部最佳化。大量量測點通常無法改善結果。理想來說,您應將量測點平均分散在軸的傾斜範圍上。
這就是為何您要以在90°、180°和270°上的3個測量點來測量傾斜範圍0°至360°的軸。因此定義90°的開始角度以及270°的終止角度。
若您要藉此讓檢查更精準,可在檢查模式內輸入數量較多的量測點。
若量測點已經定義在0°上,則因為參考量測都是在0°上完成,所以忽略不計。
選擇位於工具機工作台上的校準球位置
依照原理,您可將校準球固定至工具機工作台上任何可觸及的位置,以及治具或工件上。 下列因素會正面影響測量結果:
- 在具有旋轉工作台/傾斜工作台的工具機上:將校準球盡可能夾在遠離旋轉中心的地方。
- 在移動路徑非常大的工具機上, 將校準球盡可能夾在靠近要進行後續加工的位置。
將校準球定位在工具機工作台上,如此在測量程序期間不會發生碰撞。
許多校準方法之注意事項
- 在輸入大約尺寸之後調機期間的粗略最佳化。
- 量測點數量介於1和2之間
- 旋轉軸的角度步階: 大約90°
- 整個移動範圍上的細部最佳化
- 量測點數量介於3和6之間
- 開始與終止角度應該涵蓋旋轉軸的最大可能移動範圍。
- 將校準球定位在工具機工作台上,如此在旋轉工作台軸上有較大測量圓形,或如此在旋轉頭軸上可在代表位置(例如在移動範圍的中央)上進行測量。
- 特定旋轉軸位置的最佳化
- 量測點數量介於2和3之間
- 借助稍後要對工件加工,並且繞旋轉軸角度的軸(Q413/Q417/Q421)之傾斜角進行測量。
- 將校準球定位在工具機工作台上,來在後續要進行加工的位置上作校準。
- 檢視工具機精確度
- 量測點數量介於4和8之間
- 開始與終止角度應該涵蓋旋轉軸的最大可能移動範圍。
- 旋轉軸背隙之決定
- 量測點數量介於8和12之間
- 開始與終止角度應該涵蓋旋轉軸的最大可能移動範圍。
精確度注意事項
若有需要,在校準期間停用旋轉軸上的鎖。否則會曲解測量結果。工具機手冊會提供進一步的資訊。
工具機的幾何結構與定位錯誤會影響測量值,因此也會影響旋轉軸的最佳化。 因此,總是會有特定量的誤差。
若無幾何結構與定位錯誤,則由循環程式在特定時間上於工具機上任意點測量的任何值都可確實重複使用。 幾何結構與定位錯誤越大,當您在不同位置上執行測量時的結果誤差越大。
控制器在測量記錄內記錄的結果偏差代表工具機的靜態傾斜精確度。不過,測量圓形半徑與量測點的數量與位置都必須包含在精確度評估內。單一個量測點並不足以計算出偏差。針對只有一點,計算結果為該量測點的空間誤差。
若許多旋轉軸同時移動,則其誤差值應合併。 在最糟的情況下,這些值會加總在一起。
若工具機配備受控制的主軸,則應在接觸式探針表(TRACK欄)內啟動角度追蹤。 這可大幅增加運用3-D接觸式探針的測量精確度。
背隙
背隙為當移動方向逆轉時在旋轉或角度編碼器與工作台之間的最小移動量。若旋轉軸的背隙超出控制迴圈之外,例如因為使用馬達編碼器執行角度量測,則會在傾斜期間產生顯著錯誤。
您可使用輸入參數Q432啟動背隙量測。輸入控制器作為前進角度的角度,然後循環程式在每個旋轉軸上執行兩次量測。如果角度值不為0,控制器就不會量測任何背隙。
若已經在選配的mStrobeRotAxPos機械參數(編號204803)內設定定位旋轉軸的M功能或軸為Hirth軸,就不可能進行背隙量測。
備註
- 執行循環程式之前先關閉基本旋轉。
- 在最佳化之後再次設定預設和基本旋轉。
- 此循環程式只能在FUNCTION MODE MILL加工模式內執行。
- 在循環程式開始之前,必須關閉M128或FUNCTION TCPM。
- 與循環程式451和452一樣,循環程式453從以自動模式中與旋轉軸位置匹配的有效3-D ROT退出。
- 定義循環程式之前,必須將預設設定在校準球心內並且啟動,或是據此將輸入參數Q431定義為1或3。
- 對於移動至接觸式探針軸內探測高度的定位進給速率而言,控制器使用來自循環程式參數Q253之值或來自接觸式探針表的FMAX值,以小者為準。在探測監視停止時,控制器總是以定位進給速率Q253來移動旋轉軸。
- 控制器忽略適用於未啟用軸的循環定義資料。
- 若量測主軸頭側或表側上的重疊旋轉軸,才能進行工具機工件原點(Q406=3)內的修正。
- 若您在校準之前已經啟動預設(Q431 = 1/3),則在循環程式開始之前,由設定凈空(Q320 + SET_UP)將接觸式探針移動至近似校準球心上的位置。
- 以吋為單位進行程式編輯:控制器會以公釐將記錄資料與測量結果記錄下來。
- 量測座標結構配置之後,必須再次確定預設。
有關機械參數的注意事項
- 若選配的機械參數mStrobeRotAxPos (編號204803)定義為不等於-1 (M功能定位旋轉軸),則只在所有旋轉軸都在0°上才會開始量測。
- 在每次探測處理中,控制器先測量校準球的半徑。若測量的球半徑與輸入的球半徑之差異比您在選配的機械參數maxDevCalBall (編號204802)內定義還要多,則控制器顯示錯誤訊息並結束測量。
- 針對角度最佳化,工具機製造商必須據此調整該組態。
循環程式參數
說明圖 | Parameter |
---|---|
Q406 模式(0/1/2/3)? 定義控制器是否將檢查現有座標結構配置或將之最佳化: 0:檢查現有的工具機座標結構配置。控制器測量旋轉軸內已經定義的座標結構配置,但是不對現有座標結構配置作任何變更。控制器將測量結果顯示在測量記錄內。 1:最佳化現用工具機座標結構配置:控制器測量您已經在軸內定義的座標結構配置。然後將現有的座標結構配置之旋轉軸位置最佳化。 2:最佳化現用工具機座標結構配置:控制器測量您已經在軸內定義的座標結構配置。然後將角度與位置誤差最佳化。KinematicsComp (#52 / #2-04-1)為角度錯誤補償的先決條件。 3:最佳化現用工具機座標結構配置:控制器測量您已經在軸內定義的座標結構配置。然後自動補償工具機工件原點。然後將角度與位置誤差最佳化。KinematicsComp (#52 / #2-04-1)為先決條件。 輸入:0、1、2、3 | |
Q407 確實的校正球半徑? 輸入所使用校準球的正確半徑。 輸入:0.0001...99.9999 | |
Q320 設定淨空? 接觸點與球尖端之間的額外距離。Q320加入至接觸式探針表內的SET_UP欄。 該值具有增量效果。 輸入:0...99999.9999 或PREDEF | |
Q408 縮回高度? 0;不移動至任何縮回高度;控制器移動至軸內要測量的下一個測量位置。這不允許用於Hirth軸!控制器以A、B然後C的順序移動至第一測量位置。 > 0:在旋轉軸定位在主軸內之前未傾斜工件座標系統內到控制器位置的退回高度。此外,控制器在工作平面將接觸式探針移動至工件原點。在此模式內並未啟動接觸式探針監視。在參數Q253內定義定位進給速度。 該值具有絕對效果。 輸入:0...99999.9999 | |
Q253 預先定位的進給率? 定義預先定位期間的刀具行進速率,單位是 mm/min。 輸入:0...99999.9999 或FMAX、FAUTO、PREDEF | |
Q380參考角度? (0=ref. axis) 輸入用來獲取現用工件座標系統內量測點的參考角度(基本旋轉)。定義參考角度可放大軸的測量範圍。 該值具有絕對效果。 輸入:0...360 | |
Q411 A 軸的開始角度? A軸上將執行第一次量測的開始角度。 該值具有絕對效果。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q412 A 軸的結束角度? A軸上將執行最後一次量測的終止角度。 該值具有絕對效果。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q413 A 軸的傾斜角度? 其上將量測其他旋轉軸的A軸內之入射角度。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q414 A 內的量測點數 (0...12)? 控制器將用來量測A軸的量測點數。 若輸入值 = 0,則控制器不會量測該個別軸。 輸入:0...12 | |
Q415 B 軸的開始角度? B軸上將執行第一次量測的開始角度。 該值具有絕對效果。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q416 B 軸的結束角度? B軸上將執行最後一次量測的終止角度。 該值具有絕對效果。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q417 B 軸的傾斜角度? 其上將量測其他旋轉軸的B軸內之入射角度。 輸入:-359.999...+360.000 | |
Q418 B 內的量測點數 (0...12)? 控制器將用來量測B軸的量測點數。若輸入值 = 0,則控制器不會量測該個別軸。 輸入:0...12 | |
Q419 C 軸的開始角度? C軸上將執行第一次量測的開始角度。 該值具有絕對效果。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q420 C 軸的結束角度? C軸上將執行最後一次量測的終止角度。 該值具有絕對效果。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q421 C 軸的傾斜角度? 其上將量測其他旋轉軸的C軸內之入射角度。 輸入:-359.9999...+359.9999 | |
Q422 C 內的量測點數 (0...12)? 控制器將用來量測C軸的量測點數。若輸入值 = 0,則控制器不會量測該個別軸。 輸入:0...12 | |
Q423 探針數量? 定義控制器將用於在平面內量測校準球之探測點數,較少量測點可提高速度,較多量測點可提高量測精準度。 輸入:3...8 | |
Q431 預設 (0/1/2/3)? 定義控制器是否將現用預設自動設定在球心: 0:不將預設自動設定在球心上:開始循環程式之前手動設定預設 1:在量測之前自動將預設設定至球心(將覆寫現用預設):在循環程式開始之前手動將接觸式探針預先定位在校準球上 2:在量測之後自動將預設設定至球心(將覆寫現用預設):開始循環程式之前手動設定預設 3:在量測之前和之後將預設設定至球心(將覆寫現用預設):在循環程式開始之前手動將接觸式探針預先定位在校準球上 輸入:0、1、2、3 | |
Q432 背隙補償的角度範圍? 定義控制器將用來量測旋轉軸背隙的移動角度。行進角度必須顯著大於旋轉軸的實際背隙。若輸入值 = 0,則控制器不會量測背隙。 輸入:-3...+3 |
此使用手冊內含的NC程式為解決方案的建議程式,該等NC程式或個別NC單節在用於工具機之前,必須經過調整。
依需要變更以下內容:
- 刀具
- 切削參數
- 進給速率
- 淨空高度或安全位置
- 工具機專屬位置,例如用M91
- 義程式呼叫路徑
一些NC程式取決於工具機座標結構配置。在第一次程式模擬之前,針對您的工具機座標結構配置調整NC程式。
此外,在實際程式運行之前,使用模擬來測試NC程式。
運用程式測試確定NC程式是否可與可用的軟體選項、有效的工具機座標結構配置和當前的工具機組態一起使用。
11 TOOL CALL "TOUCH_PROBE" Z | ||
12 TCH PROBE 450 SAVE KINEMATICS ~ | ||
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13 TCH PROBE 451 MEASURE KINEMATICS ~ | ||
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許多模式(Q406)
測試模式 Q406 = 0
- 控制器量測定義位置內的旋轉軸,並且計算傾斜轉換的靜態精確度。
- 控制器記錄可能的位置最佳化結果,但是不做任何調整。
「旋轉軸位置最佳化」模式 Q406 = 1
- 控制器量測定義位置內的旋轉軸,並且計算傾斜轉換的靜態精確度。
- 在此期間,控制器嘗試改變座標結構配置模型內旋轉軸的位置,以達成較高精確度。
- 工具機資料自動調整。
「最佳位置和角度」模式Q406 = 2
- 控制器量測定義位置內的旋轉軸,並且計算傾斜轉換的靜態精確度。
- 之後,最佳化該位置。並不需要額外的量測;控制器會自動計算位置最佳化。
根據正確決定角度的工具機座標結構配置,海德漢建議以0°的傾斜角執行一次量測。
「工具機工件原點、位置和角度最佳化」模式(Q406 = 3)
- 控制器量測定義位置內的旋轉軸,並且計算傾斜轉換的靜態精確度。
- 之後,最佳化該位置。並不需要額外的量測;控制器會自動計算位置最佳化。
- 對於角度位置誤差的正確決定,海德漢建議將受影響的旋轉軸設定為0°傾角以進行該量測。
- 在修正工具機工件原點之後,控制器嘗試降低已量測旋轉軸的相關角位置誤差(locErrA/locErrB/locErrC)之補償。
此使用手冊內含的NC程式為解決方案的建議程式,該等NC程式或個別NC單節在用於工具機之前,必須經過調整。
依需要變更以下內容:
- 刀具
- 切削參數
- 進給速率
- 淨空高度或安全位置
- 工具機專屬位置,例如用M91
- 義程式呼叫路徑
一些NC程式取決於工具機座標結構配置。在第一次程式模擬之前,針對您的工具機座標結構配置調整NC程式。
此外,在實際程式運行之前,使用模擬來測試NC程式。
運用程式測試確定NC程式是否可與可用的軟體選項、有效的工具機座標結構配置和當前的工具機組態一起使用。
11 TOOL CALL "TOUCH_PROBE" Z | ||
12 TCH PROBE 451 MEASURE KINEMATICS ~ | ||
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記錄功能
在執行循環程式451之後,控制器建立一個記錄(TCHPRAUTO.html),將其儲存在同時內含相關NC程式的目錄中。此記錄包含下列資料:
- 建立記錄的日期與時間
- 循環程式所運行的NC程式路徑
- 刀名
- 啟動座標結構配置
- 使用的模式 (0=檢查/1=最佳化位置/2=最佳化姿勢/3=最佳化工具機工件原點與姿勢)
- 傾斜角度
- 用於每一測量的旋轉軸:
- 開始角度
- 結束角度
- 測量點數
- 測量圓半徑
- 平均的背隙,如果Q423>0
- 軸的位置
- 標準偏差(分散)
- 最大偏差
- 角度錯誤
- 所有軸內的補償值(預設位移)
- 檢查旋轉軸最佳化之前的位置(關於座標結構配置轉換鍊的開頭,通常為主軸鼻)
- 檢查旋轉軸最佳化之後的位置(關於座標結構配置轉換鍊的開頭,通常為主軸鼻)
- 定位誤差的平均定位誤差和標準偏差為0
- SVG檔案含圖表:個別量測位置的已量測和最佳化誤差。
- 紅色曲線:量測的位置
- 綠色曲線:執行循環程式之後的最佳值
- 圖表名稱:軸名稱取決於旋轉軸(例如,EYC = C軸Y方向的分量誤差)
- 圖表的X軸:旋轉軸位置,以度為單位
- 圖表的Y軸:位置偏差,以mm為單位