數控車床操作中常遇到的幾個問題

楊秀榮

摘要:為了更好得使用數控機床,應該對數控機床操作中的一些相關問題處理得當,這樣才能有效提高機床的加工精度。本文以數控車床為例,對回零操作、對刀、工件坐標系的建立進行了探討,并提出了相應解決方法。

關鍵詞:數控車床 回零操作 坐標系建立 對刀

隨著世界科技進步和機床工業的發展,數控機床作為機床工業的主流產品,已成為實現裝備制造業現代化的關鍵設備,是國防軍工裝備發展的戰略物資。數控系統是由譯碼、刀補、插補、界面等相對獨立的任務所組成的實時多任務系統。在加工零件過程中,要進行機床回零、工件坐標系的建立及對刀等操作,這些操作如果進行合理,將會有效提高機床的加工精度。

一、數控車床的回零操作

因為數控機床通過坐標控制刀具進給。每次操作完數控機床,刀架一般不在零點位置上,當你下次操作機床的時候,如果不進行回零操作,那你程序中的坐標系反應在機床動作的時候就會出現偏差,即不能準確的建立機床坐標系。通過機床回零操作,確定了機床零點,從而準確地建立機床坐標系,即相當于數控系統內部建立一個以機床零點為坐標原點的機床坐標系。這樣你程序中的坐標就可以準確的在機床的運動中表現出來。

機床的回零操作,動作過程一般有4種形式:①手動方式下坐標軸高速(V1)靠近零點,接近零點便啟動回零操作,系統控制坐標軸以低速(V2)繼續向零點移動,觸發零點開關后,系統開始查詢檢測元件發出的零標志脈沖,系統收到零標志脈沖后發出柵格脈沖控制信號控制回零軸制動,同時位移計數器清零,此時回零軸所處位置就是數控機床的坐標系零點,回零結束;②坐標軸先高速(V1)靠近零點,觸發零點開關后,系統控制坐標軸以低速(V2)繼續向零點移動,越過零點開關后,系統開始查詢零標志脈沖,后續動作同①;③坐標軸先高速(V1)靠近零點,觸發零點開關后,系統控制坐標軸制動,然后以速度(V2)反向移動,系統開始查詢零標志脈沖,后續動作同①;④坐標軸先高速(V1)靠近零點,觸發零點開關后,坐標軸制動停止,然后以微速(V3)反向移過零點開關,又以速度(V2)向零點移動,當零點開關再次被觸發后,系統開始查詢零標志脈沖,后續動作同①。

二、工件坐標系的建立

為了計算和編程方便,我們通常將工件坐標系原點設定在工件右端面的回轉中心上,盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。數控系統確定工件坐標系通常有三種方法:

第一種是:通過對刀將刀偏值寫入參數從而獲得工件坐標系。這種方法操作簡單,可靠性好,通過刀偏與機械坐標系緊密的聯系在一起,只要不斷電、不改變刀偏值,工件坐標系就會存在且不會變,即使斷電,重啟后回參考點,工件坐標系還在原來的位置。

第二種是:用G50設定坐標系,對刀后將刀移動到G50設定的位置才能加工。

第三種是:利用MDI參數,運用G54~G59可以設定六個坐標系,這種坐標系是相對于參考點不變的,與刀具當前位置無關。這種方法適用于批量生產且工件在卡盤上有固定裝夾位置的零件加工。

三、對刀操作

工件坐標系的建立是通過對刀來完成的。因此針對上述三種坐標系的建立有如下的對刀方式。

1.用刀偏置設置工件坐標零點

(1)用外圓車刀先試車一外圓,不改變當前刀具X坐標退刀,停止主軸,測量外圓直徑后,將所測得直徑值輸入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,不改變當前刀具Z坐標退刀,將Z0輸入offset界面的幾何形狀Z值里。

(3)2號刀的對刀過程與1號刀類似,只不過不能切端面。具體如下:

①按“刀位轉換”將2號刀換到切削位置,啟動主軸,按“手動”,將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓,不改變當前刀具X坐標退刀,停止主軸,測量外圓直徑后,將所測得直徑值輸入offset界面的2號刀幾何形狀X值里。

②再一次啟動主軸,按“手動”,然后按“-Z”手動繼續車削外圓,最后按“+X”沿X向退刀。停止主軸,測量2號刀的試切長度,將測得值輸入offset界面的2號刀幾何形狀Z值里。

如果還有3號和4號刀具,其對刀方法與2號刀具是一樣的,這里不再贅述。

2.用G50設置工件坐標零點

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

(2)選擇MDI方式,輸入G50 X0

Z0,啟動START鍵,把當前點設為零點。

(3)選擇MDI方式,輸入G00 X150

Z150,使刀具離開工件進刀加工。

(4)這時程序開頭:G50 X150 Z150…。

(5)注意:用G50設置工件坐標零點,程序的起刀點必須是刀具在工件坐標系中的位置,這樣才能保證重復加工不亂刀。

3.用G54-G59設置工件坐標零點

(1)按“刀位轉換”將1號刀換到加工位置上,啟動主軸,按“手動”,將刀具移動到合適的位置然后按“-Z”手動車削外圓,最后按“+Z”沿Z向退刀。停止主軸,然后測量1號刀試切部分的直徑,記下機床指令位置的X值,計算出工件軸線在機床坐標系下的X坐標。

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

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

(3)輸入后在程序中直接調用,如:G54……。

其它刀的對刀過程與1號刀類似,只不過不能切端面。

四、結束

數控技術的高速發展,數控系統的不斷改良,許多數控系統有了更快捷的功用。只有了解每種數控系統的使用特點,操作起來才能得心應手。

參考文獻:

1.《數控編程技術》張超英、謝富春主編。

2.《數控技術》董玉紅主編。