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    21

    12月

    數控車削加工中工件坐標系的建立及其應用

    工件坐標系的建立是數控車削加工中一個非常重要的環節。
    一、數控車床的坐標系
    工件坐標系是以工件(或圖紙)上的某一個點為坐標原點,建立起來的X-Z直角坐標系統。數控車床的編程是按照工件坐標系來編制指令值,因此也叫編程坐標系。下面以廣州數控設備廠生產的GSK980T車床數控系統為例,介紹數控車削加工中工件坐標系的建立及幾則應用。
    二、工件坐標系的設定
    工件坐標系可以用下列指令設定:
    G50 X(α)Z(β)
    式中α、β----------刀尖距工件坐標系原點的距離。
    用G50 X(α)Z(β)指令所建立的坐標系,是一個以工件原點為坐標系原點,確定刀具(一般指刀尖)當前位置的一個工件坐標系。工件坐標系一旦建立便一直有效,直到被新的所取代。為提高加工效率和保證加工精度,工件坐標系原點根據需要選在工件上任何一點都可以。該指令在執行時不產生運動,這是許多初學者較難掌握的地方。
    三、應用實例
    1. 試切對刀
    對刀是數控車削加工中極其重要并十分棘手的一項基礎工作,試切對刀法因其較高的準確性和可靠性而得到廣泛應用。試切對刀過程中,巧妙建立工件坐標系能收到事半功倍的效果?,F運用G50試切對刀的方法綜述如下:
    a、裝夾好用于對刀的鋁材工件和刀具;
    b、主軸正轉,手輪方式,基準刀沿表面A切削,將工件右端面車一刀;
    c、Z軸不動,沿X軸釋放刀具,停主軸;
    d、取工件左端面中心為工件原點,測量A表面與工件原點之間的距離β,程序錄入方式下,輸入G50 Z“β”,把當前Z向決對坐標設為β,按刀補鍵,在相應的刀具參數偏置號處輸入Z“β”;
    e、手輪方式沿表面B切削;
    f、X軸不動,沿Z軸釋放刀具,停主軸;
    g、測量距離α,程序錄入方式下,輸入G50 X“α”,把當前X向決對坐標設為α,按刀補鍵,在相應刀具參數偏置號處輸入X“α”;
    上述操作實際上是將用于試切的刀具作為標準刀,根據標準刀具建立坐標系,使其刀補為零刀架上的其他刀具則要通過和標準刀作比較,比較他們X和Z方向的長度之差,系統會自動計算出其差值作為其他刀具的刀補值。
    2. 找程序原點
    程序原點為開始加工時刀尖的起始點及加工過程中的換切點,該點由編程確定。工件坐標系設定后,CRT屏幕上顯示的是車刀刀尖相對于工件原點的坐標值,那么如何使刀尖在自動加工前處于程序原點“待命”呢?
    例如要加工某工件,工件原點設在工件右端面中心,編程時程序原點指定為G50 X100 Z50,加工中確定程序原點的過程如下:
    a、  對刀后,裝夾好工件毛坯;
    b、  主軸正轉,手輪方式,基準刀平工件右端面A;
    c、  Z軸不動,沿X軸釋放刀具至C點,輸入G50  X0  Z0,電腦記憶該點;
    d、  程序錄入方式,輸入G01 W-8  F50,將工件車削出一臺階;
    e、  手輪方式。將刀具移至安全位置,停主軸,測量車削出的臺階直徑α;
    f、   主軸正轉,手輪方式下將刀尖返回C點;
    g、  程序錄入方式,輸入G50 X“α”Z0,電腦將C點坐標根據工件原點正確設置并記憶,輸入G00  X100  Z50,刀具運行至編程指定的程序原點,再輸入G50 X100 Z50,電腦記憶程序原點。
    在上述確定程序原點的過程中,步驟C巧妙利用G50設定中間橋梁C點坐標。因為G50執行時不產生運動,以內次該點坐標的具體數值并不重要,目的是讓電腦記憶該點,方便測量臺階直徑后正確返回。
    3. 中途斷電后重新建立坐標系
    數控車削加工中難免遇到突然停電的情況,當機床在斷電狀態時系統會失去對工件坐標值的記憶。解決方法如下:
    a、  接通電源,測量工件某處直徑α;
    b、  啟動主軸,用基準刀刀尖輕輕接觸該處表面,輸入G50 X“α”;
    c、  退出刀具,停主軸,測量工件某處臺階至工件原點的距離Z“β”;
    d、  啟動主軸,用基準刀刀尖輕輕接觸該處臺階,輸入G50 Z“β”,再用G00 指令運行至編程時指定的程序原點,用G50重新設置該坐標;
    e、  編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段,按自動運行方式繼續加工。
    中途停電后,巧妙建立坐標系重新找回程序原點,既保證了加工精度,又不致重復全部加工操作過程,取得了很好的應用效果。
    4. 保證工件尺寸精度
    數控車削加工中,有時會因各種原因不能保證工件尺寸精度。如裝夾、找正、測量不當、操作者粗心找錯程序原點、刀具磨損等都有可能產生廢品,其中操作者粗心找錯程序原點是可以通過重新建立工件坐標系解決的。例如加工某工件,停車檢查時,我們發現工件尺寸精度頗有規律,所有外圓尺寸均比名義尺寸大60μm,發生這種情況的原因很可能是找程序原點是不慎找得不正確,偏離實際程序原點60μm。為了不致報廢工件,辦法是:暫停、復位、程序回零,在程序錄入方式下,輸入U—0.06,再將G50坐標設置為編程指定的程序原點坐標,重新運行 加工,簡捷地挽救了一個瀕臨報廢的工件。
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