李東福，李 強(qiáng)

（煙臺汽車工程職業(yè)學(xué)院，煙臺 265500）

局部坐標(biāo)系在數(shù)控銑削中的應(yīng)用研究

李東福，李 強(qiáng)

（煙臺汽車工程職業(yè)學(xué)院，煙臺 265500）

在數(shù)控編程中正確使用數(shù)控系統(tǒng)的鏡像功能可以使程序簡化、提高編程效率，但是在宇龍仿真軟件里并不支持鏡像指令G51.1，以一個典型零部件為例研究了局部坐標(biāo)系G52指令代替G51.1指令完成軸對稱形狀零件的編程加工，并在仿真軟件里驗證了程序的正確性。

仿真；鏡像；局部坐標(biāo)系；數(shù)控銑削

0　引言

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的普及，使得編程在加工中占有重要的地位。自動編程軟件的成熟和普及仍無法取代手動編程在零件加工中所占的比重。手動編程是學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)，在實際生產(chǎn)中仍占有重要的地位，程序編制完畢需要進(jìn)行仿真驗證其正確性，目前我們常用宇龍仿真軟件進(jìn)行驗證。

圖1為一個典型零件在編程時為了簡化程序，根據(jù)零件特點(diǎn)采用鏡像指令G51.1+子程序的方式進(jìn)行的編程［1］，但是在宇龍仿真軟件里驗證時不支持G51.1指令，這里研究用局部坐標(biāo)系G52指令完成鏡像的功能［2，3］，并在宇龍仿真軟件里驗證其正確性。

1　G54～G59--工件坐標(biāo)系偏置指令

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動部件特殊位置及運(yùn)動范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系，機(jī)床開啟后通過回零建立機(jī)床坐標(biāo)系。

通過測量工件原點(diǎn)到機(jī)床原點(diǎn)的之間的偏置值（其實質(zhì)是工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置），在數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，從而建立工件坐標(biāo)系，編程時再用程序制定?？梢灶A(yù)設(shè)6個工件坐標(biāo)系，分別為G54～G59。

2　G52--局部坐標(biāo)系

圖1　典型零件圖

G52 X0 Y0 Z0；取消坐標(biāo)系平移。

X_ Y_ Z_為子坐標(biāo)系原點(diǎn)對于當(dāng)前工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)值。

例如：執(zhí)行G52 X20 Y20 Z30，則在原坐標(biāo)系（20.20.30）的位置建立了一個新的坐標(biāo)系，如圖2所示。

圖2　G52指令功能示意圖

指令含義：該指令將當(dāng)前工件坐標(biāo)系復(fù)制并平移到某一位置，形成一個新的子坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系又叫局部坐標(biāo)系。

指令格式：G52 X_ Y_ Z_；

使用G52指令可以方便我們計算零件上圖形基點(diǎn)的坐標(biāo)，特別對于一些不方便計算的基點(diǎn)。我們也可以使用G52指令代替鏡像指令完成對稱零部件的編程加工。

3　零件圖工藝分析

圖1所示為零件，將工件坐標(biāo)系G54建立在工件上表面對稱中心，1個大型腔深度為3mm，4個小型腔關(guān)于坐標(biāo)軸對稱分布，型腔深度為6mm。

刀具選擇及刀路設(shè)計：選用一把直徑為Φ10的三刃高速鋼立銑刀對零件輪廓進(jìn)行加工，為提高加工表面質(zhì)量，采用順銑方式銑削工件，其具體走刀路線見圖3。由于型腔空間較小，采用法向進(jìn)刀和法向退刀方式切削型腔，刀具從O→A過程添加左刀補(bǔ)，刀具從A→B→C→D→E→F→G→H→I→A過程執(zhí)行左刀補(bǔ)，刀具從A→O撤銷刀補(bǔ)，小型腔的刀補(bǔ)添加、執(zhí)行和撤銷過程和大型腔類似。Z向下刀采用啄鉆下刀方式銑削工件，大、小型腔銑削深度一次到位。

4個小型腔關(guān)于坐標(biāo)軸對稱，這里研究如何利用G52指令代替鏡像指令完成對稱零部件的加工。參考程序見表1～表3。

圖3　型腔銑削刀路

4　宇龍仿真加工

利用宇龍仿真軟件完成零件的仿真加工，以驗證程序的正確性，選用FUNUC 0i銑床加工，設(shè)定60×60×20的毛坯，裝夾安裝，選用直徑Φ10的平底刀，對刀并設(shè)置刀補(bǔ)值為5mm。在編輯狀態(tài)將主程序和子程序傳進(jìn)來，運(yùn)行程序。仿真結(jié)果如圖4所示。從而驗證了程序的正確性。

圖4　仿真結(jié)果

5　結(jié)論

局部坐標(biāo)系G52指令是數(shù)控加工中比較重要的指令，該指令運(yùn)用得當(dāng)，可以簡化基點(diǎn)坐標(biāo)的計算，甚至替代鏡像指令完成軸對稱形狀零件的加工，在手工編程中受到編程員的青睞。

表1　采用G52+子程序的參考程序

表2　50×50×3型腔參考子程序

表3　20×20×6型腔子程序

［1］ 王國永.比例縮放功能在數(shù)控銑削手工編程中應(yīng)用研究［J］.煤礦機(jī)械，2013，34（5）：163-165.

［2］ 余娟，張靜.坐標(biāo)平移和旋轉(zhuǎn)在數(shù)控銑削中的應(yīng)用［J］.煤礦機(jī)械，2013，34（1）：125-127.

［3］ 房連琨.基于FUNAC系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床子程序編程的應(yīng)用方法［J］.煤礦機(jī)械，2012，33（6）：150-152.

Research on the application of local coordinate system in NC Milling

LI Dong-fu， LI Qiang

TG659

A

1009-0134（2016）10-0077-03

2016-07-13

李東福（1980 -），女，河南開封人，講師，碩士研究生，研究方向為數(shù)控加工和動力學(xué)。