楊志

山推工程機(jī)械股份有限公司 山東濟(jì)寧 272073

1 序言

在實際生產(chǎn)加工中，臥式加工中心應(yīng)用非常廣泛，主要用來加工一些箱體類和殼體類的零件，這些箱體類的零件主要由各種平面和成組的孔組成。由于箱體類的零件內(nèi)部大部分裝的是齒輪，而齒輪又裝在傳動軸上，所以對這些成組的孔的同軸度要求非常高，一般是≤0.03mm。另外，箱體類的零件都比較大，孔距也比較大，在零件的一端進(jìn)行一次鏜削加工非常困難，刀具的長度需要很長，且容易產(chǎn)生振動。因此，在實際加工中常用B軸旋轉(zhuǎn)180°的方法來進(jìn)行兩面加工，其中一面加工完成后，另一面的孔的定位就需要通過計算得出，以使機(jī)床移動到正確的位置[1,2]。采用這種加工方法，就必須知道B軸的回轉(zhuǎn)中心在機(jī)械坐標(biāo)系中的位置，也就是常說的回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)。

2 B軸回轉(zhuǎn)中心的確定

以FANUC 18iMB的系統(tǒng)為例，介紹確定回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)值的方法。常用的快速且簡單的方法是在主軸上裝一個基準(zhǔn)校棒或者一把精鏜刀，在工作臺上用磁力表座裝夾一個千分表頭（盡量靠近工作臺中心），使表頭的測頭軸線與主軸軸線相垂直。采用手輪方式緩慢移動至校棒與千分表頭相接觸；然后上下移動Y軸，找到Y(jié)軸方向校棒的最高點，記錄表頭大針和小針的位置（大針一般通過移動X軸使其指示在零位）。此時不要移動各軸，記錄當(dāng)前X軸的機(jī)械坐標(biāo)，標(biāo)記好千分表頭在校棒的位置，如圖1所示。之后移動Y軸至安全位置。

圖1 校棒位置示意

MDI方式使工作臺旋轉(zhuǎn)180°，也就是B軸旋轉(zhuǎn)180°。為消除主軸的回轉(zhuǎn)誤差，主軸必須也旋轉(zhuǎn)180°，用手輪方式緩慢移動到之前所標(biāo)記的校棒的位置，如圖2所示，移動X、Y和Z軸，找到校棒的最高點，并保證千分表頭的大針和小針的位置與之前所記錄的一樣，記錄當(dāng)前X軸的機(jī)械坐標(biāo)，這樣就得到了X軸的兩個機(jī)械坐標(biāo)值。

圖2 B軸旋轉(zhuǎn)180°后校棒位置示意

回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)就等于取得的兩個X軸機(jī)械坐標(biāo)值的平均值（帶正負(fù)號），即（－519.92－782.08）/2＝－651?；剞D(zhuǎn)中心坐標(biāo)可以用來進(jìn)行工裝的校正、工件坐標(biāo)系的確認(rèn)和工件的加工。

3 坐標(biāo)系X軸坐標(biāo)值確定

以某變速器箱體為例，箱體上需要加工3組同軸孔，要求同軸度為0.03mm，兩孔的距離為543mm，也就是需要B軸旋轉(zhuǎn)180°來調(diào)頭加工。由于3組孔與底面撥叉式的配合面有位置要求，所以必須用工裝通過一面兩銷的方式進(jìn)行定位加工。由于在對工裝進(jìn)行裝夾時，工裝的原點不一定與回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)相重合，所以必須設(shè)定G54和G55坐標(biāo)系的X軸坐標(biāo)值，這個值就是工裝原點與回轉(zhuǎn)中心的差值。這時就需要用到之前取得的回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)值。

假設(shè)B軸0°時用的坐標(biāo)系是G54，180°時用的坐標(biāo)系是G55，首先在主軸上裝夾一把刀，用M19對主軸進(jìn)行準(zhǔn)停。用磁力表座裝夾一個千分表頭并把它吸在刀具上，使表頭的測頭軸線與工裝定位銷軸線相垂直。用手輪方式緩慢移動到圓柱銷位置并與其接觸，來回移動Z軸，當(dāng)?shù)竭_(dá)圓柱銷的最高點時停止移動，記錄下此時千分表的大針與小針的位置，一般移動X軸使大針指示在零位。依次按下系統(tǒng)操作面板上的POS鍵、相對鍵、操作鍵、起源鍵、全部鍵和執(zhí)行鍵，對相對坐標(biāo)系中的所有軸的值進(jìn)行清零，然后移動Y軸使其到達(dá)一個安全位置（見圖3）。

圖3 B軸0°時測量位置示意

如圖4所示，旋轉(zhuǎn)B軸至180°，對圓柱銷的180°位置進(jìn)行上述重復(fù)的操作，記錄下在相對坐標(biāo)系中的X值，通過計算可得G54坐標(biāo)系與G55坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。B軸在180°位置為G55坐標(biāo)系，其X軸的值＝相對坐標(biāo)系中的X值/2＋回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)＝29.16/2－651＝－636.42。B軸在0°位置為G54坐標(biāo)系，其X軸的值＝－相對坐標(biāo)系中的X值/2＋回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)＝－29.16/2－651＝－665.58。其余的Y軸和Z軸的值按正常的方法獲得即可。

圖4 B軸180°時測量位置示意

4 更改系統(tǒng)參數(shù)巧設(shè)回轉(zhuǎn)中心

機(jī)床在正常使用情況下，開機(jī)后回參考點建立機(jī)械坐標(biāo)系時，大部分機(jī)床數(shù)值顯示的都是零，這是由參數(shù)1240控制的。由此可得，如果改變1240這個參數(shù)的值，使其相差一個回轉(zhuǎn)中心的距離，就可以使機(jī)械坐標(biāo)系的原點移動至與B軸回轉(zhuǎn)中心相重合的位置。這樣就不需要考慮回轉(zhuǎn)中心的具體坐標(biāo)值，因為它與機(jī)械坐標(biāo)系的原點相重合。更改參數(shù)后B軸0°、180°時測量位置分別如圖5、圖6所示。G55工件坐標(biāo)系X軸的值＝29.16/2＝14.58，G54工件坐標(biāo)系X軸的值＝－29.16/2＝－14.58。當(dāng)機(jī)床的機(jī)械坐標(biāo)系原點改變時，其他參數(shù)也必須跟著改變，具體如下。

圖5 更改參數(shù)后B軸0°時測量位置示意

圖6 更改參數(shù)后B軸180°時測量位置示意

1）更改系統(tǒng)參數(shù)1240（第一參考點）X值，需要在原來的數(shù)值基礎(chǔ)上減去一個回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)值。這個參數(shù)主要控制機(jī)床回參考點后，機(jī)械坐標(biāo)所顯示的坐標(biāo)值。

2）更改系統(tǒng)參數(shù)1241（第二參考點）X值，需要在原來的數(shù)值基礎(chǔ)上減去一個回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)值。這個參數(shù)主要牽連換刀點與換臺點的位置。

3）更改系統(tǒng)參數(shù)1320（機(jī)床的正方向軟限位），需要在原來的數(shù)值基礎(chǔ)上減去一個回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)值。這個參數(shù)主要控制機(jī)床X軸正向極限位置。

4）更改系統(tǒng)參數(shù)1321（機(jī)床的負(fù)方向軟限位），需要在原來的數(shù)值基礎(chǔ)上減去一個回轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)值。這個參數(shù)主要控制機(jī)床X軸負(fù)向極限位置。

5 結(jié)束語

根據(jù)本文方法設(shè)置完成后，機(jī)床就可以正常運(yùn)行了。在設(shè)定工件坐標(biāo)系的數(shù)值時，只需要考慮用千分表所取得相對坐標(biāo)的數(shù)值，不需要再考慮回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)，并且在G54與G55坐標(biāo)系中X軸數(shù)值的絕對值大小是一致的，只是一個是正值，一個是負(fù)值。這樣就形成了鮮明且直觀的對比，有無輸入錯誤一目了然，避免了工人在操作時出現(xiàn)失誤。