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數(shù)控機(jī)床加工中建立工件坐標(biāo)系的方法——（二）
日期：2010年01月21 來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
①簡(jiǎn)易對(duì)刀步驟。如果對(duì)刀精度要求不高，為方便操作，可以采用簡(jiǎn)易對(duì)刀方法。
a．裝夾與找正。把虎鉗裝在機(jī)床上，鉗口方向與X軸方向大約一致。把工件裝夾在虎鉗上，工件長(zhǎng)度方向與X軸方向基本一致，工件底面用等高墊鐵墊起，數(shù)控機(jī)床并使工件加工部位最低處高于鉗口頂面(避免加工時(shí)刀具撞到或銑到虎鉗)。夾緊工件。拖表使工件長(zhǎng)度方向與X軸平行后，將虎鉗鎖緊在工作臺(tái)。也可以先通過(guò)拖表使鉗口與X軸平行，加工中心然后鎖緊虎鉗在工作臺(tái)上，再把工件裝夾在虎鉗上。如果必要可再對(duì)工件拖表檢查長(zhǎng)度方向與X軸是否平行。必要時(shí)拖表檢查工件寬度方向與y軸是否平行。必要時(shí)拖表檢查工件頂面與工作臺(tái)是否平行。
b．對(duì)刀。開機(jī)與復(fù)位，機(jī)床回零，建立機(jī)床坐標(biāo)系。主軸正轉(zhuǎn)，手動(dòng)狀態(tài)快速趨近工件。編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)選定在工件上表面對(duì)稱中心。調(diào)整進(jìn)給倍率，使刀具慢速接近工件上表面中心(以微微劃傷或用薄紙測(cè)試)，記下此時(shí)屏幕上顯示的該位置在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值(Xl，Y1，Z1)，比如(X1，Y1，Z1)為(一200，一135，一259)。精確定位到對(duì)刀點(diǎn)。在開始加工前一定要求刀具精確定位到對(duì)刀點(diǎn)，否則會(huì)加工出錯(cuò)誤的結(jié)果，甚至?xí)a(chǎn)生撞刀事故。精確定位到對(duì)刀點(diǎn)有三種方法。
第一，自動(dòng)方式，MDI軟鍵輸入G91 G01 Z30 F30，按回車鍵確認(rèn)，再按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，則數(shù)控機(jī)床增量上移30mm。
第二，手動(dòng)+增量定位。加工中心通過(guò)刀具當(dāng)前點(diǎn)在機(jī)數(shù)控機(jī)床床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值(一200，一135，一259)以及對(duì)刀點(diǎn)在編程坐標(biāo)系的坐標(biāo)值(o，o，30)的幾何關(guān)系計(jì)算，可得對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值(X0，Y0，Z0)，即X0＝Xl＝一200，Y0＝Y(jié)1＝一135，Z0＝一259+30＝一229。在“手動(dòng)”+“增量”定位的方式下使刀具精確定位到對(duì)刀點(diǎn)(一200，一135，一229)。
第三，自動(dòng)方式，MDI軟鍵輸入：G53 X一200 Y一135 Z一229，則數(shù)控機(jī)床移動(dòng)到機(jī)床坐標(biāo)系(一200，一135，一229)處。
程序中用指令G92 X0 Y0 Z30建立工件坐標(biāo)系。精確定位到對(duì)刀點(diǎn)后，在保持當(dāng)前刀具位置不移動(dòng)的情況下，程序中第一行用指令G92 X0 Y0 Z30建立工件坐標(biāo)系， 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行程序時(shí)可正確建立工件坐標(biāo)系。
②方形工件裝夾與對(duì)刀步驟。
a．工件裝夾。方形工件一般使用平口鉗。
b．工件找正。
c．機(jī)床回零，建立機(jī)床坐標(biāo)系。
d．用尋邊器找毛坯X軸、y軸工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。將電子尋邊器和普通刀具一樣裝夾在主軸上，其柄部和觸頭之間有一個(gè)固定的電位差，當(dāng)觸頭與金屬工件接觸時(shí)，即通過(guò)床身形成回路電流，尋邊器上的指示燈就被點(diǎn)亮；逐步降低步進(jìn)增量，使觸頭與工件表面處于極限接觸直至燈亮，再反向移動(dòng)至燈熄滅，最后移動(dòng)至燈穩(wěn)定發(fā)亮(此項(xiàng)操作的目的是獲得準(zhǔn)確的對(duì)刀精度)，即認(rèn)為定位到工件表面的位置處。下面以數(shù)控銑床工件坐標(biāo)系的設(shè)定為例，加工中心說(shuō)明工作步驟。
第一種方法：通過(guò)基準(zhǔn)邊碰數(shù)來(lái)對(duì)刀。數(shù)控機(jī)床適合長(zhǎng)方體零件工件坐標(biāo)系原點(diǎn)不在對(duì)稱中心處。在選擇了的被加工零件圖樣，并確定了編程原點(diǎn)位置后，可按以下方法進(jìn)行工件坐標(biāo)系設(shè)定。上表面左下角為基準(zhǔn)點(diǎn)，上表面左邊為X方向的基準(zhǔn)邊，上表面下邊為y方向的基準(zhǔn)邊。通過(guò)正確尋邊，尋邊器與基準(zhǔn)邊剛好接觸(誤差不超過(guò)機(jī)床的最小手動(dòng)進(jìn)給單位，一般為0．01，精密機(jī)床可達(dá)0．001)。
用簡(jiǎn)易對(duì)刀法測(cè)量，方法如下：如圖2—16所示，用直徑為札Omm的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量棒、塞尺對(duì)刀，得到機(jī)床坐標(biāo)系測(cè)量值為X＝一437．726，y＝一298．160。計(jì)算設(shè)定值。將前面已測(cè)得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，按設(shè)定要求運(yùn)算。
X坐標(biāo)設(shè)定值：X＝一437．?26+5+0．1+40＝一392．626(mm)。
注：一437．?26為X坐標(biāo)顯示值；十5為測(cè)量棒半徑值；十0．1為塞尺厚度；+40為編程原點(diǎn)數(shù)控機(jī)床到工件定位基準(zhǔn)面在X坐標(biāo)方向的距離。
y坐標(biāo)設(shè)定值：y＝一298．160十5十0．1+46．5＝一246．56(mm)
注：一298．160為坐標(biāo)顯示值；+5為測(cè)量棒半徑值；+0．1為塞尺厚度；十46．5為編程原點(diǎn)到工件定位基準(zhǔn)面在y坐標(biāo)方向的距離。
第二種方法：通過(guò)雙邊碰數(shù)來(lái)分中對(duì)刀加工中心。適合長(zhǎng)方體零件工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在上表面對(duì)稱中心處。
計(jì)算法：雙邊碰數(shù)分中對(duì)刀方法適用于工件在長(zhǎng)寬兩方向的對(duì)邊都經(jīng)過(guò)精加工(如平面磨削)，并且工件坐標(biāo)原點(diǎn)(編程原點(diǎn))在工件正中間的情況。左邊正確尋邊，讀出機(jī)床坐標(biāo)X1，右邊正確尋邊，讀出機(jī)床坐標(biāo)X2；下邊正確尋邊，讀出機(jī)床坐標(biāo)y1，上邊正確尋邊，讀出機(jī)床坐標(biāo)Y2。數(shù)控機(jī)床則工件坐標(biāo)原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值X、y為：X＝(X1+X2)／2；y＝(Y1+Y2)／2。
直接法：將尋邊器通過(guò)正確尋邊，尋邊器與基準(zhǔn)邊X(y)剛好接觸，把此時(shí)機(jī)床相對(duì)坐標(biāo)X(y)置零后將測(cè)頭向工件另一邊移動(dòng)，指示燈亮后，記下此時(shí)機(jī)床相對(duì)坐標(biāo)的X(或y)值。將測(cè)頭向工件中心方向移動(dòng)到前一步驟記下的X(或y)坐標(biāo)的一半處，從機(jī)床坐標(biāo)系界面中即得到被測(cè)工件中心X(或y)的機(jī)床坐標(biāo)值。加工中心沿y(或X)方向，重復(fù)以上操作，可得被測(cè)孔工件中心y(或X)的機(jī)床坐標(biāo)值。
這種方法操作簡(jiǎn)便、直觀、對(duì)刀精度高，廣泛應(yīng)用。需要說(shuō)明的是尋邊器低速(如S50)轉(zhuǎn)起來(lái)時(shí)，雙邊對(duì)稱測(cè)量比單邊測(cè)量精度更高。
e．刀具Z向?qū)Φ�。�?dāng)對(duì)刀工具中心(即主軸中心)在X、y方向上的對(duì)刀完成后，數(shù)控機(jī)床可取下對(duì)刀工具，換上基準(zhǔn)刀具，進(jìn)行Z向．對(duì)刀操作。Z向?qū)Φ饵c(diǎn)通常都是以工件的上表面為基準(zhǔn)的，這可利用Z向設(shè)定器進(jìn)行精確對(duì)刀，其原理與尋邊器相同，如圖2—17(a)所示。若無(wú)Z向設(shè)定器也可以用塞尺對(duì)刀加工中心。若以工件上表面為Z＝0的工件零點(diǎn)，則Z坐標(biāo)設(shè)定值：Z＝一31．833—0．2＝一32．033(mm)。其中，一31．833為坐標(biāo)顯示值；一0．2為塞尺厚度。
L設(shè)定工件坐標(biāo)系。通過(guò)計(jì)算結(jié)果為：X一392．626，y一246．560，Z一32．033。將開
關(guān)放在MDI方式下，進(jìn)人工件坐標(biāo)系設(shè)定頁(yè)面。輸人數(shù)據(jù)為：X＝一392．626，y＝一249．460，Z＝一32．033。表示加工原點(diǎn)設(shè)置在機(jī)床坐標(biāo)系的X＝一392．626，y＝一246．460，Z＝一32．033的位置上。
g．校對(duì)設(shè)定值。對(duì)于初學(xué)者，在進(jìn)行了程序原點(diǎn)的設(shè)定后，數(shù)控機(jī)床應(yīng)進(jìn)一步校對(duì)設(shè)定值，以保證參數(shù)的正確性。校對(duì)工作的具體過(guò)程如下：在設(shè)定了G54工件坐標(biāo)系后，MDI方式運(yùn)行G54指令，再進(jìn)行回機(jī)床參考點(diǎn)操作，則機(jī)床參考點(diǎn)在工件坐標(biāo)系界面下顯示值應(yīng)為： X+392．626，y+246．560，Z+32．033。這加工中心反過(guò)來(lái)也說(shuō)明G54的設(shè)定值是正確的。
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