卧式加工中心是指机床主轴处于水平状态的加工中心,这类机床通常配置 一个绕固定轴线360度旋转的分度工作台,足Z三个直线坐标轴加一个回 转坐标轴,适合箱体类零件的加工,工件一次装夹,除了安装底面和顶面之外, 可以完成至少四个侧面的加工。
卧式加工中心加工零件时,每个角度平面都要建立工件坐标系。在0°、 90°、180°、270°这四个正交平面上,操作工可以方便的通过量棒或探头等 工具,测量工件偏置值,建立工件坐标系。但是,当加工非正交平面(如30° 平面)时,测量工件偏置是个繁琐但必需要解决的问题。
确定非正交平面工件偏置的方法有多种,其中最常用的方法是,技术人员 通过手工计算或者电脑绘图确定。在计算之前,需要收集机床数据、零件数据 和现场测量数据三个方面的信息,如表所示。其中机床数据和零件数据对于特 定机床和零件是固定的,而现场数据需要零件在机床上装夹、定位后才能测量, 因此,出现了技术员等待操作工现场实测数据,而操作工等待技术员计算结果 的现象,造成机床停机,降低了机床有效作业率。
为了解决非正交平面加工基准点工件偏置的计算问题,我们利用数控系统 的宏编程功能,开发了针对多种数控系统的宏程序,作为固定循环植人数控系统, 可以实现任意角度平面工件偏置的自动创建功能,彻底解决了现场人工计算工 件偏置的环节。下面以FANUC系统为例,介绍宏程序的开发过程和具体应用。
表人工计算工件偏置需要收集的数据信息
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四、 宏程序特点及注意事项
(1) 该宏程序仅适用于工作台顺时针旋转为正的机床, 否则,需要适当调整。
(2) 针对不同的卧式加工中心,因回转中心的机床坐 标不同,需要查阅机床手册或者根据实际校调数据,对宏 程序中#4和#6的变量值进行调整,其中#4对应足 #6对应;
(3) 使用前,必需在零件“摆正”状态下,建议为0°, 测量参考基准点的坐标偏置值,输人宏调用指令参数A指 定的偏置中,如G54,建立计算基准点,供宏程序内部计 算调用。
(4) 宏调用指令中,由参数A和H指定参考点偏置 号和建立非正交平面工件零点偏置号,可以根据程序中非 正交平面的数量,选择G54—G59,或者G54.1 P1—P48, 二者不能相同。
(5) 宏调用指令中,参数A和H要正确输人,超出 取值范围的赋值将会触发报警。
(6) 宏调用指令一般放在主程序的开始,零件有几个 非正交平面,就需要几行宏调用指令,主程序执行时,工 件偏置自动计算,并写人数控系统指定的工件偏置设定区, 建立工件坐标系,供主程序调用。
五、 效果验证
宏程序编制完成后,为了验证工件偏置自动创建功能 的有效性,计算数据准确性,我们设计了5组不同数据, 在公司两台配置FANUC 310i系统的卧式加工中心上进行 验证,采用的方法是分别在两台设备上进行不同旋转角度 的数值验证,并将计算结果与CAD软件绘图采集的数据进 行对比,二者计算结果完全一致。
利用FANUC系统的宏编程技术,开发的卧式加工中 心工件偏置自动创建功能,解决了卧式加工中心在加工非 正交平面时,工件坐标系的建立难题,消除了人工重复计 算工件偏置的环节,降低了技术人员的工作量和出错率, 减少了机床停机等待时间。
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