淺談數控車床坐標系

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tags: 數控車床    時間:2014-03-13 20:47:54
淺談數控車床坐標系簡介
 數控機床的加工是由程序控制完成的,所以坐標系的確定與使用非常重要。根據ISO841標準,數控機床坐標系用右手笛卡兒坐標系作為標準確定。數控車床平行於主軸方向即縱向為Z……
淺談數控車床坐標系正文
數控機床的加工是由程序控制完成的,所以坐標系的確定與使用非常重要。根據ISO841標準,數控機床坐標系用右手笛卡兒坐標系作為標準確定。數控車床平行於主軸方向即縱向為Z軸,垂直於主軸方向即橫向為X軸,刀具遠離工件方向為正向。

    數控車床有三個坐標系即機械坐標系、編程坐標系和工件坐標系。機械坐標系的原點是生產廠家在製造機床時的固定坐標系原點,也稱機械零點。它是在機床裝配、調試時已經確定下來的,是機床加工的基準點。在使用中機械坐標系是由參考點來確定的,機床系統啟動后,進行返回參考點操作,機械坐標系就建立了。坐標系一經建立,只要不切斷電源,坐標系就不會變化。編程坐標系是編程序時使用的坐標系,一般把我們把Z軸與工件軸線重合,X軸放在工件端面上。工件坐標系是機床進行加工時使用的坐標系,它應該與編程坐標系一致。能否讓編程坐標系與工坐標系一致,使操作的關鍵。

    在使用中我們發現,FANUC系統與航天數控系統的機械坐標系確定基本相同,都是在系統啟動后回參考點確定。

    FANUC系統確定工件坐標系有三種方法。



  • 第一種是:通過對刀將刀偏值寫入參數從而獲得工件坐標系。這種方法操作簡單,可靠性好,他通過刀偏與機械坐標繫緊密的聯繫在一起,只要不斷電、不改變刀偏值,工件坐標系就會存在且不會變,即使斷電,重啟后回參考點,工件坐標系還在原來的位置。

  • 第二種是:用G50設定坐標系,對刀后將刀移動到G50設定的位置才能加工。對到時先對基準刀,其他刀的刀偏都是相對於基準刀的。

  • 第三種方法是MDI參數,運用G54~G59可以設定六個坐標系,這種坐標系是相對於參考點不變的,與刀具無關。這種方法適用於批量生產且工件在卡盤上有固定裝夾位置的加工。

    航天數控系統的工件坐標系建立是通過G92 Xa zb (類似於FANUC的G50)語句設定刀具當前所在位置的坐標值來確定。加工前需要先對刀,對到實現對的是基準刀,對刀后將顯示坐標清零,對其他刀時將顯示的坐標值寫入相應刀補參數。然後測量出對刀直徑Фd,將刀移動到坐標顯示X=a-d Z=b 的位置,就可以運行程序了(此種方法的編程坐標系原點在工件右端面中心)。在加工過程中按複位或急停健,可以再回到設定的G92 起點繼續加工。但如果出意外如:X或Z軸無伺服、跟蹤出錯、斷電等情況發生,系統只能重啟,重其後設定的工件坐標系將消失,需要重新對刀。如果是批量生產,加工完一件后回G92起點繼續加工下一件,在操作過程中稍有失誤,就可能修改工件坐標系,需重新對刀。鑒於這種情況,我們就想辦法將工件坐標系固定在機床上。我們發現機床的刀補值有16個,可以利用,於是我們試驗了幾種方法。



  • 第一種方法:在對基準刀時,將顯示的參考點偏差值寫入9號刀補,將對刀直徑的反數寫入8號刀補的X值。系統重啟后,將刀具移動到參考點,通過運行一個程序來使刀具回到工件G92起點,程序如下:
    N001 G92 X0 Z0;
    N002 G00 T19;
    N003 G92 X0 Z0;
    N004 G00 X100 Z100;
    N005 G00 T18;
    N006 G92 X100 Z100;
    N007 M30;

    程序運行到第四句還正常,運行第五句時,刀具應該向X的負向移動,但卻異常的向X、Z的正向移動,結果失敗。分析原因懷疑是同一程序調一個刀位的兩個刀補所至。

  • 第二種方法:在對基準刀時,將顯示的與參考點偏差的Z值寫入9號刀補的Z值,將顯示的X值與對刀直徑的反數之和寫入9好刀補的X值。系統重啟后,將刀具移至參考點,運行如下程序:
    N001 G92 X0 Z0;
    N002 G00 T19;
    N003 G00 X100 Z100;
    N004 M30;

    程序運行后成功的將刀具移至工件G92起點。但在運行工件程序時,刀具應先向X、Z的負向移動,卻又異常的向X、Z的正向移動,結果又失敗。分析原因懷疑是系統運行完一個程序后,運行的刀補還在內存當中,沒有清空,運行下一個程序時它先要作消除刀補的移動。

  • 第三種方法:用第二種方法的程序將刀具移至工件G92起點后,重啟系統,不會參考點直接加工,試驗后能夠加工。但這不符合機床操作規程,結論是能行但不可行。

  • 第四種方法:在對刀時,將顯示的與參考點偏差值個加上100后寫入其對應刀補,每一把刀都如此,這樣每一把刀的刀補就都是相對於參考點的,加工程序的G92起點設為X100 Z100,試驗后可行。這種方法的缺點是每一次加工的起點都是參考點,刀具移動距離較長,但由於這是G00 快速移動,還可以接受。

  • 第五種方法:在對基準刀時將顯示的與參考點偏差及對刀直徑都記錄下來,系統一旦重啟,可以手動的將刀具移動到G92 起點位置。這種方法麻煩一些,但還可行。

    數控機床的工件坐標系確定是影響加工精度的一大因素,對於不同型號的機床又有不同的要求,只有準確掌握、靈活運用這些知識,才能操作好數控機床。

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