劃線工件臥式加工中心快速找正方法
1. 典型零件的常規(guī)找正方 法與不足圖1所示為我單位生產(chǎn)的鐵 路養(yǎng)路機械中的一種油缸。該零 件外形較為復雜，材料為鑄鋼， 采用四軸臥式加工中心加工。由 于對各孔位置度要求高，通過工 裝直接定位后進行加工的方法無 法保證孔壁材料的均勻，改用劃 線安上工裝直接找正加工，能有 效地保證工件各孔位置度，但是 四軸加工中心手動找正過程繁瑣 且容易出錯，不僅增加了輔助時 間，也對操作人員的技術(shù)水平提 出了更高的要求。該零件的零點設置在大孔中 心端面處（見圖1紅色標注）。手 動找正過程為：首先使用找正劃 針在工件中軸線上取兩個機床坐 標點，運用三角函數(shù)使用計算器計算確定工件在機床中與辟由的 角度誤差值，將計算結(jié)果輸入零 點偏置5中，然后使用找正頂尖 找正坐標義與7,最后通過零點端 面的對直與機床回轉(zhuǎn)中心的差值 計算得出Z坐標的數(shù)值，輸入零點 偏置中，完成找正步驟。常規(guī)找正方法存在以下不 足：①計算角度5和對直時都需 要使用計算器計算結(jié)果，計算結(jié) 果需判斷正負號，這個過程中易 產(chǎn)生計算錯誤和偏置方向判斷錯 誤。©計算結(jié)果輸入機床零點偏 置中易產(chǎn)生輸入錯誤。③找正過 程需要手動輸入多組指令，操作 時間長，對操作人員技術(shù)水平要 求高。2. 找正方法的改進(1) 找正頂尖的設計。針對 找正角度5和找正足Z坐標， 使用找正劃針、頂尖兩種工具的 情況，設計復合頂尖如圖2所示。 根據(jù)實際加工零件的形狀在頂尖 A桿上加裝B桿，B桿主要用于找 正工件中軸線、計算角度5。復 合頂尖的使用使找正劃針和頂尖 相結(jié)合，節(jié)省了找正過程中的換 刀步驟。(2) 找正宏程序的編制。由 于找正步驟較多又要通過計算對 計算結(jié)果進行輸入，為了提高找 正效率，可充分利用機床自身的 計算功能和輸入輸出功能編制油 缸專用找正宏程序。程序采用目前非常普及的發(fā) 那科系統(tǒng)格式編制。程序如下： O0125T57 (使用頂尖B桿）G91G28Z0M11G90G56G0B90M10M6G91G28Y0G91G0Z-735X-476Y-535.M0 (HANDLE)(使用手輪找正中軸線第一點）#101=#5021 (讀取機床當前機械A坐標到#101)#102=#5023(讀取機床當前機械Z坐標到#102)M0G91G0Y200.X-280Y-200.M0 (HANDLE)(使用手輪找正中軸線第二點）#103=#5021(讀取機床當前機械義坐標到#103)#104=#5023(讀取機床當前機械Z坐標到#104)#105=ABS[#101]#106=ABS[#102]#107=ABS[#103]#108=ABS[#104]#109=[#107-#105]#110=[#106-#108]#111=ATAN[#110/#109](計算當前坐標下中軸線與^軸之間的夾角方值）#112=#5264(讀取G56的丑值到#112)#113=#112+#111G90G10L2P3B#113(將對直計算結(jié)果輸入〇56的«置中)M0G91G0Y200.M11G90G56G0B90M10G91G28Y0 (使用頂尖A桿）G91G0X-745Y-790Z-600M0 (HANDLE)#114=#5021讀取機床當前機械義坐標到#114)#115=#527(#527機床回轉(zhuǎn)中心雄）#116=#529(#529機床回轉(zhuǎn)中心#117=#115-#114#118=#117+#116G90G10L2P3Z#118 (將 4直計算結(jié)果輸入G56的4偏置中）M0G91G28Z0M11G90G56G0B0M10G91X208Y60Z-490M0 (HANDLE)#119=#5021 (讀取機床當前機械義坐標到#114)G90G10L2P3X#119 (將 4直輸入G56的A偏置中）G91Z-60M0 (HANDLE)#120=#5022 (讀取機床當前機械1坐標到#120)G90G10L2P3Y#120 (將 4值輸入G56的}偏置中）G91G28Z0G30X0Y0Z0T0 M6M99(3)宏程序主要指令的分析與應用。機床計算角度偏置時需要讀取工件中軸線上兩個點的機械坐標4和4的數(shù)值，并讀取零點偏置原有方軸數(shù)值進行計算（列舉工件將零點設置在G56中）。其中系統(tǒng)變量中相關(guān)變量的含義如下：#5021當前機械坐標4直#5022當前機械坐標}值#5023 當前機械坐標4值#5024當前機械坐標第4軸值#5264零點G56揭軸偏置值對于兩組機床機械坐標位置的讀取，可以用編寫宏程序的全局變量來讀取系統(tǒng)變量中相對應的機械坐標位置#5021、#5023的數(shù)值。讀取后可以使用函數(shù)關(guān)系式ATAN[#110/#109]的格式對數(shù)值進行計算，得出工件中軸線與4 軸的角度偏差。工件零點偏置中4和1 的數(shù)值可以直接使用頂尖A桿找正劃線讀取存入，但是零點偏置4的數(shù)值需要先讀取前端面線在4軸上的位置，再通過機床回轉(zhuǎn)中心數(shù)值的計算（列舉程序?qū)C床回轉(zhuǎn)中心4和4分別存儲在全局變量#527和#529中，防止關(guān)機數(shù)值消失），然后再得到偏置4值。零點偏置數(shù)值計算完成后自動輸入到機床坐標偏置中，是關(guān)鍵的一步。發(fā)那科系統(tǒng)提供了用于程序數(shù)據(jù)輸入的G代碼G10。由于計算結(jié)果是存儲在全局變量中的，代入數(shù)據(jù)時可用G10將全局變量直接代入相應零點中，代入格式為：G90G10L2P3B#113。其中，G90為絕對坐標格式，Z2為數(shù)值存入零點偏置，《為零點偏置G56; B#113為將全局變量#113數(shù)值代入角度偏置5中。(4)實際操作方法與效果。程序編輯結(jié)束后以調(diào)用子程序的形式放在工件加工程序開頭，開始找正時當遇到M0暫停時，操作人員只需要使用手輪把找正頂尖移到相應的找正線上，按下啟動鍵機床會自動計算結(jié)果，并存入到相應的零點中。在這個過程中找正程序的使用可以規(guī)范找正步驟、減少工作量并降低對操作技術(shù)水平要求。