数控车床的几种xx对刀方法

数控车床的几种xx对刀方法

2010-05-12 12:58:31 阅读11 评论0 字号:

华中世纪星数控车床的几种xx对刀方法


新闻摘要:为改进其对刀精度,根据“自动试切→测量→误差补偿”的思路,设计出了用程序控制的自动试切法,并总结介绍了四种xx对刀方法。文后还给出了几种对刀的示例程序,可能会对大家有所帮助。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在{wy}的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确
首先介绍了数控车床常用的“试切对刀法”的原理及对刀思路;接着,介绍了华中世纪星车削数控系统的四种手动试切对刀方法;为改进其对刀精度,根据“自动试切→测量→误差补偿”的思路,设计出了用程序控制的自动试切法,并总结介绍了四种xx对刀方法。文后还给出了几种对刀的示例程序,可能会对大家有所帮助。
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。对刀的准确性决定了零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。华中世纪星车削系统是武汉华中数控股份公司近年推出的优秀国产数控车削系统,是2004年首届全国数控技能大赛的指定数控车削系统之一。但遗憾的是,华中公司以往多通过其技术人员口头向用户说明对刀操作,在他们编写的《操作说明书》中却没有提到对刀操作,给用户学习、使用带来不便。笔者通过实践探索,结合教学、技能考证培训与加工实践的经验,将该系统的几种快速准确的试切对刀方法予以小结,供大家参考,希望借此对国产数控系统的推广,推动我国数控技能人才的培训尽一点微薄之力。
一、数控车试切对刀法的原理及对刀思路
深入理解数控车床的对刀原理对于操作者保持清晰的对刀思路、熟练掌握对刀操作以及提出新的对刀方法都具有指导意义。对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在{wy}的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。本文作以下约定来说明试切法对刀的原理与思路:使用华中世纪星教学型车削系统HNC-21T(应用软件版本号为5.30);以工件右端面中心为程序原点,用G92指令设定工件坐标系;直径编程,程序起点H的工件坐标为(100,50);刀架上装四把刀:1号刀为90°外圆粗车刀、2号基准刀为90°外圆精车刀、3号刀为切断刀、4号刀为60°三角螺纹刀(全文所举实例均与此相同)。
基准刀按照“手动试切工件的外圆与端面,分别记录显示器(CRT)显示试切点A的X、Z机床坐标→推出程序原点O的机床坐标→推出程序起点H的机床坐标”的思路对刀。根据A点与O点的机床坐标的关系:XO= XA-Φd,ZO =ZA,可以推出程序原点O的机床坐标。再根据H相对于O点的工件坐标为(100,50),{zh1}推出H点的机床坐标:XH=100-Φd,ZH= ZA+50。这样建立的工件坐标系是以基准刀的刀尖位置建立的工件坐标系。
由于各刀装夹在刀架的X、Z方向的伸长和位置不同,当非基准刀转位到加工位置时,刀尖位置B相对于A点就有偏置,原来建立的工件坐标系就不再适用了。此外,每把刀具在使用过程中还会出现不同程度的磨损,因此各刀的刀偏置和磨损值需要进行补偿。获得各刀刀偏置的基本原理是:各刀均对准工件上某一基准点(如图1的A点或O点),由于CRT显示的机床坐标不同,因此将非基准刀在该点处的机床坐标通过人工计算或系统软件计算减去基准刀在同样点的机床坐标,就得到了各非基准刀的刀偏置。

受多种因素的影响,手动试切对刀法的对刀精度十分有限,将这一阶段的对刀称为粗略对刀。为得到更加准确的结果,如图3所示,加工前在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序,通过“自动试切→测量→误差补偿”的思路,反复修调基准刀的程序起点位置和非基准刀的刀偏置,使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求,将这一阶段的对刀称为xx对刀。由于保证基准刀程序起点处于xx位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提,因此一般修正了前者后再修正后者。
综合这两个阶段的对刀,试切法对刀的基本操作流程如下:用基准刀手动试切得到对刀基准点的机床坐标→人工计算或自动获得各非基准刀的刀偏置→基准刀处于大概的程序起点位置→基准刀反复调用试切程序,测量尺寸后,以步进或MDI方式移动刀架进行误差补偿,修正其程序起点的位置→非基准刀反复调用试切程序,在原刀偏置的基础上修正刀偏置→基准刀处于准确的程序起点不动。

二、几种粗略对刀方法小结
下述每种方法的对刀准备工作均相同:在系统MDI功能子菜单下按F2键,进入刀偏表;用▲、键移动蓝色亮条到各刀对应的刀偏号位置,按F5键;将刀偏号为#0000、#0001、#0002、#0003、#0004的X偏置、Z偏置的数据均修改为零,再按下F5键。
1. 选定基准刀为标准刀,自动设置刀偏置法
对刀步骤如下:
(1)用▲、键移动蓝色亮条对准2号基准刀的刀偏号#0002位置处,按F5键设置2号刀为标准刀具,则所在行变成红色亮条。
(2)用基准刀试切工件右端面,记录试切点A的Z机床坐标;试切工件外圆,记录A点的X机床坐标,退刀后停车,测量已切削轴段外径ΦD。
(3)基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回A点,在刀偏表的试切直径和试切长度栏内分别输入ΦD和零。
(4)退刀,选择非基准刀的刀号手动换刀,让各非基准刀的刀尖分别在主轴转动下通过“点动+步进”方式目测对准A点,然后分别在相应刀偏号的试切直径栏和试切长度栏内输入ΦD和零,则各非基准刀的刀偏置会在X、Z偏置栏处自动显示。
(5)基准刀重回A点后,MDI运行“G91 G00/或G01 X[100-ΦD] Z50”,使其处于程序起点位置。

2.将基准刀在对刀基准点处坐标置零,自动显示刀偏置法
对刀步骤如下:
(1)与前述步骤(2)相同。
(2)基准刀按记录值通过“点动+步进”方式重回试切点A。
(3)在图4界面按F1键“X轴置零”,按F2键“Z轴置零”,则CRT显示的“相对实际坐标”为(0,0)。
(4)手动换非基准刀,使其刀尖目测对齐A点,这时CRT上显示的“相对实际坐标”的数值,就是该刀相对于基准刀的刀偏置,用▲、键移动蓝色亮条到非基准刀的刀偏号,分别将其记录并输入到相应位置。
(5)与前述步骤(5)相同。

3. 多刀试切外圆轴段,人工计算获得刀偏置法
系统在手动状态下对好1、2、4号刀,并切出一个台阶轴,分别记录各刀切削终点(如图6中F、E、D点)的机床坐标,并测量各段的直径和长度。换3号切断刀,切一退刀槽,以切断刀的右尖点对刀,记录B点坐标,测量图示的ΦD3和L3。获得了上述数据后,根据各刀对应的F、E、D、B点与程序原点O的坐标增量关系,可知基准刀的程序起点的机床坐标为( X2-ΦD2+100,Z2-L2+50);而且可以推出各非基准刀对应程序原点的机床坐标并通过人工计算获得刀偏置,计算方法如表1所示,将记录值和计算值填入相应空格处。这里要注意:试切长度是指工件坐标零点至试切终点之间Z方向的有向距离,按坐标轴方向确定正、负方向。
此法试切过程简单,省去了目测对齐试切点的步骤,但刀偏置需要人工计算获得。如果将含计算公式的计算表打印出来,数值填入其对应空格内计算,就能很快算出刀偏置。
4. 世纪星车削数控系统,多刀自动对刀法
上述对刀方法均为相对刀偏法。HNC-21T经过专业人员进行参数的设定和系统调试,还可以让用户选择“{jd1}刀偏法”对刀。{jd1}刀偏法在加工程序编制上与前述相对刀偏法略有不同,不必要用G92或G54建立工件坐标系,也不用取消刀补,实例可参见程序O1005。其对刀步骤如下:系统回零后,如图6所示,让各刀分别手动试切一圆柱段,测量直径与长度尺寸后。
三、几种xx对刀方法小结
xx对刀阶段总的思路是“自动试切→测量→误差补偿”。误差补偿分两种情况:对于基准刀MDI运行或步进移动刀架补偿其程序起点位置;对于非基准刀补偿其刀偏置或磨损值。为避免记录混乱,设计表2所示的表格记录并计算数值。
1. 基准刀修正程序起点位置后,再单独修调各非基准刀刀偏置法
对刀步骤如下:
(1)基准刀处于粗略对刀后的程序起点位置,将各非基准刀刀偏置输入到刀偏表的相应位置。
(2)调用加工ΦD2×L2的O1000程序试切。
(3)测量切削轴段的直径与长度,与程序指令值比较,求出误差。
(4)步进移动或MDI运行误差值,修调程序起点位置。
(5)根据测量尺寸,动态修改O1000程序下划线的指令数值并保存程序,重复步骤(2)、(3),直至基准刀程序起点被修正在精度允许范围内为止,记录修正后程序起点的机床坐标并将坐标置零。
(6)分别调用O1001(1、4号刀)、O1002(3号刀)程序试切,测量各段直径ΦDi和长度Li(i=1,4,3)。
(7)按表3所示方法进行误差补偿。
(8)重复步骤(6)至步骤(7),直至加工误差在精度范围内,基准刀停在程序起点位置不再移动。
2. 各刀分别修调程序起点位置法
此法的对刀原理为:各刀均修正其程序起点位置,从而间接保证对准同一程序原点位置。
对刀步骤如下:
(1) 2号基准刀处于粗略对刀后的程序起点位置,且将各非基准刀刀偏置记录后均修改为零。
(2)至(5)步与{dy}种xx对刀方法的同序号的对刀步骤相同。
(6)分别换非基准刀,把粗略对刀记录的刀偏置当作非基准刀程序起点的相对坐标,调用O1000程序试切,分别测量各段直径ΦDi和长度Li(i=1,4,3),与程序指令值比较,求出差值。
(7)步进移动或MDI运行刀架进行误差补偿,分别修调各非基准刀的程序起点位置。
(8)重复步骤(6)和(7),直至各非基准刀程序起点的位置在精度允许范围内为止。
(9)将CRT显示的相对坐标当作新刀偏置,输入到刀偏表的对应刀偏号的X、Z偏置栏内。此法简单方便,修正的刀偏置直接由CRT显示的机床相对坐标得到,避免了人工计算的失误,对刀精度较高。
3. 修调基准刀程序起点位置后,再同时修调全部非基准刀刀偏置法
此方法与{dy}种xx对刀方法基本相同,{wy}不同之处在于步骤(7)中调用的程序是同时调用了三把刀加工的O1003程序(O1004去掉2号刀加工段为O1003程序),其余步骤相同。

4. 四把刀同时修调法
如果采用相对刀偏法粗略对刀,先将得到的各非基准刀的刀偏置输入到刀偏表的相应位置,运行四把刀加工的O1004程序,分别测量各段直径ΦDi和长度Li(i=2,1,4,3),求出加工误差。对基准刀,以MDI运行或步进移动刀架补偿误差值,修调程序起点位置;对非基准刀,一方面在原刀偏置的基础上修正刀偏置,将新的刀偏置重新输入到刀偏表的X、Z偏置栏内;另一方面还应将基准刀的加工误差填入到该行的磨损栏内。如果采用{jd1}刀偏法粗略对刀,调用O1005程序试切,将各刀的加工误差补偿在其对应刀偏号的磨损栏内。
四、结束语
上述各种对刀方法,是笔者在深入理解对刀原理并结合华中世纪星车削系统的特点的基础上进行的全面总结,所有方法均已通过实践验证。教学实践表明,这些方法简便、实用、有效,能满足数控车技能考证和工业生产的精度要求。在粗、精对刀的多种方法中,从保证对刀精度并兼顾对刀效率考虑,笔者推荐采用“多刀自动对刀法+四把刀同时修调法”或“基准刀在对刀基准点处坐标置零,自动显示刀偏置法+各刀分别修调程序起点位置法”或“基准刀在对刀基准点处坐标置零,自动显示刀偏置法+修调基准刀程序起点位置后,再同时修调全部非基准刀刀偏置法”的组合方案。文中的对刀思路,不仅适合教学型数控车床,也适合生产型数控车床,不仅适合于华中数控系统也适合于其他数控系统,具有一定的推广价值。


数控车床对刀

新闻摘要:这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点。 有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了。 如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进
车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的吧.
车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入 X...按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了.
这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点.
这样对刀要记住对刀前要先读刀.
有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了.
如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了.
所以如果是多种类小批量加工{zh0}买带对刀器的.节约时间.
我以前用的MAZAK车床,我换一个新工件从停机到新工件开始批量加工中间时间一般只要10到15分钟就可以了.(包括换刀具软爪试切)
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数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较

在数控车床的操作与编程过程中,弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理,以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。
一、基本坐标关系
一般来讲,通常使用的有两个坐标系:一个是机械坐标系 ;另外一个是工件坐标系,也叫做程序坐标系。两者之间的关系可用图1来表示。
图1 机械坐标系与工件坐标系的关系
在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X,Z))。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置,系统都把当前位置设定为(0,0),这样势必造成基准的不统一,所以每次开机的{dy}步操作为参考点回归(有的称为回零点),也就是通过确定(X,Z) 来确定原点(0,0)。
为了计算和编程方便,我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床{wy}的基准,所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。
二、对刀方法
1. 试切法对刀
试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L数控系统的RFCZ12车床为例,来介绍具体操作方法。
工件和刀具装夹完毕,驱动主轴旋转,移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件,测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中,系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径,即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面,在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0,系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值,即得工件坐标系Z原点的位置。
例如,2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0,那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0;刀架在Z为 180.0时切的端面为0,那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。分别将(125.0,180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中,在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。
事实上,找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置,而是找刀尖点到达(0,0)时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀,在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。
2. 对刀仪自动对刀
现在很多车床上都装备了对刀仪,使用对刀仪对刀可免去测量时产生的误差,大大提高对刀精度。由于使用对刀仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值,并将其存入系统中,在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀,这样就大大节约了时间。需要注意的是使用对刀仪对刀一般都设有标准刀具,在对刀的时候先对标准刀。
下面以采用FANUC 0T系统的日本WASINO LJ-10MC车削中心为例介绍对刀仪工作原理及使用方法。对刀仪工作原理如图3所示。刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触,直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在2#刀尖接触到a点时将刀具所在点的X坐标存入到图2所示G02的X中,将刀尖接触到b点时刀具所在点的Z坐标存入到G02的Z中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。
事实上,在上一步的操作中只对好了X的零点以及该刀具相对于标准刀在X方向与Z方向的差值,在更换工件加工时再对Z零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总是一定的,所以在更换工件后,只需要用标准刀对Z坐标原点就可以了。操作时提起Z轴功能测量按钮“Z-axis shift measure”,CRT出现如图4所示的界面。
图4 对刀数值界面
手动移动刀架的X、Z轴,使标准刀具接近工件Z向的右端面,试切工件端面,按下“POSITION RECORDER”按钮,系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置,并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的Z原点,其数值显示在WORK SHIFT工作画面上,如图5所示。
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Fanuc系统数控车床对刀及编程指令介绍
Fanuc系统数控车床设置工件零点常用方法
一, 直接用刀具试切对刀
1.用外园车刀先试车一外园,记住当前X坐标,测量外园直径后,用X坐标减外园直径,所的值输入offset界面的几何形状X值里。
2.用外园车刀先试车一外园端面,记住当前Z坐标,输入offset界面的几何形状Z值里。
二, 用G50设置工件零点
1.用外园车刀先试车一外园,测量外园直径后,把刀沿Z轴正方向退点,切端面到中心(X轴坐标减去直径值)。
2.选择MDI方式,输入G50 X0 Z0,启动START键,把当前点设为零点。
3.选择MDI方式,输入G0 X150 Z150 ,使刀具离开工件进刀加工。
4.这时程序开头:G50 X150 Z150 …….。
5.注意:用G50 X150 Z150,你起点和终点必须一致即X150 Z150,这样才能保证重复加工不乱刀。
6.如用第二参考点G30,即能保证重复加工不乱刀,这时程序开头 G30 U0 W0 G50 X150 Z150
7.在FANUC系统里,第二参考点的位置在参数里设置,在Yhcnc软件里,按鼠标右键出现对话框,按鼠标左键确认即可。
三, 用工件移设置工件零点
1.在FANUC0-TD系统的Offset里,有一工件移界面,可输入零点偏移值。
2.用外园车刀先试切工件端面,这时Z坐标的位置如:Z200,直接输入到偏移值里。
3.选择“Ref”回参考点方式,按X、Z轴回参考点,这时工件零点坐标系即建立。
4.注意:这个零点一直保持,只有从新设置偏移值Z0,才xx。
四, 用G54-G59设置工件零点
1.用外园车刀先试车一外园,测量外园直径后,把刀沿Z轴正方向退点,切端面到中心。
2.把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54----G59里,程序直接调用如:G54X50Z50……。
3.注意:可用G53指令xxG54-----G59工件坐标系。
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FANUC系统确定工件坐标系有三种方法。

{dy}种是:通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单,可靠性好,他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起,只要不断电、不改变刀偏值,工件坐标系就会存在且不会变,即使断电,重启后回参考点,工件坐标系还在原来的位置。
第二种是:用G50设定坐标系,对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀,其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。
第三种方法是MDI参数,运用G54~G59可以设定六个坐标系,这种坐标系是相对于参考点不变的,与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。

航天数控系统的工件坐标系建立是通过G92 Xa zb (类似于FANUC的G50)语句设定刀具当前所在位置的坐标值来确定。加工前需要先对刀,对到实现对的是基准刀,对刀后将显示坐标清零,对其他刀时将显示的坐标值写入相应刀补参数。然后测量出对刀直径Фd,将刀移动到坐标显示X=a-d Z=b 的位置,就可以运行程序了(此种方法的编程坐标系原点在工件右端面中心)。在加工过程中按复位或急停健,可以再回到设定的G92 起点继续加工。但如果出意外如:X或Z轴无伺服、跟踪出错、断电等情况发生,系统只能重启,重其后设定的工件坐标系将消失,需要重新对刀。如果是批量生产,加工完一件后回G92起点继续加工下一件,在操作过程中稍有失误,就可能修改工件坐标系,需重新对刀。鉴于这种情况,我们就想办法将工件坐标系固定在机床上。我们发现机床的刀补值有16个,可以利用,于是我们试验了几种方法。

{dy}种方法:在对基准刀时,将显示的参考点偏差值写入9号刀补,将对刀直径的反数写入8号刀补的X值。系统重启后,将刀具移动到参考点,通过运行一个程序来使刀具回到工件G92起点,程序如下:
N001 G92 X0 Z0;
N002 G00 T19;
N003 G92 X0 Z0;
N004 G00 X100 Z100;
N005 G00 T18;
N006 G92 X100 Z100;
N007 M30;
程序运行到第四句还正常,运行第五句时,刀具应该向X的负向移动,但却异常的向X、Z的正向移动,结果失败。分析原因怀疑是同一程序调一个刀位的两个刀补所至。
第二种方法:在对基准刀时,将显示的与参考点偏差的Z值写入9号刀补的Z值,将显示的X值与对刀直径的反数之和写入9好刀补的X值。系统重启后,将刀具移至参考点,运行如下程序:
N001 G92 X0 Z0;
N002 G00 T19;
N003 G00 X100 Z100;
N004 M30;
程序运行后成功的将刀具移至工件G92起点。但在运行工件程序时,刀具应先向X、Z的负向移动,却又异常的向X、Z的正向移动,结果又失败。分析原因怀疑是系统运行完一个程序后,运行的刀补还在内存当中,没有清空,运行下一个程序时它先要作xx刀补的移动。
第三种方法:用第二种方法的程序将刀具移至工件G92起点后,重启系统,不会参考点直接加工,试验后能够加工。但这不符合机床操作规程,结论是能行但不可行。
第四种方法:在对刀时,将显示的与参考点偏差值个加上100后写入其对应刀补,每一把刀都如此,这样每一把刀的刀补就都是相对于参考点的,加工程序的 G92起点设为X100 Z100,试验后可行。这种方法的缺点是每一次加工的起点都是参考点,刀具移动距离较长,但由于这是G00 快速移动,还可以接受。
第五种方法:在对基准刀时将显示的与参考点偏差及对刀直径都记录下来,系统一旦重启,可以手动的将刀具移动到G92 起点位置。这种方法麻烦一些,但还可行。

数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较

数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较 
在数控车床的操作与编程过程中,弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理,以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。
一、基本坐标关系一般来讲,通常使用的有两个坐标系:一个是机械坐标系 ;另外一个是工件坐标系,也叫做程序坐标系。两者之间的关系可用图1来表示。 图1 机械坐标系与工件坐标系的关系在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X,Z))。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置,系统都把当前位置设定为(0,0),这样势必造成基准的不统一,所以每次开机的{dy}步操作为参考点回归(有的称为回零点),也就是通过确定(X,Z)来确定原点(0,0)。为了计算和编程方便,我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床{wy}的基准,所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。
二、对刀方法 1. 试切法对刀试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L数控系统的RFCZ12车床为例,来介绍具体操作方法。工件和刀具装夹完毕,驱动主轴旋转,移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动刀具远离工件,测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中,系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径,即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面,在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0,系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值,即得工件坐标系Z原点的位置,参见图2。例如,2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0,那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0;刀架在Z为180.0时切的端面为0,那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。分别将(125.0,180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中,在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。事实上,找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置,而是找刀尖点到达(0,0)时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀,在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。 图2试切法对刀 2. 对刀仪自动对刀现在很多车床上都装备了对刀仪,使用对刀仪对刀可免去测量时产生的误差,大大提高对刀精度。由于使用对刀仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值,并将其存入系统中,在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀,这样就大大节约了时间。需要注意的是使用对刀仪对刀一般都设有标准刀具,在对刀的时候先对标准刀。下面以采用FANUC 0T系统的日本WASINO LJ-10MC车削中心为例介绍对刀仪工作原理及使用方法。对刀仪工作原理如图3所示。刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触,直到内部电路接通发出电信号(通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示)。在2#刀尖接触到a点时将刀具所在点的X坐标存入到图2所示G02的X中,将刀尖接触到b点时刀具所在点的Z坐标存入到G02的Z中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。 图3 对刀仪工作原理事实上,在上一步的操作中只对好了X的零点以及该刀具相对于标准刀在X方向与Z方向的差值,在更换工件加工时再对Z零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总是一定的,所以在更换工件后,只需要用标准刀对Z坐标原点就可以了。操作时提起Z轴功能测量按钮“Z-axis shift measure”,CRT出现如图4所示的界面。 图4 对刀数值界面手动移动刀架的X、Z轴,使标准刀具接近工件Z向的右端面,试切工件端面,按下“POSITION RECORDER”按钮,系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置,并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的Z原点,其数值显示在WORK SHIFT工作画面上,如图5所示。 图5 WORK SHIFT工作界面三、小结以上根据笔者在多年的数控机床编程与操作中积累的一些经验与体会,介绍了在数控车床操作中容易犯错的几个地方,所述内容皆经过笔者的实际操作验证

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