数控车床对刀及建立工件坐标系的方法Word文档格式.docx
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所以作为数控车床的操作者,首先要掌握对刀及工件坐标系的建立方法。
数控车床上的对刀方法有两种:
试切法对刀和机外对刀仪对刀。
一般学校没有机外对刀仪这种设备,所以采用试切法对刀。
而根据实际需要,试切法对刀又可以采用三种形式,本文以华中数控HNC-21/T系统为例来阐述这三种形式的对刀及工件坐标系的建立方法。
一、T对刀
T对刀的基本原理是:
对于每一把刀,我们假设将刀尖移至工件右端面中心,记下此时的机床指令X、Z的位置,并将它们输入到刀偏表里该刀的X偏置和Z偏置中。
以后数控系统在执行程序指令时,会将刀具的偏置值加到指令的X、Z坐标中,从而保证所到达的位置正确。
其具体的操作如下:
(1)开启机床,释放“急停”按钮,按“回零”,再按“+X”和“+Z”,执行回参考点操作。
(2)按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆,最后按“+Z”沿Z向退刀,如图1所示。
(3)按“主轴停止”停止主轴,然后测量试切部分的直径,测得直径为Φ69.934,按“F4(MDI)”,再按“F2(刀偏表)”,将光条移到1号刀的试切直径上,回车,输入69.934,再回车,1号刀的X偏置会自动计算出来,如图3所示。
图1图2
(4)移动刀具到合适的位置,按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,然后按“-X”手动车削端面,最后按“+X”沿X向退刀,如图2所示。
(5)按“主轴停止”停止主轴,将光条移到1号刀的试切长度上,回车,输入0,再回车,1号刀的Z偏置会自动计算出来,如图3所示。
图3
2号刀的对刀过程与1号刀类似,只不过不能切端面。
具体如下:
(1)按“刀位转换”将2号刀换到切削位置,按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆,最后按“+Z”沿Z向退刀,如图4所示。
(2)按“主轴停止”停止主轴,然后测量2号刀试切部分的直径,测得直径为Φ65.980,将光条移到2号刀的试切直径上,回车,输入65.980,再回车,2号刀的X偏置会自动计算出来,如图6所示。
(3)按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,然后按“-Z”手动继续车削外圆,最后按“+X”沿X向退刀,如图5所示。
(4)按“主轴停止”停止主轴,测量2号刀的试切长度,得33.087,将光条移到2号刀的试切长度上,回车,输入,再回车,2号刀的Z偏置会自动计算出来,如图6所示。
如果还有3号和4号刀具,其对刀方法与2号刀具是一样的,这里不再赘述。
图4图5
图6
使用T对刀需要注意两点:
(1)G54~G59这六个坐标系的坐标原点都要设成(0,0),后面将会讲述。
(2)程序中,每一把刀具在使用前,都应该用T指令调用相应的刀偏,如T0101,T0202等。
二、G54~G59对刀
G54~G59又称零点偏置指令,它是将机床坐标系偏移一定的距离来建立工件坐标系。
其具体操作如下:
(1)按“刀位转换”将1号刀换到加工位置上,按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆,最后按“+Z”沿Z向退刀,如图1所示。
(2)按“主轴停止”停止主轴,然后测量1号刀试切部分的直径,测得直径为Φ69.934,。
那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X=-185.034-34.967=-220.001。
(3)按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适位置,然后按“-X”手动车削端面,最后按“+X”沿X向退刀,如图2所示。
(4)按“主轴停止”停止主轴,。
(5)按“F10(返回)”返回顶层菜单,按“F4(MDI)”,再按“F4(坐标系)”,进入自动坐标系G54的界面,在MDI的提示下输入“X-220.001Z”,如图7所示。
(6)按回车,结果G54的界面就会显示“X-220.001Z”,如图8所示。
图7
图8
(2)按“主轴停止”停止主轴,然后测量2号刀试切部分的直径,测得直径为Φ65.980,则半径为32.990。
记下机床指令位置的X值,为-108.99。
那么工件轴线在机床坐标系下的X坐标为X=-108.99-32.99=-141.980。
(4)按“主轴停止”。
记下机床指令位置的Z值,为-70.559。
那么工件右端面在机床坐标系下的Z坐标Z=-70.559-33.087=-103.646。
(5)按“F10(返回)”返回顶层菜单,按“F4(MDI)”,再按“F4(坐标系)”,进入自动坐标系G54的界面,按“PgDn”键进入G55的界面,在MDI的提示下输入“X-141.980Z”,按回车,结果G55的界面就会显示“X-141.980Z”,如图9所示。
使用G54~G59对刀需要注意以下几点:
(1)刀偏表中所有刀具的X偏置和Z偏置都要设为0。
这是因为如果采用G54~G59进行了零点偏移,而同时在刀偏表中设置了刀具偏置,程序执行时会进行双重偏置,系统会产生超程报警,不予执行。
图9
(2)程序中,每一把刀具在使用前,都应该用G54~G59指令调用相应的工件坐标系,如:
%0001
G54(调用G54坐标系)
M03S800T0101(用1号刀)
……
G55(调用G55坐标系)
T0202(用2号刀)
M30(程序结束)
三、G92设定工件坐标系
上面介绍的T对刀和G54~G59对刀都是在程序执行之前手动进行的。
我们也可以在程序执行的过程中动态地建立工件坐标系,这就要用到G92指令。
它的格式是G92XαZβ。
其原理是:
以刀具当前位置为基准,建立一个坐标系,使得刀尖在该坐标系下的坐标值是(α,β)。
用法如下:
(1)按“刀位转换”将1号刀换到加工位置上,按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适的位置然后按“-Z”手动车削外圆,最后按“+Z”沿Z向退刀。
(2)按“主轴停止”停止主轴,然后测量1号刀试切部分的直径,测得直径为Φ69.934,则半径为34.967。
记下机床指令位置的X值,为-185.034。
(3)按“主轴正转”启动主轴,按“手动”,将刀具移动到合适位置,然后按“-X”手动车削端面,最后按“+X”沿X向退刀。
(4)按“主轴停止”停止主轴,记下机床指令位置的Z坐标Z=-103.167,这表示工件右端面在机床坐标系下的Z坐标Z=-103.167。
(5)按“F10(返回)”返回顶层菜单,按“F4(MDI)”,再按“F6(MDI运行)”,在MDI方式下,逐行输入以下程序段。
每输入一行后敲回车,并按“循环启动”。
M03S600
(主轴正转,转速600r/min)
G53G90G01Z-103.167F100
(直接机床坐标系编程,刀具移动到工件右端平面上)
G53G90G01X-220.001F100
(直接机床坐标系编程,刀具移动到工件右端面中心,如图10)
G91G00X100Z50
(相对编程,刀具相对右端面中心,沿X正向移动100,Z正向移动50,如图11、图12)
M05
(主轴停止)
图10图11
进行以上操作后,编写程序时,程序开头应该有G92X100Z50。
例如:
%0002
G92X100Z50
M03S600
G00X100Z50
M30
图12
使用G92应该注意以下问题:
(1)G92只是在程序开头动态建立工件坐标系,实际系统执行该指令时,刀具并不产生动作。
(2)使用G92时,1号刀的X偏置和Z偏置都要设为0,G54~G59这六个坐标系的X和Z也都要设为0。
(3)MDI方式下将刀具移动到(100,50)后,在程序执行前不要再手动移动刀具。
(4)程序结束前,应该将刀具移动到(100,50)的位置。
否则下次执行程序时会产生偏移。
(5)本例中只给了一把刀具,如果有几把刀具,则其它刀具的X偏置和Z偏置只能设置为相对于1号刀的相对刀偏。
至于怎么设置,本文不作深入讨论,有兴趣的读者可以自行研究。
四、结论
对刀方法灵活多样,初学者容易迷惑。
建议初学者开始只使用T对刀,等慢慢熟练后,再试用另外两种方法并且掌握它们。
这样,我们就可以根据不同的场合需要而采用相应的对刀方法。
参考文献:
《华中数控HNC-21/T编程说明书》
《华中数控HNC-21/T操作说明书》
《宇龙数控仿真系统使用说明书》
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