工件坐标系设定论文（共3篇）
工件坐标系设定论文 篇1
摘要：介绍了B0326走心车铣复合机床的特点及加工优势,重点分析了新型车铣复合加工工艺编程技术中工件坐标系设定和偏移指令的应用,为符合现代制造技术发展方向的新型车铣复合加工编程提供参考。
关键词：走心车铣复合机床,车铣复合加工,坐标系设定,偏移指令
0引言
近年来,随着航空航天、军工、通讯、微特电子等行业的迅速发展,许多高精度、多批量、外形复杂的精密轴类零件的车铣复合加工给机械制造业提出了新的挑战,传统的数控加工方法已经无法满足现代产品多样化、个性化的需求,制造业正在向着高效、精密、复合的方向快速发展。B0326是日本津上公司研发和生产的高速精密走心车铣复合机床,以车为主同时兼备车铣复合加工功能,Z轴行程达到320mm,超长的Z轴行程可以一次送料完成零件的全部加工,特别适合小型复杂旋转类零件的大批量、多品种、高精度的加工任务。机床送料部分可以配备自动送料器,接料部分可安装短件接料器及长件接料器,以实现一人操作、看护多台机床的“一人多机”加工模式。走心式新型车铣复合加工解决了现代制造业的很多难题,是未来发展的必然趋势。由于走心式机床是工件在运动(送料),而传统的走刀式车床是刀具在运动,所以编程指令和编程思想与传统车床有很大的不同。G300、G150、G50等指令在走心式车铣复合机床中具有工件坐标系设定和偏移功能,编程中应用不好容易引发撞刀事故,本文重点探讨这些指令的编程应用。
1B0326刀具布局
B0326具备2台NC装置,同时控制主轴侧和背轴侧的刀具。如图1所示,主轴侧分为前刀台和后刀台,前刀台安装T01~T09刀具,后刀台安 装T11~ T27刀具,主轴侧的刀具可以沿着Y1方向进行刀具分度;背轴侧配备有背刀台,安装T31~T38刀具。在实际加工过程中,针对不同的零件,可以选配安装具有正面及侧面钻孔、铣平面加工功能的动力刀具功能模块以完成各种细长轴件的精密钻、铣加工,各轴的正负方向如图1所示。
2工件坐标系设定和偏移指令的用法
2.1主轴侧工件坐标系设定
在进行主轴侧工件坐标系设定时,首先要进行加工原点复位,使主轴预留出至少一个零件的加工长度, 指令方法为:
当执行G300指令时,不管主轴处在什么位置,如图2所示,主轴自动判断与Z1轴前端位置关系,迅速靠近或远离Z1轴前端,保证加工所需的行程为D。
在B0326-II中,G300指令加工原点复位后,通常用G150进行工件坐标系(Z1轴)的设定,指令方法为G150Z_。如图3所示,如果切断刀为右偏刀,并且留有0.1mm端面切削余量,可用G150Z-0.1指定;如果切断刀 为左偏刀,刀片宽度2 mm,刀杆宽度16 mm,可用G150Z13.9设定工件坐标系原点,同样留用0.1mm端面切削余量,这样设定后的工件右端面位置为Z-0.1。
程序示例如下:
2.2背轴侧工件坐标系设定
背轴侧工件 坐标系的 设定通常 直接用G310指令,指令方法:G310Z_T_。例如执行G310Z280.0 T9900指令,如图4所示,背轴Z2轴从前进 端处向280.0mm位置移动,将此位置设定为“Z280.0”的坐标系;T9900,背轴进行X2方向分度,移动到和主轴导套同一轴线上。为了防止刀具干涉,通常用G310Z335.0 T9900进行指定。
2.3工件坐标系偏移
B0326-II编程时,当刀具、钻头等伸出的长度在基准刀尖前后位置时,或者刀具远离刀具安装面时,工件坐标系的移动 要用G50评定其位 置。指令方法 为: G50U_W_。即通过该指令变换坐标系,使现坐标系X_Z_的刀具点变为新坐标系下的U+_W+_或U-_ W-_。当刀尖比基准刀尖更靠里时,用—(负)符号进行指令;靠外时,用+(正)符号指令,但是要注意,该把刀具用完后,要用相反的符号进行返还。
本机床在T05~T09、T11~T15、T26~T27设定刀具时,刀具的伸出量(X方向)距离刀具台26mm,Z方向安装刀 具面在基 准刀尖位 置,此时坐标 移动为G50U0 W0,程序可省略。如图5(a)所示,T09切断刀X方向距离基准刀尖位置为0,Z方向距离基准刀尖为16mm,编程中指令方法为:G50U0 W-16;用G50U0 W+16返还。图5(b)中,T27外圆车刀距离基准刀尖X方向为5mm(半径值),Z方向为0,指令方法为:G50U-15 W0;用G50U+15 W0返还。
2.4典型零件编程应用
图6为某校工程训练中心承接的某外资企业的轴类产品,根据B0326-II的加工特 点拟定如 下加工工 艺:1主轴侧车端面→2钻Φ8中心孔→3钻M6螺纹孔→4镗孔→5攻M6深8螺纹→6车Φ16外径→7退刀槽Φ14.5×2.5→ 8车M16×1.5螺纹 → 9车 Φ21.3外圆→10车Φ19外圆→ 1○1切断背轴侧接料后钻M6深8和M4深6的中心孔→1○2钻M6螺纹孔→ 1○3钻M4螺纹孔→1○4攻M6螺纹→1○5攻M4螺纹。在上述工序10车Φ19外圆、1○1切断中,由于外圆反车刀和切断刀与基准刀尖有偏差,因此要用G50进行工件坐标系偏移以及返还。编程中工件坐标系设定和偏移应用的主轴侧程序如下:
主轴侧程序:
背轴侧程序从略。
目前该产品已经实现了批量化生产,其加工效率和产品精度都较普通数控机床大大提高。
3结语
随着数控加工向着高速化、高精度化、高一体化等方向发展,掌握走心车铣复合机床编程技术和新型车铣复合加工工艺对未来机械加工人员是十分必要的。
工件坐标系设定论文 篇2
关键词：数控加工,工件坐标系,效率
1 引言
由于采用了计算机控制系统和数控机床,使得数控加工具有加工自动化程度高、精度高、质量稳定、加工效率高的优势,在生产中被广泛应用。工艺分析和加工工艺的制定(如划分工序、选取零件的定位基准、装夹方案、刀具和切削用量选择、工件坐标系的确定等)在数控加工中起到了关键的作用,直接决定了数控加工质量的好坏与成败。
工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系,工件原点的位置是人为设定的,它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的,所以也称编程原点。考虑到对刀方便,数控车床加工零件的工件原点一般选择在工件右端面,但有时采用这种方案却很难实现零件的加工要求。结合一盘形端盖零件的加工,笔者采用将工件原点选择在工件左端面,能实现零件的高效、精确加工。
2 应用实例
零件如图1所示,前面已安排工序完成了准108的外圆的加工,中心工艺孔直径为准50,圆盘厚度为220-0.21,来料坯料如图2所示。现要求完成两侧端面、两侧准95沉孔及中心准52的通孔的数控车削加工。
综合考虑零件尺寸及车床和三爪卡盘尺寸,采用三爪卡盘正爪不能装夹,所以采用图3所示反爪定位夹紧方案,由于两端面都需要加工,若将工件原点放在工件右端面O点,则200-0.039不好保证,所以采用了将工件原点放在工件左端面O′点的方案。由于工件的端面及准95沉孔及中心准52的通孔都需要加工,综合考虑工件的装夹情况及走刀路线,决定采用一把机夹镗孔刀来实现各个部位的加工。
工件原点的建立通过车削试件对刀实现,以配置西门子802C系统的数控车床为例,具体操作为:安装好刀具后,镗削一试件内孔并精确测量出试切直径(准X),进入刀具X向对刀界面,输入试切直径(准X)并按“测量”键,完成X方向对刀;试切试件端面,沿X向退刀,精确测量试件长度(L),进入刀具Z向对刀补偿界面,输入试切试件长度(L)并按“测量”键,即可完成Z方向对刀,这样便建立了O′点处的工件坐标原点。
由于端面准95沉孔轴向尺寸小而径向尺寸较大,所以采用轴向吃刀,径向切削的分层加工方法,可减小空行程,提高加工效率。通过程序实现零件的厚度尺寸控制,加工质量和效率都得到了保证,若采用正爪装夹或将工件原点放在工件右端面O点,则很难做到厚度尺寸的控制。参考程序如下:
根据设备情况,可在一台车床上完成所有件第一侧加工后再更换程序进行第二侧的加工,也可以第一侧和第二侧分别采用两台车床进行加工。
3 结语
数控加工工艺与普通机床加工工艺之间有较大差别,涉及的内容也较广。数控加工程序的编制不仅要考虑零件的工艺过程安排,而且还要考虑工件的装夹方式、工件坐标系的确定、刀具选择、切削用量、走刀路线等方面。要求编程人员熟悉数控设备的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范等并结合零件的加工要求合理确定,才能高效精确加工产品,充分发挥数控设备的效用。
参考文献
[1]顾京.数控机床加工程序编制[M].北京:机械工业出版社,1999.
工件坐标系设定论文 篇3
在当今社会高速发展的时代, 传统的测量手段在针对机械、电子、仪表、塑胶等行业中特殊的测量要求早已经落伍, 尤其是某些复杂测量往往需要用到多种表面测量工具及昂贵的组合量规, 且所花费的时间则需要数小时或更长。而三坐标测量机的诞生解决了这一问题, 它是获得精确尺寸数据的最有效和最可靠的方法之一, 并且把复杂的测量任务所需时间大大缩短, 这是传统量具无法比拟的。
1 问题的提出
随着公司产能的增加, 数控加工能力得到了提高, 数控测量的要求也相应地加大, 这个时候我公司的三坐标测量机的作用得到了充分的发挥。但是, 用三坐标测量机测量合格的工件在装配时也会出现无法装配的情况, 这给公司的生产进度带来了一定程度的影响。
三坐标测量机的测量数据是否准确?经研究发现, 在三坐标测量机的测量过程中, 测量软件在对工件的测量数据进行处理时采用的评价方式会导致评价结果的不同, 最后会导致工件在实际装配中无法装配。所以, 选择一个合适的评价方法显得尤为重要。本文主要分析研究目前三坐标测量机在评价工件直径时所采用的方法。
2 测量方法分析
2.1 评价孔和直径的方法
目前评价孔和直径的方法主要有以下几种:
1) 最小二乘圆法。最小二乘法 (又称最小平方法) 是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。简单来说, 就是实际圆弧上各点到某一圆的平方和最小时, 该圆就是评价得出的圆。2) 最小外接圆法。指包括了实际圆弧轮廓的直径最小的圆。3) 最大外接圆法。指被实际圆弧轮廓包括的直径最大的圆。
2.2 三坐标测量机测量孔的原理
在一圆上任意测得三点坐标值, 由几何学中三点可定一圆的定理可得到一确定的圆弧轮廓。假设此圆圆心为 (x, y) , 半径为R, 测得的三点分别为 (x1, y1) , (x2, y2) , (x3, y3) 。根据圆的方程可得
求得被测孔的半径R, 进而得到直径D。
2.3 三坐标测量机评价孔所采用的方法分析
三坐标软件的设定中, 在对圆的评价中采用了最小二乘圆法, 这样得到的结果为实际所测圆弧轮廓的半径平均值。下面对这种方法进行分析。设最小二乘圆的圆心为 (x, y) , 半径为R, 则公式为:
从上式可以看出, 三坐标测量机所得出的圆为实际圆弧轮廓的半径R的平均值。这种办法不仅可以有效减少测量中的粗线条误差, 提高测量准确度, 而且可以消除实际圆弧轮廓的高点和低洼点对尺寸带来的影响。但是恰巧就是这些高点和低洼点可以影响到工件在装配过程中的精度。它们就是工件在装配过程中无法装配的罪魁祸首, 从而导致出现了经过三坐标测量机测量合格的工件在装配过程中无法装配的情况。
3 结语