在数控车床的操作与编程过程中,弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理,以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。
一、基本坐标关系
一般来讲,通常使用的有两个坐标系:一个是机械坐标系 ;另外一个是工件坐标系,也叫做程序坐标系。
在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点 ( 假设为 (X , Z)) 。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置,系统都把当前位置设定为 (0 , 0) ,这样势必造成基准的不统一,所以每次开机的第一步操作为参考点回归 ( 有的称为回零点 ) ,也就是通过确定 (X , Z) 来确定原点 (0 , 0) 。
为了计算和编程方便,我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上,尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准,所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。
二、对刀方法
1. 试切法对刀
试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用 MITSUBISHI 50L 数控系统的 RFCZ12 车床为例,来介绍具体操作方法。
工件和刀具装夹完毕,驱动主轴旋转,移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持 X 坐标不变移动 Z 轴刀具离开工件,测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中,系统会自动用刀具当前 X 坐标减去试切出的那段外圆直径,即得到工件坐标系 X 原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面,在相应刀具参数中的刀宽中输入 Z0 ,系统会自动将此时刀具的 Z 坐标减去刚才输入的数值,即得工件坐标系 Z 原点的位置。
例如, 2# 刀刀架在 X 为 150.0 车出的外圆直径为 25.0 ,那么使用该把刀具切削时的程序原点 X 值为 150.0-25.0=125.0 ;刀架在 Z 为 180.0 时切的端面为 0 ,那么使用该把刀具切削时的程序原点 Z 值为 180.0-0=180.0 。分别将 (125.0 , 180.0) 存入到 2# 刀具参数刀长中的 X 与 Z 中,在程序中使用 T0202 就可以成功建立出工件坐标系。
事实上,找工件原点在机械坐标系中的位置并不是求该点的实际位置,而是找刀尖点到达 (0 , 0) 时刀架的位置。采用这种方法对刀一般不使用标准刀,在加工之前需要将所要用刀的刀具全部都对好。
2. 对刀仪自动对刀
现在很多车床上都装备了对刀仪,使用对刀仪对刀可免去测量时产生的误差,大大提高对刀精度。由于使用对刀仪可以自动计算各把刀的刀长与刀宽的差值,并将其存入系统中,在加工另外的零件的时候就只需要对标准刀,这样就大大节约了时间。需要注意的是使用对刀仪对刀一般都设有标准刀具,在对刀的时候先对标准刀。
下面以采用 FANUC 0T 系统的日本 WASINO LJ-10MC 车削中心为例介绍对刀仪工作原理及使用方法。刀尖随刀架向已设定好位置的对刀仪位置检测点移动并与之接触,直到内部电路接通发出电信号 ( 通常我们可以听到嘀嘀声并且有指示灯显示 ) 。在 2# 刀尖接触到 a 点时将刀具所在点的 X 坐标存入到图 2 所示 G02 的 X 中,将刀尖接触到 b 点时刀具所在点的 Z 坐标存入到 G02 的 Z 中。其他刀具的对刀按照相同的方法操作。
事实上,在上一步的操作中只对好了 X 的零点以及该刀具相对于标准刀在 X 方向与 Z
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