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數(shù)控機床加工中建立工件坐標系的方法——（二）
日期：2010年01月21 來源：沈陽第一機床廠 關鍵字：數(shù)控機床
①簡易對刀步驟。如果對刀精度要求不高，為方便操作，可以采用簡易對刀方法。
a．裝夾與找正。把虎鉗裝在機床上，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)控機床并使工件加工部位最低處高于鉗口頂面(避免加工時刀具撞到或銑到虎鉗)。夾緊工件。拖表使工件長度方向與X軸平行后，將虎鉗鎖緊在工作臺。也可以先通過拖表使鉗口與X軸平行，加工中心然后鎖緊虎鉗在工作臺上，再把工件裝夾在虎鉗上。如果必要可再對工件拖表檢查長度方向與X軸是否平行。必要時拖表檢查工件寬度方向與y軸是否平行。必要時拖表檢查工件頂面與工作臺是否平行。
b．對刀。開機與復位，機床回零，建立機床坐標系。主軸正轉，手動狀態(tài)快速趨近工件。編程坐標系的原點選定在工件上表面對稱中心。調整進給倍率，使刀具慢速接近工件上表面中心(以微微劃傷或用薄紙測試)，記下此時屏幕上顯示的該位置在機床坐標系中的坐標值(Xl，Y1，Z1)，比如(X1，Y1，Z1)為(一200，一135，一259)。精確定位到對刀點。在開始加工前一定要求刀具精確定位到對刀點，否則會加工出錯誤的結果，甚至會產生撞刀事故。精確定位到對刀點有三種方法。
第一，自動方式，MDI軟鍵輸入G91 G01 Z30 F30，按回車鍵確認，再按“循環(huán)啟動”鍵，則數(shù)控機床增量上移30mm。
第二，手動+增量定位。加工中心通過刀具當前點在機數(shù)控機床床坐標系的坐標值(一200，一135，一259)以及對刀點在編程坐標系的坐標值(o，o，30)的幾何關系計算，可得對刀點在機床坐標系的坐標值(X0，Y0，Z0)，即X0＝Xl＝一200，Y0＝Y1＝一135，Z0＝一259+30＝一229。在“手動”+“增量”定位的方式下使刀具精確定位到對刀點(一200，一135，一229)。
第三，自動方式，MDI軟鍵輸入：G53 X一200 Y一135 Z一229，則數(shù)控機床移動到機床坐標系(一200，一135，一229)處。
程序中用指令G92 X0 Y0 Z30建立工件坐標系。精確定位到對刀點后，在保持當前刀具位置不移動的情況下，程序中第一行用指令G92 X0 Y0 Z30建立工件坐標系， 數(shù)控機床自動運行程序時可正確建立工件坐標系。
②方形工件裝夾與對刀步驟。
a．工件裝夾。方形工件一般使用平口鉗。
b．工件找正。
c．機床回零，建立機床坐標系。
d．用尋邊器找毛坯X軸、y軸工件坐標系原點。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固定的電位差，當觸頭與金屬工件接觸時，即通過床身形成回路電流，尋邊器上的指示燈就被點亮；逐步降低步進增量，使觸頭與工件表面處于極限接觸直至燈亮，再反向移動至燈熄滅，最后移動至燈穩(wěn)定發(fā)亮(此項操作的目的是獲得準確的對刀精度)，即認為定位到工件表面的位置處。下面以數(shù)控銑床工件坐標系的設定為例，加工中心說明工作步驟。
第一種方法：通過基準邊碰數(shù)來對刀。數(shù)控機床適合長方體零件工件坐標系原點不在對稱中心處。在選擇了的被加工零件圖樣，并確定了編程原點位置后，可按以下方法進行工件坐標系設定。上表面左下角為基準點，上表面左邊為X方向的基準邊，上表面下邊為y方向的基準邊。通過正確尋邊，尋邊器與基準邊剛好接觸(誤差不超過機床的最小手動進給單位，一般為0．01，精密機床可達0．001)。
用簡易對刀法測量，方法如下：如圖2—16所示，用直徑為札Omm的標準測量棒、塞尺對刀，得到機床坐標系測量值為X＝一437．726，y＝一298．160。計算設定值。將前面已測得的各項數(shù)據(jù)，按設定要求運算。
X坐標設定值：X＝一437．?26+5+0．1+40＝一392．626(mm)。
注：一437．?26為X坐標顯示值；十5為測量棒半徑值；十0．1為塞尺厚度；+40為編程原點數(shù)控機床到工件定位基準面在X坐標方向的距離。
y坐標設定值：y＝一298．160十5十0．1+46．5＝一246．56(mm)
注：一298．160為坐標顯示值；+5為測量棒半徑值；+0．1為塞尺厚度；十46．5為編程原點到工件定位基準面在y坐標方向的距離。
第二種方法：通過雙邊碰數(shù)來分中對刀加工中心。適合長方體零件工件坐標系原點在上表面對稱中心處。
計算法：雙邊碰數(shù)分中對刀方法適用于工件在長寬兩方向的對邊都經(jīng)過精加工(如平面磨削)，并且工件坐標原點(編程原點)在工件正中間的情況。左邊正確尋邊，讀出機床坐標X1，右邊正確尋邊，讀出機床坐標X2；下邊正確尋邊，讀出機床坐標y1，上邊正確尋邊，讀出機床坐標Y2。數(shù)控機床則工件坐標原點的機床坐標值X、y為：X＝(X1+X2)／2；y＝(Y1+Y2)／2。
直接法：將尋邊器通過正確尋邊，尋邊器與基準邊X(y)剛好接觸，把此時機床相對坐標X(y)置零后將測頭向工件另一邊移動，指示燈亮后，記下此時機床相對坐標的X(或y)值。將測頭向工件中心方向移動到前一步驟記下的X(或y)坐標的一半處，從機床坐標系界面中即得到被測工件中心X(或y)的機床坐標值。加工中心沿y(或X)方向，重復以上操作，可得被測孔工件中心y(或X)的機床坐標值。
這種方法操作簡便、直觀、對刀精度高，廣泛應用。需要說明的是尋邊器低速(如S50)轉起來時，雙邊對稱測量比單邊測量精度更高。
e．刀具Z向對刀。當對刀工具中心(即主軸中心)在X、y方向上的對刀完成后，數(shù)控機床可取下對刀工具，換上基準刀具，進行Z向．對刀操作。Z向對刀點通常都是以工件的上表面為基準的，這可利用Z向設定器進行精確對刀，其原理與尋邊器相同，如圖2—17(a)所示。若無Z向設定器也可以用塞尺對刀加工中心。若以工件上表面為Z＝0的工件零點，則Z坐標設定值：Z＝一31．833—0．2＝一32．033(mm)。其中，一31．833為坐標顯示值；一0．2為塞尺厚度。
L設定工件坐標系。通過計算結果為：X一392．626，y一246．560，Z一32．033。將開
關放在MDI方式下，進人工件坐標系設定頁面。輸人數(shù)據(jù)為：X＝一392．626，y＝一249．460，Z＝一32．033。表示加工原點設置在機床坐標系的X＝一392．626，y＝一246．460，Z＝一32．033的位置上。
g．校對設定值。對于初學者，在進行了程序原點的設定后，數(shù)控機床應進一步校對設定值，以保證參數(shù)的正確性。校對工作的具體過程如下：在設定了G54工件坐標系后，MDI方式運行G54指令，再進行回機床參考點操作，則機床參考點在工件坐標系界面下顯示值應為： X+392．626，y+246．560，Z+32．033。這加工中心反過來也說明G54的設定值是正確的。
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