宏程序在毛坯零件高效找線加工中的應(yīng)用

■ 河南平原光電有限公司 （河南焦作 454150） 劉紅武 梁 兵 劉紅德 高新平 王三民

我公司長期生產(chǎn)一種大型箱體鋁鑄件（見圖1），其外形由多個角度面構(gòu)成，精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。如果采取多次裝夾加工，易產(chǎn)生誤差累積，且制作工裝夾具費(fèi)用較多。因此，選擇在臥式數(shù)控機(jī)床上，一次找線定位、裝夾，完成該零件周邊各表面的加工，滿足了零件圖樣精度要求。

1. 解決方案

1）如圖2所示，用鉆夾頭夾持劃針裝在主軸上，手搖脈沖發(fā)生器移動Z軸、Y軸，轉(zhuǎn)動B軸，將毛坯的鉗工基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面找平、找正。設(shè)定工件主坐標(biāo)系。

圖1 大型箱體鋁鑄件

2）零件外形由多個角度面構(gòu)成，每件零件加工前需要按鉗工劃線確定并建立多個工件坐標(biāo)系；但是由于是粗基準(zhǔn)，每次安裝都要重新找正，工件坐標(biāo)系數(shù)值也發(fā)生變化，必須要保證其他坐標(biāo)系數(shù)值隨之改變。如采用手工輸入各面編程零點(diǎn)數(shù)據(jù)，效率較低且容易出錯。因此，我們編寫坐標(biāo)系換算B類宏程序，引入到機(jī)床系統(tǒng)宏指令內(nèi)，建立主坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型，從而達(dá)到只需找正一個坐標(biāo)系，即可通過宏程序計(jì)算其他坐標(biāo)系并輸入的功能，如圖3所示。

圖2 設(shè)定工件主坐標(biāo)系

圖3 建立模型

2. 具體應(yīng)用

選用北京精密機(jī)床廠FANUC 0iMB系統(tǒng)臥式加工機(jī)床（見圖4）進(jìn)行零件加工，利用機(jī)床系統(tǒng)變量編寫B(tài)類宏程序解決所產(chǎn)生的問題。

（1）建立工件主坐標(biāo) 通過找線分別建立B、X、Y和Z坐標(biāo)，程序如下：

圖4 臥式加工機(jī)床

#5204=#5024（G54 第4軸B坐標(biāo)輸入）

M0 （暫停）

#5201=#5021 （G54X坐標(biāo)輸入）

M0 （暫停）

#5202=#5022 （G54Y坐標(biāo)輸入）

M0 （暫停）

%

O2236

T12 （換刀）

M98P2 （調(diào)用換刀子程序）

G0G90G54B0. （B坐標(biāo)歸零）

G43H12Z400.S2000M3 （建立刀具長度補(bǔ)償）

M0 （暫停）

#5203=#5023-268.59+1 （刀具碰到刻線時執(zhí)行該程序，Z坐標(biāo)建立。其中268.9是刀具長度補(bǔ)償，1為表面余量1mm）

M0 （暫停）

（2）工件坐標(biāo)系自動轉(zhuǎn)換 將以下調(diào)用程序輸入到其他4個加工程序頭部，當(dāng)機(jī)床執(zhí)行到該段程序時，工作臺旋轉(zhuǎn)的同時工件坐標(biāo)系也隨之轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)多角度面加工。

G65 K-902.06 P9000 C-75. （K為Z向轉(zhuǎn)盤中心，P9000為調(diào)用O9000子程序，C為旋轉(zhuǎn)角度。執(zhí)行后主坐標(biāo)自動轉(zhuǎn)換到G58坐標(biāo)系內(nèi)）

G0 G90 G58 B0. （調(diào)用G58坐標(biāo)系）

（3）子程序 G65調(diào)用的子程序如下：

%

O9000

#18=#5221

#19=#5223

#1=#18+#22

#2=#19+#23

#15=[#2-#6]*[#2-#6]

#16=[#1-#5]*[#1-#5]

#9=SQRT[#15+#16]

#12=#5

#13=#6

IF[#1EQ#5]GOTO25

N5IF[#1GE#5]GOTO30

N10IF[#1LT#5]GOTO35

N15IF[#1LE#5]GOTO40

N20IF[#1GT#5]GOTO45

N25IF[#2EQ#6]GOTO500

GOTO5

N30IF[#2LT#6]GOTO100

GOTO10

N35IF[#2LE#6]GOTO200

GOTO15

N40IF[#2GT#6]GOTO300

GOTO20

N45IF[#2GE#6]GOTO400

N100#8=ATAN[ABS[#1-#5]]/[ABS[#2-#6]]

#11=#3+#8

#12=#5+#9*SIN[#11]

#13=#6-#9*COS[#11]

GOTO500

N200#7=ATAN[ABS[#2-#6]]/[ABS[#1-#5]]

#10=#3+#7

#12=#5-#9*COS[#10]

#13=#6-#9*SIN[#10]

GOTO500

N300#8=ATAN[ABS[#1-#5]]/[ABS[#2-#6]]

#11=#3+#8

#12=#5-#9*SIN[#11]

#13=#6+#9*COS[#11]

GOTO500

N400#7=ATAN[ABS[#2-#6]]/[ABS[#1-#5]]

#10=#3+#7

#12=#5+#9*COS[#10]

#13=#6+#9*SIN[#10]

N500G10L2P6X#12Y#5222 Z#13

M99

%

3. 實(shí)施效果

零件加工后相互位置一致性好，完全達(dá)到圖樣精度要求，各表面局部坐標(biāo)系換算迅速、準(zhǔn)確，降低了操作工人每次換算坐標(biāo)的勞動強(qiáng)度，各加工參數(shù)修改容易、直觀。

4. 應(yīng)用及拓展范圍

坐標(biāo)建模宏指令方法經(jīng)編寫、引入機(jī)床系統(tǒng)，已在許多數(shù)控機(jī)床上得到使用，主坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)換算零錯誤，在多角度回轉(zhuǎn)加工中發(fā)揮著重要作用。宏程序不僅可以簡化運(yùn)算，而且安全可靠。經(jīng)過長期加工驗(yàn)證，該宏程序安全、快捷，可有效節(jié)約時間，提高加工效率。