基于西門子系統語言平臺的雷尼紹軟件二次開發

李學義

(青海一機數控機床有限責任公司，青海西寧 810018)

隨著國內機床制造業和機械加工行業的不斷發展，工件測頭的使用也變得較為普遍了，它的優勢也越來越被廣大用戶所接受。我廠為某用戶制造的配置西門子840D系統的臥式四軸聯動加工中心上配備了雷尼紹測頭，由于用戶加工的工件較大且重，產品大部分由長方體形狀的毛坯直接一次裝夾加工而成。產品以單件為主，又大又重的工件裝夾時手工找正非常困難，也非常危險。為降低制造成本，減輕工人的勞動強度，使用測頭來解決這個問題。使用時只需大體上裝夾工件到一定的位置，且不改變原加工程序，以工件上的兩個工藝孔為基準找出工件的原點及擺放位置，然后進行工件的加工。

為此，我們基于西門子系統語言平臺為用戶研發了雷尼紹軟件二次開發專用軟件，解決了用戶在加工工件時的實際困難，實現了工件加工自動找出工件原點以及工件的具體放置位置，得到了用戶的認可。

1 工藝分析

加工工件用的毛坯如圖1所示。用戶使用的機床為四軸四聯動臥式加工中心，有X、Y、Z、B四個軸，B軸是數控轉臺，最小分度可達0.001°，工件裝夾使用臥式加工中心上常用的彎板，彎板放置在工作臺上時，不用手工找正，只需夾緊彎板。

圖2為工件放置樣式圖。我們要找出工件的原點和擺放位置，需要以下三步:

(1)假設彎板裝夾工件的面與主軸不垂直，可以用B軸旋轉來達到彎板裝夾工件的面與主軸垂直。此時可以用雷尼紹測頭在彎板上沿X軸方向取兩個點坐標，以此時兩點在Z軸方向的差值來計算轉臺需要旋轉的角度。

(2)工件是長方體形狀的，且上面兩端都各有一個工藝孔。可以用兩工藝孔找出工件在XY平面內的位置，以找正時第一個孔的中心坐標為坐標系原點，以兩孔中心連線與機床X軸夾角來確定工件在XY平面內的位置，確定旋轉坐標系時所需要的角度。

(3)轉臺轉到坐標系原點位置時，以雷尼紹測頭測出工件坐標系零點值Z。

2 程序設計及應用

我們要找出工件具體的位置，需要有四個坐標值X、Y、Z、B和工件裝夾在XY平面內與X軸夾角。在這個過程中首先找正轉臺，使得基準平面與主軸方向垂直，然后找出工件的原點和擺放位置，還需要使用西門子840D系統提供的參數。具體使用參數如下:

方括號中逗號前面的值不固定，而是因坐標系等選擇的不同而不同。

我們用雷尼紹測頭測量出需要的值，再經過數學計算，就可以使用了。計算時可以使用兩種方式，西門子系統的R參數和全局數據定義。西門子840D數控系統提供了GUD4到GUD9全局數據定義。我們可以利用在全局數據定義一個或幾個數組，以便在程序中使用這個參數。例如在GUD4中做如下定義:

DEF REAL NAME［n］

這里的 NAME［n］由我們指定，如 LCEKONG［18］。定義完成后還要激活GUD4中定義的參數。當激活用用戶參數后，就可以在程序中使用該參數了。然后以T1刀具號為雷尼紹測頭刀具號進行編程。程序中以L98開頭的程序均是雷尼紹測量軟件。

2.1 轉臺找正程序設計

首先更換刀具為雷尼紹測頭，再手動將測頭移動到要測量的位置。然后開始執行轉臺找正的程序，如圖3所示。

2.2 兩工藝孔找正程序設計

首先更換刀具為雷尼紹測頭(如果有必要)，再手動將測頭移動到要測量的位置。運行程序前要測出兩孔大概直徑，測量的孔徑誤差不大于10 mm。然后開始執行兩孔找正程序的程序，以該程序第一次運行時所測的孔為坐標系原點，以第二次運行時所測的孔位置確定工件的擺放位置。目的是利用系統提供旋轉坐標系功能在不改變原程序的情況下實現加工。

2.3 Z軸坐標值測量程序設計

首先更換刀具為雷尼紹測頭(如果必要的話)，再手動將測頭移動到要測量的位置附近，開始運行程序。

兩次測量的孔必需不是同位置上的孔，否則會顯示信息，并且程序會停止運行，需要重新測量。

2.4 角度計算程序設計

2.5 輔助程序設計

如果在一個程序執行中使用了復位鍵，則需要重新測量。

2.6 應用

使用時先將測量轉臺的程序調出，只需將雷尼紹探針靠近工件表面(遠離不超過10 mm)執行程序，程序執行完成后，轉臺自動會轉正。然后將測量兩孔程序調出，手動將雷尼紹探針伸進要測量的孔內，開始執行程序;手動再次將雷尼紹探針伸進要測量的另一個孔內，執行程序，如果測量成功，將顯示“MEASURE SUCCESS”，新建一個程序，寫入程序行:

EXTCAll“CEKONG4.SPF”

EXTCAll“×××”

其中×××為要加工的程序名稱和路徑，加工時從外部調用這個程序。然后運行程序，就可以加工工件了。

經過實際使用，該程序使用方便，使用原來的程序加工出了合格的工件。

3 結語

結合雷尼紹測頭和數控系統提供的參數，我們可以開發適合自己的軟件，降低工人的勞動強度，縮短工件的裝夾時間，以提高機床的使用效率。