用宏程序在数控车床上实现自动对刀计算功能

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用宏程序在数控车床上实现自动对刀计算功能
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所谓“自动”对刀,就是自动计算刀具长度、直径尺寸,然后自动将数据输入到刀具补偿表中,才能进行零件加工。经过认真研究、分析其工作原理,笔者采用FANUC宏指令编辑了一套宏程序,并使用一自制样棒,装到卡盘上做为对刀基准,让刀具置于此基准处并运行宏程序,便可实现自动对刀仪的功效。数控车床及数控车铣床的刀位一般在8个以上,有的达到了24个,在没有自动对刀仪的情况下,采用手动逐个试切对刀、测量,然后再依次人工计算各刀具的长短和直径尺寸,把数值用手工输入到刀具补偿表中,是加工零件之前必须要做的一件工作。但这种方法效率低,而且手工计算容易出错,所以它的准确性差、费时费力,直接影响到产品的质量与生产的效率。为了弥补这一缺陷,笔者使用自制对刀仪,通过运行宏程序让它利用数控系统自行计算各刀具长度及直径尺寸,然后通过宏指令把它输到刀具补偿表中,实现了自动对刀仪的高效准确的功能。具体操作如下:将样棒(如图1)夹于液压夹爪上,样棒尺寸自定并将其编入到宏程序中。宏程序如下:
N1 G65 H01 P#500 Q#4120; 将T代码存入#500中
3 _9 y  d' `6 W! U- tN2 G65 H05 P#511 Q#500 R100; #511 = #500 /100,取出刀号,使用时,刀号=补偿号
N3 G65 H02 P#511 Q#511 R2700; #511 = #511 + 2700,几何补偿的X偏值
* u4 w2 n6 \; T: Q: ~(N4 G65 H01 P#9511 Q#511; ) #[ #511 ] = #511,变成刀偏系统变量
(N5 G65 H01 P#512 Q#9511; ) #512 = #[ #511 ] ,取出偏量值,可以不用,但有的机床需要
N6 G65 H02 P#512 Q#5021 R#530; #512 = #5021 + #530, X轴机床坐标+固定值
. \  \) V" x9 lN7 G65 H01 P#9511 Q#512; #[ #511 ] = #512,存入X轴刀偏值
/ @9 c; \" f! L2 e( t(N8 M00; 进行Z轴刀偏值设置操作
N9 G65 H05 P#513 Q#500 R100; #513 = #500 /100
* E( C8 k3 B) b7 k* }9 DN10 G65 H02 P#513 Q#513 R2800; #513 = #513 + 2800,几何偏置的Z偏值
  T$ y& {# D9 M% _3 K& O(N11 G65 H01 P#9513 Q#513; ) #[ #513 ] = #513
0 E" w, x/ u% B8 @. c9 B(N12 G65 H01 P#514 Q#9513; ) #514 = #[ #513 ] ,取出偏置值,可以不同,但有的机床需要
1 _7 [3 {8 s1 _+ ^2 dN13 G65 H02 P#514 Q#5022 R#531; #514 = #5022 + #531
0 r7 F# x: M7 s7 w4 J8 kN14 G65 H01 P#9513 Q#514; #[ #513 ] = #514,存入Z轴刀偏值
N15 M30;
( Z4 e3 w( ^9 @& K0 K1 K程序中用到的#530及#531的数值,随机床而异,如沈阳数控机床有限责任公司生产的SSCKZ 80 /1500车削中心,控制系统为FANUC 0T,它的X 轴最大坐标值为800 mm, Z轴坐标值为1 500 mm。样棒X 轴尺寸<60 mm,则#530 = 800 000 - 60 000 = 740 000 (宏程序A为不带小数点输入) 。当以夹爪端面计算时,为1500 - 10 = 1 490 mm,样棒出卡盘50 mm装夹, #531 =1 500 000 - 10 000 - 50 000 = 1 440 000。使各刀具依次置于A面、B面后,退移至一固定位置,运行宏程序即可完成对刀工作。利用这种方法不但经济,而且大大节省了对刀时间,更重要的是使产品
的加工质量得到了根本保证。
% v; Y) f% L) t8 q#1=1.   （刀宽）
#3=28.  （大径）
1 C+ A: @3 m4 \  M3 H  ?% ^#4=10.  （起点Z）
6 G- ?7 ^" h4 Q6 Y: ^* F3 u% y#5=0.   （起始层次）
& ^2 K& w6 t3 V4 R#2=[3.024-#1]-[0.054*#5]  （加工宽度--Z向）
N2 #6=#4-[#5*0.027]       （Z轴偏移）
#3=28-[0.2*#5]            （X轴偏移）
/ Q, i( b$ x% n) c6 W! YN1 G00X60.Z#6              
G00X#3
' L3 U  M$ A5 h- P& F: o9 FG32Z-10.F5.                （导程5MM）
G00X60.
Z#6
8 T9 O1 c+ K: x$ ]7 c2 D% |/ Y6 ]#6=#6-0.2                   （每一层中Z轴偏移量）--（最大可放大至刀宽尺寸）
#2=#2-0.2                   （每一层中Z向终点判别）
; I) A+ e9 q/ b; P6 }8 S5 |IF [#2GT0]GOTO1              
: N+ j5 O, M: m#6=#4-[3.024-#1]+[0.027*#5]  （每一层中Z轴最终尺寸，消除Z向残留高度）
' b5 M5 [" i' p/ RG00X60.Z#6
. Y( A2 X* r* AG00X#3
G32Z-10.F5.
0 T' v9 U- u  a: r2 y1 VG00X60.
; s- H7 t/ G! _  r1 ?6 q8 a5 _1 w& uZ#6
9 [- q0 j$ ]& B/ y) D#5=#5+1       （层次+1）
( P; {; k  A$ W# @( j4 F& H#2=[3.024-#1]-[0.054*#5]    （下一层加工宽度--Z向）
  D& K- N9 R  e' W" s. n( C+ vIF[#2GT0.55]GOTO2  （终点判别，以1.55底径宽度-1. 刀宽=0.55为最终点为判别条件，也可该成底径尺寸为判别条件  IF[#3GT22.4]GOTO2      
+ v4 M$ U6 g. `+ j+ G3 Y2 rG00X60.
Z0.
M05
M30
! G; n. B* u: T- A8 V, l5 v8 i0 V. [以上为30°梯形螺纹，牙高2.75MM，初始齿宽为3.024，最终齿宽2.55，以直径每层单边0.1MM递减，Z轴偏移量为0.027（2.75/0.737=0.1/0.027 形成15°三角形关系），加工宽度则为初始齿宽减区双边的偏移量再减去刀宽
三角形螺纹：
大径：D-0.13P（P螺距）
小径：D-1.08P
螺纹三针测量法：
量针直径D的计算公式：D=P/(2*(COS(α/2)))（P螺距，α牙形角）
简化公式：
牙形角α           简化公式
1 D  E) }9 C- t* T0 ^60°              D=0.577P
: e1 e5 W- }6 j: i/ K55°              D=0.564P
* q; _; B8 ^1 s/ F% M6 ~30°              D=0.518P
# k3 G5 t5 C7 q8 W  P/ r40°              D=0.533P
29°              D=0.516P
梯形螺纹中径D2=D-0.5P
三针测量值：M=D2+D(1+(1/(SIN(α/2)))-(P/2)COS(α/2)
. r0 U. Z4 }; r, P  n60°              M=D2+3D-0.866P
0 e3 H- W8 R3 M  ?% M55°              M=D2+3.166D-0.960P
30°              M=D2+4.864D-1.866P
" {' l8 F5 L5 J- }+ Z$ L40°              M=D2+3.924D-1.374P
3 p6 \0 Z) N% W* j: l3 u29°              M=D2+4.994D-1.933P
- ?8 j( A  R# a1 e
锯齿形螺纹中径D2=D-0.75P
% H( m0 |7 h2 P/ E) G     螺纹中径计算：M=D2+4.42365D-1.5879P

风随意

在没有自动对刀仪的情况下,采用手动逐个试切对刀、测量,然后再依次人工计算各刀具的长短和直径尺寸,把数值用手工输入到刀具补偿表中,是加工零件之前必须要做的一件工作。