车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的吧. $ c8 h& \! M2 v. N% F; A Y; `
车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入X...按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了. $ o3 y% H2 f2 [1 k
这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点. ( ?5 r3 O; k7 g5 Y( A
这样对刀要记住对刀前要先读刀.
/ p3 C$ o3 R/ u9 [有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了. 5 B& u. d7 [- T
如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了. + b4 S6 d+ E0 M* S9 }5 Z) f
所以如果是多种类小批量加工最好买带对刀器的.节约时间. ; r+ |* y% M) I) l0 a; _
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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。 , m ^4 n7 ]/ \( ^
一、基本坐标关系 8 l1 \7 S$ J' e
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。
& o0 x0 t6 L# a/ |8 U7 ^; v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)。 % w! `1 x, W7 {$ V5 {6 K
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。
9 e4 k5 W2 j5 ?二、对刀方法
% g1 x; `7 C$ S4 `1. 试切法对刀
0 \& E9 y1 B% y, A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。
( P9 E* x; ^! B Y2 k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。
+ @0 ?- P# v, i/ T/ z) u7 l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。 1 c: W0 b! d# k% i; N$ Z
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。
; Q6 w. w9 c. _+ [3 A2. 对刀仪自动对刀
6 @8 [; d/ _' S% F! G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。
; }& H* x% l( U/ j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。 6 \1 w8 i% h* _/ ]( O* s6 E
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方向的差值,在更换工件加工时再对Z零点即可。由于对刀仪在机械坐标系中的位置总是一定的,所以在更换工件后,只需要用标准刀对Z坐标原点就可以了。操作时提起Z轴功能测量按钮“Z-axis shift measure”,CRT出现所示的界面% Q7 H( N; C1 `7 ^
手动移动刀架的X、Z轴,使标准刀具接近工件Z向的右端面,试切工件端面,按下“POSITION RECORDER”按钮,系统会自动记录刀具切削点在工件坐标系中Z向的位置,并将其他刀具与标准刀在Z方向的差值与这个值相加从而得到相应刀具的Z原点,其数值显示在WORK SHIFT工作画面上,。 2 X6 W. t, C$ N. T
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Fanuc系统数控车床对刀及编程指令介绍
9 ?1 I! z( v/ |. V) w: g2 MFanuc系统数控车床设置工件零点常用方法 ( D, k$ g0 e0 k2 Q7 X
一, 直接用刀具试切对刀 % f+ ?! f! F- Z8 G0 q
1.用外园车刀先试车一外园,记住当前X坐标,测量外园直径后,用X坐标减外园直径,所的值输入offset界面的几何形状X值里。
8 }7 \7 k- v q$ r! m# q# [2.用外园车刀先试车一外园端面,记住当前Z坐标,输入offset界面的几何形状Z值里。
% q1 E2 J; a) i$ R* P二, 用G50设置工件零点
; D; {* E; Q; O; X' q- u1.用外园车刀先试车一外园,测量外园直径后,把刀沿Z轴正方向退点,切端面到中心(X轴坐标减去直径值)。 3 u# q- J( I- Y6 r
2.选择MDI方式,输入G50 X0 Z0,启动START键,把当前点设为零点。
, _" v3 S- l1 \0 _- Y: U+ u3.选择MDI方式,输入G0 X150 Z150 ,使刀具离开工件进刀加工。 + n& ?4 G. K, }& U2 [2 c1 ?
4.这时程序开头:G50 X150 Z150 …….。
; g" t, R+ Q% {5.注意:用G50 X150 Z150,你起点和终点必须一致即X150 Z150,这样才能保证重复加工不乱刀。
* u7 P4 [6 S9 n- E" a& \6.如用第二参考点G30,即能保证重复加工不乱刀,这时程序开头 G30 U0 W0 G50 X150 Z150 , z' M7 g4 [+ L6 @
7.在FANUC系统里,第二参考点的位置在参数里设置,在Yhcnc软件里,按鼠标右键出现对话框,按鼠标左键确认即可。 % h+ d5 h- Q+ a- J
三, 用工件移设置工件零点
5 r* a5 @9 I) F8 [8 J7 U1.在FANUC0-TD系统的Offset里,有一工件移界面,可输入零点偏移值。
. [" }/ ^$ W4 Z9 h. S2.用外园车刀先试切工件端面,这时Z坐标的位置如:Z200,直接输入到偏移值里。 ' `/ O; d; I' L; a( I% c
3.选择“Ref”回参考点方式,按X、Z轴回参考点,这时工件零点坐标系即建立。
& C4 V) z( S+ |. t v4.注意:这个零点一直保持,只有从新设置偏移值Z0,才清除。 ' y1 v% {/ [- @/ V
四, 用G54-G59设置工件零点
/ P9 c' P9 W s2 Z1.用外园车刀先试车一外园,测量外园直径后,把刀沿Z轴正方向退点,切端面到中心。
# C& |7 E1 F$ D( D7 |. f3 _0 t# C2.把当前的X和Z轴坐标直接输入到G54----G59里,程序直接调用如:G54X50Z50……。
9 g1 ]. B4 q ]; k# l3.注意:可用G53指令清除G54-----G59工件坐标系。 + ^" m2 ~/ u$ A3 k5 B% E
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) `5 ]9 B) g& z$ r& C8 p' G* b( ?FANUC系统确定工件坐标系有三种方法。 q" [8 u8 J- u* @
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第一种是:通过对刀将刀偏值写入参数从而获得工件坐标系。这种方法操作简单,可靠性好,他通过刀偏与机械坐标系紧密的联系在一起,只要不断电、不改变刀偏值,工件坐标系就会存在且不会变,即使断电,重启后回参考点,工件坐标系还在原来的位置。
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2 ?, e2 P' [5 Q: M; S4 }第二种是:用G50设定坐标系,对刀后将刀移动到G50设定的位置才能加工。对到时先对基准刀,其他刀的刀偏都是相对于基准刀的。
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第三种方法是MDI参数,运用G54~G59可以设定六个坐标系,这种坐标系是相对于参考点不变的,与刀具无关。这种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。 - A# T- F8 m! K! B
7 k, R" `% z e( s. k航天数控系统的工件坐标系建立是通过G92 Xa zb (类似于FANUC的G50)语句设定刀具当前所在位置的坐标值来确定。加工前需要先对刀,对到实现对的是基准刀,对刀后将显示坐标清零,对其他刀时将显示的坐标值写入相应刀补参数。然后测量出对刀直径Фd,将刀移动到坐标显示X=a-d Z=b 的位置,就可以运行程序了(此种方法的编程坐标系原点在工件右端面中心)。在加工过程中按复位或急停健,可以再回到设定的G92 起点继续加工。但如果出意外如:X或Z轴无伺服、跟踪出错、断电等情况发生,系统只能重启,重其后设定的工件坐标系将消失,需要重新对刀。如果是批量生产,加工完一件后回G92起点继续加工下一件,在操作过程中稍有失误,就可能修改工件坐标系,需重新对刀。鉴于这种情况,我们就想办法将工件坐标系固定在机床上。我们发现机床的刀补值有16个,可以利用,于是我们试验了几种方法。
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第一种方法:在对基准刀时,将显示的参考点偏差值写入9号刀补,将对刀直径的反数写入8号刀补的X值。系统重启后,将刀具移动到参考点,通过运行一个程序来使刀具回到工件G92起点,程序如下: 7 V! W: N) ?2 X4 @$ ?* v" U; o
N001 G92 X0 Z0;
. v+ z5 x! d7 c8 E2 mN002 G00 T19;
& t: Z4 ]6 n: r+ C& X4 MN003 G92 X0 Z0; 4 O3 G2 h1 m' ]
N004 G00 X100 Z100; # A* `' d) i6 G, S
N005 G00 T18; 3 \2 J+ `9 E$ a; a1 W
N006 G92 X100 Z100;
' y2 J0 a* H- }3 m" @N007 M30;
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+ i/ x; x( K- m: k6 S9 V- o程序运行到第四句还正常,运行第五句时,刀具应该向X的负向移动,但却异常的向X、Z的正向移动,结果失败。分析原因怀疑是同一程序调一个刀位的两个刀补所至。
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第二种方法:在对基准刀时,将显示的与参考点偏差的Z值写入9号刀补的Z值,将显示的X值与对刀直径的反数之和写入9好刀补的X值。系统重启后,将刀具移至参考点,运行如下程序:
! e9 L! O' b* ~ a2 rN001 G92 X0 Z0; - y4 O& M8 g6 ]" o0 z
N002 G00 T19; . ~1 r* Z7 q4 h: Q: f1 V n0 D4 |4 Y
N003 G00 X100 Z100;
% R3 a. P3 P- aN004 M30;
/ l! [) ^7 U/ E: {4 d: V9 B6 b6 M! B6 G% ^$ l1 Y% _8 s. R4 k
程序运行后成功的将刀具移至工件G92起点。但在运行工件程序时,刀具应先向X、Z的负向移动,却又异常的向X、Z的正向移动,结果又失败。分析原因怀疑是系统运行完一个程序后,运行的刀补还在内存当中,没有清空,运行下一个程序时它先要作消除刀补的移动。
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. e6 _/ A% P0 Q3 K第三种方法:用第二种方法的程序将刀具移至工件G92起点后,重启系统,不会参考点直接加工,试验后能够加工。但这不符合机床操作规程,结论是能行但不可行。 ( z; r( T" ^$ k; K" c
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第四种方法:在对刀时,将显示的与参考点偏差值个加上100后写入其对应刀补,每一把刀都如此,这样每一把刀的刀补就都是相对于参考点的,加工程序的G92起点设为X100 Z100,试验后可行。这种方法的缺点是每一次加工的起点都是参考点,刀具移动距离较长,但由于这是G00 快速移动,还可以接受。
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" Y# n+ w) C% Y( T, ?& F第五种方法:在对基准刀时将显示的与参考点偏差及对刀直径都记录下来,系统一旦重启,可以手动的将刀具移动到G92 起点位置。这种方法麻烦一些,但还可行。 |