2017年5月23日

劃線工件臥式加工中心快速找正方法

1. 典型零件的常規找正方法與不足圖1所示為我單位生產的鐵路養路機械中的一種油缸。該零件外形較為復雜，材料為鑄鋼，采用四軸臥式加工中心加工。由于對各孔位置度要求高，通過工裝直接定位后進行加工的方法無法保證孔壁材料的均勻，改用劃線安上工裝直接找正加工，能有效地保證工件各孔位置度，但是四軸加工中心手動找正過程繁瑣且容易出錯，不僅增加了輔助時間，也對操作人員的技術水平提出了更高的要求。該零件的零點設置在大孔中心端面處（見圖1紅色標注）。手動找正過程為：首先使用找正劃針在工件中軸線上取兩個機床坐標點，運用三角函數使用計算器計算確定工件在機床中與辟由的角度誤差值，將計算結果輸入零點偏置5中，然后使用找正頂尖找正坐標義與7,最后通過零點端面的對直與機床回轉中心的差值計算得出Z坐標的數值，輸入零點偏置中，完成找正步驟。常規找正方法存在以下不足：①計算角度5和對直時都需要使用計算器計算結果，計算結果需判斷正負號，這個過程中易產生計算錯誤和偏置方向判斷錯誤。©計算結果輸入機床零點偏置中易產生輸入錯誤。③找正過程需要手動輸入多組指令，操作時間長，對操作人員技術水平要求高。2. 找正方法的改進(1) 找正頂尖的設計。針對找正角度5和找正足Z坐標，使用找正劃針、頂尖兩種工具的情況，設計復合頂尖如圖2所示。根據實際加工零件的形狀在頂尖 A桿上加裝B桿，B桿主要用于找正工件中軸線、計算角度5。復合頂尖的使用使找正劃針和頂尖相結合，節省了找正過程中的換刀步驟。(2) 找正宏程序的編制。由于找正步驟較多又要通過計算對計算結果進行輸入，為了提高找正效率，可充分利用機床自身的計算功能和輸入輸出功能編制油缸專用找正宏程序。程序采用目前非常普及的發那科系統格式編制。程序如下： O0125T57 (使用頂尖B桿）G91G28Z0M11G90G56G0B90M10M6G91G28Y0G91G0Z-735X-476Y-535.M0 (HANDLE)(使用手輪找正中軸線第一點）#101=#5021 (讀取機床當前機械A坐標到#101)#102=#5023(讀取機床當前機械Z坐標到#102)M0G91G0Y200.X-280Y-200.M0 (HANDLE)(使用手輪找正中軸線第二點）#103=#5021(讀取機床當前機械義坐標到#103)#104=#5023(讀取機床當前機械Z坐標到#104)#105=ABS[#101]#106=ABS[#102]#107=ABS[#103]#108=ABS[#104]#109=[#107-#105]#110=[#106-#108]#111=ATAN[#110/#109](計算當前坐標下中軸線與^軸之間的夾角方值）#112=#5264(讀取G56的丑值到#112)#113=#112+#111G90G10L2P3B#113(將對直計算結果輸入〇56的«置中)M0G91G0Y200.M11G90G56G0B90M10G91G28Y0 (使用頂尖A桿）G91G0X-745Y-790Z-600M0 (HANDLE)#114=#5021讀取機床當前機械義坐標到#114)#115=#527(#527機床回轉中心雄）#116=#529(#529機床回轉中心#117=#115-#114#118=#117+#116G90G10L2P3Z#118 (將 4直計算結果輸入G56的4偏置中）M0G91G28Z0M11G90G56G0B0M10G91X208Y60Z-490M0 (HANDLE)#119=#5021 (讀取機床當前機械義坐標到#114)G90G10L2P3X#119 (將 4直輸入G56的A偏置中）G91Z-60M0 (HANDLE)#120=#5022 (讀取機床當前機械1坐標到#120)G90G10L2P3Y#120 (將 4值輸入G56的}偏置中）G91G28Z0G30X0Y0Z0T0 M6M99(3)宏程序主要指令的分析與應用。機床計算角度偏置時需要讀取工件中軸線上兩個點的機械坐標4和4的數值，并讀取零點偏置原有方軸數值進行計算（列舉工件將零點設置在G56中）。其中系統變量中相關變量的含義如下：#5021當前機械坐標4直#5022當前機械坐標}值#5023 當前機械坐標4值#5024當前機械坐標第4軸值#5264零點G56揭軸偏置值對于兩組機床機械坐標位置的讀取，可以用編寫宏程序的全局變量來讀取系統變量中相對應的機械坐標位置#5021、#5023的數值。讀取后可以使用函數關系式ATAN[#110/#109]的格式對數值進行計算，得出工件中軸線與4 軸的角度偏差。工件零點偏置中4和1 的數值可以直接使用頂尖A桿找正劃線讀取存入，但是零點偏置4的數值需要先讀取前端面線在4軸上的位置，再通過機床回轉中心數值的計算（列舉程序將機床回轉中心4和4分別存儲在全局變量#527和#529中，防止關機數值消失），然后再得到偏置4值。零點偏置數值計算完成后自動輸入到機床坐標偏置中，是關鍵的一步。發那科系統提供了用于程序數據輸入的G代碼G10。由于計算結果是存儲在全局變量中的，代入數據時可用G10將全局變量直接代入相應零點中，代入格式為：G90G10L2P3B#113。其中，G90為絕對坐標格式，Z2為數值存入零點偏置，《為零點偏置G56; B#113為將全局變量#113數值代入角度偏置5中。(4)實際操作方法與效果。程序編輯結束后以調用子程序的形式放在工件加工程序開頭，開始找正時當遇到M0暫停時，操作人員只需要使用手輪把找正頂尖移到相應的找正線上，按下啟動鍵機床會自動計算結果，并存入到相應的零點中。在這個過程中找正程序的使用可以規范找正步驟、減少工作量并降低對操作技術水平要求。

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