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        淺析數(shù)控加工的三個坐標系和對刀操作

        2011-08-15 00:52:53
        科技傳播 2011年13期
        關(guān)鍵詞:方向

        肖 萍

        新疆工業(yè)高等??茖W校,新疆 烏魯木齊 830091

        1 數(shù)控加工的三個坐標系的區(qū)別和聯(lián)系

        1.1 三個坐標的基本概念

        機床坐標系就是用機床零點作為原點的坐標系。機床原點是機床上的一個固定的點,由制造廠家確定。因此機床坐標系是數(shù)控機床安裝調(diào)試時便設(shè)定好的固定坐標系。編程坐標系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標系,其工件原點即為編程原點。編程坐標系是供編程使用的,確定編程坐標系時不必考慮工件毛坯在機床上的實際位置。工件坐標系就是以確定工件原點為基準而建立的坐標系,數(shù)控機床在加工工件的運行過程中就是在工件坐標系中運行的。

        1.2 三個坐標系的關(guān)系

        一般機床坐標系原點是固定的,而編程坐標系原點可自行設(shè)定。編程坐標系中各軸的方向應(yīng)與所使用的數(shù)控機床相應(yīng)的坐標軸方向一致。一般通過對刀操作來確定編程原點在機床坐標系中的坐標是多少。對刀的過程就是建立編程坐標系與機床坐標系之間的關(guān)系的過程。把對刀后設(shè)置的坐標系即為工件坐標系。

        2 數(shù)控加工的三個坐標系的確定方法

        2.1 機床坐標系的確定

        數(shù)控機床上的坐標系是采用右手直角笛卡爾坐標系。機床開機后,一般采用“回零”操作來確定機床坐標系的原點。機床各坐標軸及其正方向的確定原則是:先確定Z軸,以平行于機床主軸的刀具運動坐標為Z軸。再確定X軸,X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。在確定了X、Z軸的正方向后,即可按右手定則定出Y軸正方向。上述坐標軸正方向,均是假定工件不動,刀具相對于工件作進給運動而確定的方向,即刀具運動坐標系。

        2.2 編程坐標系的確定

        工件原點一般按如下原則選取:車床的工件原點一般設(shè)在主軸中心線上,多定在工件的左端面或右端面。銑床的工件原點,一般設(shè)在工件外輪廓的某一個角上或工件對稱中心處,進刀深度方向上的零點,大多取在工件表面。對于形狀較復(fù)雜的工件,有時為編程方便可根據(jù)需要通過相應(yīng)的程序指令隨時改變新的工件坐標原點;對于在一個工作臺上裝夾加工多個工件的情況,在機床功能允許的條件下,可分別設(shè)定編程原點獨立地編程。

        2.3 工件坐標系的確定

        加工原點是零件被裝夾好后,相應(yīng)的編程原點在機床坐標系中的位置。工件坐標系的確定在FANUC系統(tǒng)中通常有以下三種方法:

        第一種是通過對刀將刀偏值寫入?yún)?shù)從而獲得工件坐標系。這種方法操作簡單,可靠性好,它通過刀偏與機械坐標系緊密的聯(lián)系在一起,只要不斷電、不改變刀偏值,工件坐標系就會存在且不會變,即使斷電,重啟后回參考點,工件坐標系還在原來的位置。

        第二種是用G50設(shè)定坐標系,對刀后將刀移動到G50設(shè)定的位置才能加工。對刀時先對基準刀,其他刀的刀偏都是相對于基準刀的。

        第三種方法是MDI參數(shù),運用G54~G59可以設(shè)定六個坐標系,這種坐標系是相對于參考點不變的,與刀具無關(guān)。這種方法適用于批量生產(chǎn)且工件在卡盤上有固定裝夾位置的加工。

        3 數(shù)控機床的對刀操作方法

        在進行零件加工時必須將編程原點轉(zhuǎn)化為加工原點,確定好加工原點的位置后,在數(shù)控系統(tǒng)中給予設(shè)定。而機械坐標系是機床唯一的基準,所以必須要弄清楚程序原點在機械坐標系中的位置,這通常由對刀過程中完成。對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。對刀的準確性決定了零件的加工精度,同時,對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。本文針對FANUC數(shù)控系統(tǒng)介紹幾種常用的對刀操作方法:

        1)直接用刀具試切對刀

        步驟如下:

        (1)用外圓車刀先試車一外圓,記住當前X坐標,測量外圓直徑后,用X坐標減外圓直徑,所的值輸入offset界面的幾何形狀X值里。

        (2)用外圓車刀先試車一外圓端面,記住當前Z坐標,輸入offset界面的幾何形狀Z值里。

        (3)其它刀具分別盡可能接近試切過的外圓面和端面,把第一把刀的X方向測量值和Z0直接鍵入到offset工具補正/形狀界面里相應(yīng)刀具對應(yīng)的刀補號X、Z中,按測量即可。

        (4)刀具刀尖半徑值可直接進入編輯運行方式輸入到offset工具補正/形狀界面里相應(yīng)刀具對應(yīng)的刀補號R中。

        2)用G50設(shè)置工件零點

        步驟如下:

        (1)用外圓車刀先試車一外圓,測量外圓直徑后,把刀沿Z軸正方向后退一些,切端面到中心(X軸坐標減去直徑值)。

        (2)選擇MDI方式,輸入G50 X0 Z0,啟動START鍵,把當前點設(shè)為零點。

        (3)選擇MDI方式,輸入G0 X150 Z150 ,使刀具離開工件進刀加工。

        (4)、(5)步驟同方法 1 的步驟(4)、(5)。

        3)用G54-G59設(shè)置工件零點

        步驟如下:

        (1)用外圓車刀先試車一外圓,測量外圓直徑后,把刀沿Z軸正方向退點,切端面到中心。

        (2)把當前的X和Z軸坐標直接輸入到G54----G59里,程序直接調(diào)用如:G54X50Z50。

        (3)、(4)步驟同方法 1 的步驟(4)、(5)。

        4 結(jié)論

        要弄清楚程序原點在機械坐標系中的位置,先要清楚對刀操作的過程,而對刀操作必須搞清楚機床的三個坐標系之間的關(guān)系。因此在數(shù)控編程和加工中,只有弄清出基本坐標關(guān)系和掌握對刀操作,才能用數(shù)控機床加工出合格的零件。

        [1]顧京主編.數(shù)控加工編程及操作.

        [2]樓章華主編.數(shù)控編程與加工.

        [3]王建平,黃登紅.數(shù)控加工中的對刀方法[J].工具技術(shù),2005.

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