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數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：通過基準邊碰數來對刀。數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據，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：雙邊碰數分中對刀方法適用于工件在長寬兩方向的對邊都經過精加工(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。輸人數據為：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，數控機床應進一步校對設定值，以保證參數的正確性。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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