數控銑加工基礎知識(二)

   時間:2014-03-12 01:58:44
數控銑加工基礎知識(二)簡介
    數控銑床都有一個參考點,也就是通常所說的機床坐標系原點或機床的初始位置,是由機床製造商設置在機床上的一個固定基準位置點,通過限位開關或感測器來建立。作用……
數控銑加工基礎知識(二)正文
  

數控銑床都有一個參考點,也就是通常所說的機床坐標系原點或機床的初始位置,是由機床製造商設置在機床上的一個固定基準位置點,通過限位開關或感測器來建立。作用是使機床與控制系統同步,建立測量機床運動的起始點。從實際意義上講,機床零點是固定不變的,通常在機床的右上方。當機床啟動后,機床必須執行返回到機床零點的固定循環程序即初始化程序,然後將機床參考點和機床原點之間的偏置值自動存儲在機床控制單元MCU(Machine Control Unit)中。

 

對於數控編程和數控加工來說,還有一個重要的原點是程序原點,是編程員在進行數控編程時定義的幾何基準點,並以此點作為加工坐標系的原點,即通常所說的工件原點。工件坐標系是零件進行數控編程時確定的加工坐標系。

 

5、數控銑床偏置

 

(1)機床偏置的概念

 

機床零點和工作零點之間的距離,叫做偏置,如圖2所示。每個坐標軸都有互相關聯的各自的偏置值,該值存儲在機床控制單元的偏置寄存器中。在進行零件數控加工時,機床控制單元將一直存儲這些偏置值,並利用這些偏置值自動跟蹤和移動刀具到正確的位置。偏置值也可以在機床控制單元中進行編輯或調整。例如:在X-偏置值上加1mm,則整個坐標系就會向X正向移動1mm,一種常見的控制工件加工質量而進行的調整方法。

 

 

 

(2)機床坐標系的設置和偏置

 

現在,大多數數控機床都能建立多個工件偏置來定義多個工件坐標系。事實上,即便加工同一個工件需要建立多個工件坐標系,也無需完全重新建立工作坐標系。該任務可以通過設置G代碼或G指令來完成工件的偏置。最常用的坐標系設置指令為G54,其他坐標系設置指令為G55~G59等。如圖3所示的X軸偏置值和Y軸偏置值即為G54指令所設定的工作坐標系。

 

 

 

其他的工作坐標系設置,如G55指令所定義的工作坐標系可以存儲在同一個坐標工作平面如G54中,如圖4所示,選擇G55指令也就是通常所說的建立另一個工件坐標系G55。

 

 

建立另一個工件坐標系指令代碼可以是常見的G54~G59,也可以為其他的G代碼,完全取決於機床製造商為偏置值而設定的G代碼定義格式。必須在你的零件程序中使用該代碼定義偏置值或坐標系。調出定義工件偏置值的G代碼通常在絕對的安全位置如在程序開始部分:

 

O1111;

N5 G54 G90 G40 G70;

或者在換刀后:

N20 M06 T09;

N25 G54 G00 X50.0 Y20.0 Z100.0;

 

設置工件偏置必須通過刀尖或刀具刃部接觸零件或其他方法來完成,所定義的工件各軸的偏置值X、Y、Z存儲在機床控制單元的寄存器中。若查看數控機床控制面板上的偏置記錄,如下表所示。

 

 

(3)工件偏置的作用

 

在數控編程過程中,為了避免尺寸計算,需要多次將工作坐標系進行適當的平移、旋轉。一般數控機床可以預先設定6個(G54~G59)工件坐標系,這些坐標系的坐標原點相對於機床原點的坐標偏置值存儲在機床控制單元中,在機床進行回零操作或初始化后仍然存在,一旦程序中指定了該G指令,數控系統即指定並調出該坐標系作為當前的工件坐標系,該工件坐標系原點即為當前程序原點,後續程序中工件移動坐標值均為相對該坐標系原點的坐標值。

 

(4)Z坐標偏置和刀具長度偏置

 

Z 軸的坐標偏置值由於主軸上裝有刀具而使得Z方向的偏置值設置變得複雜一些,因為該偏置值是機床原點到工件坐標系原點之間的Z軸的偏置值,而不是銑刀刃端到工件坐標系之間的Z軸偏置值。相對來說,X、Y兩個軸偏置值的測量和設置相對簡單一些,因為操作者可以試著把機床主軸的中心線與工件的邊緣對齊。Z坐標偏置值設置則有一些不同之處,原因是數控銑床主軸上裝有刀具,因而不得不考慮刀具對Z軸偏置值的影響。刀具長度偏置成為解決這個問題的有效方法。

 

當控制系統執行程序中的指令使Z軸到達指定的水平位置時,控制系統要做的工作是將程序中的坐標點的數值和刀具長度偏置值都加到Z軸的坐標偏置值中。例如:

 

控制系統執行的數控程序為:G01 Z-100.0;

Z坐標偏置值為:-12.5;

刀具長度偏置值為:35.8;

則控制系統執行該程序段時迅速進行如下數學運算:

機床Z位置=-100.0+(-12.5)+35.8=-76.7

 

然後主軸帶動刀具移動到該位置。

 

機床控制系統只執行運動控制點的機床絕對位置也就是機床坐標系的絕對坐標值,而所有的其他數值的作用只是使數控編程和刀具設置變得簡單罷了。

 

當運行數控程序時,數控系統根據刀具長度偏置值使刀具自動離開工件一個適當的距離,來完成刀具長度偏置工作。

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