制造轨道车辆车体用长大型材的找正方法技术

本发明专利技术公开了一种制造轨道车辆用长大型材的找正方法，该方法包括：1）通过至少一个夹具将工件装夹在数控加工中心的工作台上；2）将雷尼绍测头安装在数控加工中心主轴上；3）通过雷尼绍测头对工件的位置进行测量，获得工件长度方向与数控加工中心水平轴之间的旋转角；4）将该旋转角按照规定的路径附加至数控加工中心编程坐标系的零点程序中，使编程坐标系与工件坐标系一致。通过雷尼绍测头对工件位置进行测量，利用数控系统的功能通过参数赋值的方式进行计算从而获得工件长度方向与加工中心水平轴之间的旋转角，相对现有技术中手工测量工件坐标系的零点，省时省力，并且更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道车辆制造技术，尤其是一种。
技术介绍
高速动车组车体通常由长度在7米至24米的长大铝合金中空型材组焊形成，在制作过程中，部分长大型材需要焊前加工，其中包括底架边梁、底架弯曲边梁、圆顶边梁、平顶边梁和地板焊前件等五种断面型材，共有二十多种工件；对于该类长大型材，大多采用通用机床配置专用加工工装加工，由于型材断面形状结构、尺寸及加工部位差异很大，工件找正定位夹紧时间很长；不同工件轮番加工时，工装的更换调整时间更长，整体加工效率低，成本闻。 现有技术找正该类长大型材的方法如下步骤一、制作专用工装，根据型材结构和加工部位特点，大多选用通用长床身数控加工中心，并根据加工中心的结构制作专用加工工装，用专用加工工装对加工件进行定位、装卡。根据加工型材的断面结构尺寸和加工位置，每套工装通常由8 12组定位夹紧单元组成；步骤二、手动测量工件，加工件在工装定位夹紧后，利用加工中心测量系统对工件实际安装位置进行测量，测量时由一名操作者在机床操作间内操作，另一名操作者在机床操作间外进行指挥测量，来完成工件坐标系零点的建立；采用手动找正方法，将加工中心的主轴移至需测量部位，运行加工中心测量系统对加工件的坐标系零点进行测量，记录各测量数据；步骤三、将加工件的坐标系零点测量数据输入到编程坐标系的零点程序中使编程坐标系与工件坐标系一致，按照预先编制、调试好的加工程序进行加工。使用上述找正方法对长大型材进行找正，定位需要的专用工装种类多，成本高针对每种型材截面制作一套专用加工工装，个别长大型材还有正、反面两次安装加工，因此需正、反面两套加工工装，仅5种截面型材加工就需要十多套加工工装；型材加工属典型小批量轮番生产类型，每批同类型材加工批量较小，大约每月需更换四五次，更换加工工件时，每次需更换8 12组定位夹紧单元，夹具单元在机床上需重新找正定位和固定，更换和找正安装工作量巨大。加工件利用专用加工工装进行定位夹紧，工件找正时间长，效率低；设备成本增加十多套专用加工工装需要安装在设备工作台上，如此多的工装至少需要两台60M的加工中心；采用手工测量找正工件建立零点坐标系的方式，测量辅助时间大大增加，占用大量机床时间，影响加工效率，并且人工记录、输入测量数据存在因疏忽导致的数据记录错误、误输入现象，将可能导致工件的返工或报废。导致设备有效利用率低。
技术实现思路
本专利技术涉及一种，用于克服现有技术中的缺陷，实现长大型材在加工前的精准快速找正。本专利技术提供的制造轨道车辆用长大型材的找正方法包括以下步骤I)通过夹具将工件装夹在数控加工中心的工作台上；2)将雷尼绍测头安装在数控加工中心主轴上；3)手动移动雷尼绍测头将其置于工件端部上方，并以雷尼绍测头的当前位置定义为测量子程序坐标系零点；4)运行测量子程序，通过雷尼绍测头对工件的位置进行测量，获得工件长度方向与数控加工中心水平轴之间的旋转角及工件坐标系零点坐标；5)将该工件坐标系零点坐标按照规定的方法补偿至数控加工中心编程坐标系的 零点程序中，使编程坐标系与工件坐标系一致。本专利技术提供的制造轨道车辆用长大型材的找正方法，通过雷尼绍测头对工件位置进行测量，利用数控加工中心测量系统的功能通过参数赋值的方式进行计算从而获得工件长度方向与加工中心水平轴之间的旋转角，进而获得工件坐标系零点坐标，相对现有技术中手工测量工件坐标系的零点，省时省力，并且更加准确。附图说明图I为本专利技术提供的找正方法的实施例一的流程图；图2为本专利技术提供的找正方法的实施例二的流程图；图3为实施例二中工件旋转角计算的原理示意图；图4为本专利技术提供的找正方法的实施例三的流程图；图5为地板焊前件加工装卡的断面图；图6为底架边梁加工装卡的断面图；图7为圆边顶加工装卡的断面图；图8为本实施例三中雷尼绍测头移动位置示意图；图9为实施例三中执行加工程序流程图。具体实施例方式实施例一，如图I所示，本实施例提供一种制造轨道车辆用长大型材的找正方法，该找正方法包括以下步骤SI :通过夹具将工件装夹在数控加工中心的工作台上；S2 :将雷尼绍测头安装在数控加工中心主轴上；S3:手动移动雷尼绍测头将其置于工件端部上方，并以雷尼绍测头的当前位置定义为测量子程序坐标系零点；S4:运行测量子程序，通过雷尼绍测头对工件的位置进行测量，获得工件长度方向与数控加工中心水平轴之间的旋转角及工件坐标系零点坐标；S5:将该工件坐标系零点坐标按照规定的方法补偿至数控加工中心编程坐标系的零点程序中，使编程坐标系与工件坐标系一致。本专利技术提供的制造轨道车辆用长大型材的找正方法，通过雷尼绍测头对工件的位置进行测量，通过数控加工中心测量系统内设置数学计算公式计算出工件长度方向与数控加工中心水平轴之间的旋转角，进而获得工件坐标系零点坐标，相对现有技术中手工测量工件坐标系的零点，省时省力，并且更加准确。降低操作者劳动强度，杜绝了人为零点数据误输入的现象，保证了产品加工质量。步骤I)中的夹具可以采用通用夹具，工件在数控加工中心的工作台上绕垂直轴转动的自由度通过长大型材与夹具之间的摩擦力矩进行限定，在加工过程中刀具施加给长大型材的作用力矩通常不能克服长大型材与夹具之间的摩擦力矩，因此在加工的过程中长大型材并不会在刀具作用下而绕垂直轴产生转动；这样，可以采用一种通用工装加工多种型材件，大大降低了工装、设备成本，提高设备的利用率。实施例二，作为上述实施例的具体实施方式，如图2所示，步骤S3:包括S31 :定义测量子程序坐标系零点存储路径； S32 :通过数控加工中心的记录获得雷尼绍测头当前位置坐标，假设(X0，Y0, Z0)；S33:把获得的雷尼绍测头当前位置坐标按照所述存储路径附加至测量子程序中作为坐标系零点。步骤S4包括S41 :在测量子程序中设定一参数Λ L，雷尼绍测头采集工件上沿长度方向的两点的位置坐标，该两点之间的水平距离为该参数Λ L ；如图3所示，通过雷尼绍测头对工件上沿长度方向点Yl和点Υ2的位置坐标进行测量，该两点之间的水平距离为一设定参数Λ L，获得该点Yl和点Υ2的位置坐标其中点Yl测量的位置坐标为(X，y)，点Υ2测量的位置坐标为；S42 :运行测量子程序获得工件长度方向与加工中心水平轴之间的旋转角f及工件坐标系零点坐标；β =arctan Δ Y/ Δ L ;工件坐标系零点坐标可以用Xci, Yci, Zci及纟的关系式表不。雷尼绍测头到工件上表面之间的距离以及工件上待测量的两点之间的水平距离ΛL满足雷尼绍测头的测量范围。本实施例中雷尼绍测头到工件上表面之间的距离为20mm, Δ L 为 2m 3m。作为本专利技术提供的另一具体实施例，如图4所示，若步骤SI中为两个工件，且对称装夹在数控加工中心工作台上的左加工区域和右加工区域，则在步骤S2与步骤S3之间运行以下步骤S2’ 定义测量程序初始位置，通过运行测量程序判断工件所在的区域并根据其所在区域选择测量子程序；S3’在两个工件上分别执行步骤S3 步骤S5，使左区域编程坐标系与位于左加工区域的工件坐标系一致，使右区域编程坐标系与位于右加工区域的工件坐标系一致。实施例三，如图4-8所示，以地板焊前件加工为例对上述两个工件同时加工进行阐述，地板焊前件主要加工端部C形槽、锯铣两端去长短、铣加工端部焊接垫板槽。将雷尼绍测头I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造轨道车辆用长大型材的找正方法，其特征在于，该找正方法包括以下步骤：1）通过夹具将工件装夹在数控加工中心的工作台上；2）将雷尼绍测头安装在数控加工中心主轴上；3）手动移动雷尼绍测头将其置于工件端部上方，并以雷尼绍测头的当前位置定义为测量子程序坐标系零点；4）运行测量子程序，通过雷尼绍测头对工件的位置进行测量，获得工件长度方向与数控加工中心水平轴之间的旋转角及工件坐标系零点坐标；5）将该工件坐标系零点坐标按照规定的方法补偿至数控加工中心编程坐标系的零点程序中，使编程坐标系与工件坐标系一致。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄军军，王子瑞，桑弘鹏，李秀艳，杨毅，张学武，
申请(专利权)人：唐山轨道客车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：