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数控机床加工中建立工件坐标系的方法——（二）

日期：2010年01月21　来源：沈阳第一机床厂　关键字：数控机床
    ①简易对刀步骤。如果对刀精度要求不高，为方便操作，可以采用简易对刀方法。
    a．装夹与找正。把虎钳装在机床上，钳口方向与X轴方向大约一致。把工件装夹在虎钳上，工件长度方向与X轴方向基本一致，工件底面用等高垫铁垫起，数控机床并使工件加工部位最低处高于钳口顶面(避免加工时刀具撞到或铣到虎钳)。夹紧工件。拖表使工件长度方向与X轴平行后，将虎钳锁紧在工作台。也可以先通过拖表使钳口与X轴平行，加工中心然后锁紧虎钳在工作台上，再把工件装夹在虎钳上。如果必要可再对工件拖表检查长度方向与X轴是否平行。必要时拖表检查工件宽度方向与y轴是否平行。必要时拖表检查工件顶面与工作台是否平行。
    b．对刀。开机与复位，机床回零，建立机床坐标系。主轴正转，手动状态快速趋近工件。编程坐标系的原点选定在工件上表面对称中心。调整进给倍率，使刀具慢速接近工件上表面中心(以微微划伤或用薄纸测试)，记下此时屏幕上显示的该位置在机床坐标系中的坐标值(Xl，Y1，Z1)，比如(X1，Y1，Z1)为(一200，一135，一259)。精确定位到对刀点。在开始加工前一定要求刀具精确定位到对刀点，否则会加工出错误的结果，甚至会产生撞刀事故。精确定位到对刀点有三种方法。
    第一，自动方式，MDI软键输入G91 G01 Z30 F30，按回车键确认，再按“循环启动”键，则数控机床增量上移30mm。
    第二，手动+增量定位。加工中心通过刀具当前点在机数控机床床坐标系的坐标值(一200，一135，一259)以及对刀点在编程坐标系的坐标值(o，o，30)的几何关系计算，可得对刀点在机床坐标系的坐标值(X0，Y0，Z0)，即X0＝Xl＝一200，Y0＝Y1＝一135，Z0＝一259+30＝一229。在“手动”+“增量”定位的方式下使刀具精确定位到对刀点(一200，一135，一229)。
    第三，自动方式，MDI软键输入：G53 X一200 Y一135 Z一229，则数控机床移动到机床坐标系(一200，一135，一229)处。
    程序中用指令G92 X0 Y0 Z30建立工件坐标系。精确定位到对刀点后，在保持当前刀具位置不移动的情况下，程序中第一行用指令G92 X0 Y0 Z30建立工件坐标系，  数控机床自动运行程序时可正确建立工件坐标系。
    ②方形工件装夹与对刀步骤。
    a．工件装夹。方形工件一般使用平口钳。
    b．工件找正。
    c．机床回零，建立机床坐标系。
    d．用寻边器找毛坯X轴、y轴工件坐标系原点。将电子寻边器和普通刀具一样装夹在主轴上，其柄部和触头之间有一个固定的电位差，当触头与金属工件接触时，即通过床身形成回路电流，寻边器上的指示灯就被点亮；逐步降低步进增量，使触头与工件表面处于极限接触直至灯亮，再反向移动至灯熄灭，最后移动至灯稳定发亮(此项操作的目的是获得准确的对刀精度)，即认为定位到工件表面的位置处。下面以数控铣床工件坐标系的设定为例，加工中心说明工作步骤。
    第一种方法：通过基准边碰数来对刀。数控机床适合长方体零件工件坐标系原点不在对称中心处。在选择了的被加工零件图样，并确定了编程原点位置后，可按以下方法进行工件坐标系设定。上表面左下角为基准点，上表面左边为X方向的基准边，上表面下边为y方向的基准边。通过正确寻边，寻边器与基准边刚好接触(误差不超过机床的最小手动进给单位，一般为0．01，精密机床可达0．001)。
    用简易对刀法测量，方法如下：如图2—16所示，用直径为札Omm的标准测量棒、塞尺对刀，得到机床坐标系测量值为X＝一437．726，y＝一298．160。计算设定值。将前面已测得的各项数据，按设定要求运算。
    X坐标设定值：X＝一437．?26+5+0．1+40＝一392．626(mm)。
    注：一437．?26为X坐标显示值；十5为测量棒半径值；十0．1为塞尺厚度；+40为编程原点数控机床到工件定位基准面在X坐标方向的距离。
    y坐标设定值：y＝一298．160十5十0．1+46．5＝一246．56(mm)
    注：一298．160为坐标显示值；+5为测量棒半径值；+0．1为塞尺厚度；十46．5为编程原点到工件定位基准面在y坐标方向的距离。
    第二种方法：通过双边碰数来分中对刀加工中心。适合长方体零件工件坐标系原点在上表面对称中心处。
    计算法：双边碰数分中对刀方法适用于工件在长宽两方向的对边都经过精加工(如平面磨削)，并且工件坐标原点(编程原点)在工件正中间的情况。左边正确寻边，读出机床坐标X1，右边正确寻边，读出机床坐标X2；下边正确寻边，读出机床坐标y1，上边正确寻边，读出机床坐标Y2。数控机床则工件坐标原点的机床坐标值X、y为：X＝(X1+X2)／2；y＝(Y1+Y2)／2。
    直接法：将寻边器通过正确寻边，寻边器与基准边X(y)刚好接触，把此时机床相对坐标X(y)置零后将测头向工件另一边移动，指示灯亮后，记下此时机床相对坐标的X(或y)值。将测头向工件中心方向移动到前一步骤记下的X(或y)坐标的一半处，从机床坐标系界面中即得到被测工件中心X(或y)的机床坐标值。加工中心沿y(或X)方向，重复以上操作，可得被测孔工件中心y(或X)的机床坐标值。
    这种方法操作简便、直观、对刀精度高，广泛应用。需要说明的是寻边器低速(如S50)转起来时，双边对称测量比单边测量精度更高。
    e．刀具Z向对刀。当对刀工具中心(即主轴中心)在X、y方向上的对刀完成后，数控机床可取下对刀工具，换上基准刀具，进行Z向．对刀操作。Z向对刀点通常都是以工件的上表面为基准的，这可利用Z向设定器进行精确对刀，其原理与寻边器相同，如图2—17(a)所示。若无Z向设定器也可以用塞尺对刀加工中心。若以工件上表面为Z＝0的工件零点，则Z坐标设定值：Z＝一31．833—0．2＝一32．033(mm)。其中，一31．833为坐标显示值；一0．2为塞尺厚度。
    L设定工件坐标系。通过计算结果为：X一392．626，y一246．560，Z一32．033。将开
    关放在MDI方式下，进人工件坐标系设定页面。输人数据为：X＝一392．626，y＝一249．460，Z＝一32．033。表示加工原点设置在机床坐标系的X＝一392．626，y＝一246．460，Z＝一32．033的位置上。
    g．校对设定值。对于初学者，在进行了程序原点的设定后，数控机床应进一步校对设定值，以保证参数的正确性。校对工作的具体过程如下：在设定了G54工件坐标系后，MDI方式运行G54指令，再进行回机床参考点操作，则机床参考点在工件坐标系界面下显示值应为： X+392．626，y+246．560，Z+32．033。这加工中心反过来也说明G54的设定值是正确的。

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