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台一介绍数控车床坐标系阅读次数 [200] 发布时间 :2017-04-20 11:55:08
 要:数控机床的加工是由程序控制完成的,所以坐标系的确定与使用非常重要。数控坐标系还因系统而异,略有不同,先就常见系统做简单介绍。

  引言

  我们单位的数控车床现有两种,一种是宝鸡机床厂生产的CJK1630,采用的是FANUC系统,另一种是云南机床厂生产的CYNCP320,采用的是航天数控系统。在使用中我们发现两种系统不太一样,从而使我们对数控车床坐标系特别关注,继而进行了分析。

  1 数控坐标系简介

  数控机床的加工是由程序控制完成的,所以坐标系的确定与使用非常重要。根据ISO841标准,数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴,垂直于主轴方向即横向为X轴,刀具远离工件方向为正向。

  数控车床有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点,也称机械零点。它是在机床装配、调试时已经确定下来的,是机床加工的基准点。在使用中机械坐标系是由参考点来确定的,机床系统启动后,进行返回参考点操作,机械坐标系就建立了。坐标系一经建立,只要不切断电源,坐标系就不会变化。编程坐标系是编程序时使用的坐标系,一般把我们把Z轴与工件轴线重合,X轴放在工件端面上。工件坐标系是机床进行加工时使用的坐标系,它应该与编程坐标系一致。能否让编程坐标系与工坐标系一致,使操作的关键。

  在使用中我们发现,FANUC系统与航天数控系统的机械坐标系确定基本相同,都是在系统启动后回参考点确定。

  2 浅谈两种系统坐标系的确定

  FANUC系统确定工件坐标系有三种方法。

  第一种是: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。

  第一种方法: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消除刀补的移动。

  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。

  3 结束语

  数控机床的工件坐标系确定是影响加工精度的一大因素,对于不同型号的机床又有不同的要求,只有准确掌握、灵活运用这些知识,才能操作好数控机床。

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