數(shù)控車床操作中常遇到的幾個(gè)問(wèn)題

楊秀榮

摘要:為了更好得使用數(shù)控機(jī)床,應(yīng)該對(duì)數(shù)控機(jī)床操作中的一些相關(guān)問(wèn)題處理得當(dāng),這樣才能有效提高機(jī)床的加工精度。本文以數(shù)控車床為例,對(duì)回零操作、對(duì)刀、工件坐標(biāo)系的建立進(jìn)行了探討,并提出了相應(yīng)解決方法。

關(guān)鍵詞:數(shù)控車床 回零操作 坐標(biāo)系建立 對(duì)刀

隨著世界科技進(jìn)步和機(jī)床工業(yè)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床作為機(jī)床工業(yè)的主流產(chǎn)品,已成為實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵設(shè)備,是國(guó)防軍工裝備發(fā)展的戰(zhàn)略物資。數(shù)控系統(tǒng)是由譯碼、刀補(bǔ)、插補(bǔ)、界面等相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)所組成的實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)。在加工零件過(guò)程中,要進(jìn)行機(jī)床回零、工件坐標(biāo)系的建立及對(duì)刀等操作,這些操作如果進(jìn)行合理,將會(huì)有效提高機(jī)床的加工精度。

一、數(shù)控車床的回零操作

因?yàn)閿?shù)控機(jī)床通過(guò)坐標(biāo)控制刀具進(jìn)給。每次操作完數(shù)控機(jī)床,刀架一般不在零點(diǎn)位置上,當(dāng)你下次操作機(jī)床的時(shí)候,如果不進(jìn)行回零操作,那你程序中的坐標(biāo)系反應(yīng)在機(jī)床動(dòng)作的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)偏差,即不能準(zhǔn)確的建立機(jī)床坐標(biāo)系。通過(guò)機(jī)床回零操作,確定了機(jī)床零點(diǎn),從而準(zhǔn)確地建立機(jī)床坐標(biāo)系,即相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個(gè)以機(jī)床零點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)系。這樣你程序中的坐標(biāo)就可以準(zhǔn)確的在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出來(lái)。

機(jī)床的回零操作,動(dòng)作過(guò)程一般有4種形式:①手動(dòng)方式下坐標(biāo)軸高速(V1)靠近零點(diǎn),接近零點(diǎn)便啟動(dòng)回零操作,系統(tǒng)控制坐標(biāo)軸以低速(V2)繼續(xù)向零點(diǎn)移動(dòng),觸發(fā)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后,系統(tǒng)開(kāi)始查詢檢測(cè)元件發(fā)出的零標(biāo)志脈沖,系統(tǒng)收到零標(biāo)志脈沖后發(fā)出柵格脈沖控制信號(hào)控制回零軸制動(dòng),同時(shí)位移計(jì)數(shù)器清零,此時(shí)回零軸所處位置就是數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系零點(diǎn),回零結(jié)束;②坐標(biāo)軸先高速(V1)靠近零點(diǎn),觸發(fā)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后,系統(tǒng)控制坐標(biāo)軸以低速(V2)繼續(xù)向零點(diǎn)移動(dòng),越過(guò)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后,系統(tǒng)開(kāi)始查詢零標(biāo)志脈沖,后續(xù)動(dòng)作同①;③坐標(biāo)軸先高速(V1)靠近零點(diǎn),觸發(fā)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后,系統(tǒng)控制坐標(biāo)軸制動(dòng),然后以速度(V2)反向移動(dòng),系統(tǒng)開(kāi)始查詢零標(biāo)志脈沖,后續(xù)動(dòng)作同①;④坐標(biāo)軸先高速(V1)靠近零點(diǎn),觸發(fā)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)后,坐標(biāo)軸制動(dòng)停止,然后以微速(V3)反向移過(guò)零點(diǎn)開(kāi)關(guān),又以速度(V2)向零點(diǎn)移動(dòng),當(dāng)零點(diǎn)開(kāi)關(guān)再次被觸發(fā)后,系統(tǒng)開(kāi)始查詢零標(biāo)志脈沖,后續(xù)動(dòng)作同①。

二、工件坐標(biāo)系的建立

為了計(jì)算和編程方便,我們通常將工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在工件右端面的回轉(zhuǎn)中心上,盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、裝配基準(zhǔn)重合。數(shù)控系統(tǒng)確定工件坐標(biāo)系通常有三種方法:

第一種是:通過(guò)對(duì)刀將刀偏值寫(xiě)入?yún)?shù)從而獲得工件坐標(biāo)系。這種方法操作簡(jiǎn)單,可靠性好,通過(guò)刀偏與機(jī)械坐標(biāo)系緊密的聯(lián)系在一起,只要不斷電、不改變刀偏值,工件坐標(biāo)系就會(huì)存在且不會(huì)變,即使斷電,重啟后回參考點(diǎn),工件坐標(biāo)系還在原來(lái)的位置。

第二種是:用G50設(shè)定坐標(biāo)系,對(duì)刀后將刀移動(dòng)到G50設(shè)定的位置才能加工。

第三種是:利用MDI參數(shù),運(yùn)用G54~G59可以設(shè)定六個(gè)坐標(biāo)系,這種坐標(biāo)系是相對(duì)于參考點(diǎn)不變的,與刀具當(dāng)前位置無(wú)關(guān)。這種方法適用于批量生產(chǎn)且工件在卡盤(pán)上有固定裝夾位置的零件加工。

三、對(duì)刀操作

工件坐標(biāo)系的建立是通過(guò)對(duì)刀來(lái)完成的。因此針對(duì)上述三種坐標(biāo)系的建立有如下的對(duì)刀方式。

1.用刀偏置設(shè)置工件坐標(biāo)零點(diǎn)

(1)用外圓車刀先試車一外圓,不改變當(dāng)前刀具X坐標(biāo)退刀,停止主軸,測(cè)量外圓直徑后,將所測(cè)得直徑值輸入offset界面的幾何形狀X值里。

(2)用外圓車刀先試車一外圓端面,不改變當(dāng)前刀具Z坐標(biāo)退刀,將Z0輸入offset界面的幾何形狀Z值里。

(3)2號(hào)刀的對(duì)刀過(guò)程與1號(hào)刀類似,只不過(guò)不能切端面。具體如下:

①按“刀位轉(zhuǎn)換”將2號(hào)刀換到切削位置,啟動(dòng)主軸,按“手動(dòng)”,將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)車削外圓,不改變當(dāng)前刀具X坐標(biāo)退刀,停止主軸,測(cè)量外圓直徑后,將所測(cè)得直徑值輸入offset界面的2號(hào)刀幾何形狀X值里。

②再一次啟動(dòng)主軸,按“手動(dòng)”,然后按“-Z”手動(dòng)繼續(xù)車削外圓,最后按“+X”沿X向退刀。停止主軸,測(cè)量2號(hào)刀的試切長(zhǎng)度,將測(cè)得值輸入offset界面的2號(hào)刀幾何形狀Z值里。

如果還有3號(hào)和4號(hào)刀具,其對(duì)刀方法與2號(hào)刀具是一樣的,這里不再贅述。

2.用G50設(shè)置工件坐標(biāo)零點(diǎn)

(1)用外圓車刀先試車一外圓,測(cè)量外圓直徑后,把刀沿Z軸正方向后退一些,切端面到中心(X軸坐標(biāo)減去直徑值)。

(2)選擇MDI方式,輸入G50 X0

Z0,啟動(dòng)START鍵,把當(dāng)前點(diǎn)設(shè)為零點(diǎn)。

(3)選擇MDI方式,輸入G00 X150

Z150,使刀具離開(kāi)工件進(jìn)刀加工。

(4)這時(shí)程序開(kāi)頭:G50 X150 Z150…。

(5)注意:用G50設(shè)置工件坐標(biāo)零點(diǎn),程序的起刀點(diǎn)必須是刀具在工件坐標(biāo)系中的位置,這樣才能保證重復(fù)加工不亂刀。

3.用G54-G59設(shè)置工件坐標(biāo)零點(diǎn)

(1)按“刀位轉(zhuǎn)換”將1號(hào)刀換到加工位置上,啟動(dòng)主軸,按“手動(dòng)”,將刀具移動(dòng)到合適的位置然后按“-Z”手動(dòng)車削外圓,最后按“+Z”沿Z向退刀。停止主軸,然后測(cè)量1號(hào)刀試切部分的直徑,記下機(jī)床指令位置的X值,計(jì)算出工件軸線在機(jī)床坐標(biāo)系下的X坐標(biāo)。

(2)啟動(dòng)主軸,按“手動(dòng)”,將刀具移動(dòng)到合適位置,然后按“-X”手動(dòng)車削端面,最后按“+X”沿X向退刀。停止主軸,記下機(jī)床指令位置的Z坐標(biāo),這表示工件右端面在機(jī)床坐標(biāo)系下的Z坐標(biāo)。進(jìn)入自動(dòng)坐標(biāo)系G54-G59的界面,在MDI的提示下輸入記下的X坐標(biāo)和Z坐標(biāo)即可。

還可以采用下列對(duì)刀方法:用外圓車刀先試車一外圓,測(cè)量外圓直徑后,把刀沿Z軸正方向退點(diǎn),切端面到中心。把當(dāng)前的X和Z軸坐標(biāo)直接輸入到G54-G59里。

(3)輸入后在程序中直接調(diào)用,如:G54……。

其它刀的對(duì)刀過(guò)程與1號(hào)刀類似,只不過(guò)不能切端面。

四、結(jié)束

數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的不斷改良,許多數(shù)控系統(tǒng)有了更快捷的功用。只有了解每種數(shù)控系統(tǒng)的使用特點(diǎn),操作起來(lái)才能得心應(yīng)手。

參考文獻(xiàn):

1.《數(shù)控編程技術(shù)》張超英、謝富春主編。

2.《數(shù)控技術(shù)》董玉紅主編。