数控机床Simens系统零点偏置的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘要：数控机床加工前的对刀操作，原点确定及零点偏置的程序编制是正确运行加工程序、生产合格零件的重要前提和保证。作者通过对语言指令的研究和多年的加工实践，分析归纳并灵活运用了工件零点偏置的编程方法和编程指令。
　　关键词：坐标系；工件原点；零点偏置；平移分量
　　1 概述
　　数控机床已在世界各国得到了普遍的应用，它具有高精度、高效率等优点。数控机床使用两套坐标系，机床坐标系M和工件坐标系W。机床坐标系是由机床设计和制造单位确定的，它包括机床实际存在的机床轴，数控系统据此确定刀具的位置，通常在使用过程中是不允许用户改变的。工件坐标系一般都是直角坐标系，可以在坐标系内描述工件的几何形状。它是技术人员编制加工程序时设定的坐标系，也称为编程坐标系，工件原点也称为程序原点。
　　2 工件的零点偏置
　　工件装夹到机床上一般是无法保证两坐标系完全重合的，为保证编程和加工的一致性，工件装夹后应使两坐标系的坐标轴方向一致，两坐标系在各方向上的差异称为工件零点偏置，数值上等于工件原点在机床坐标系中的坐标。通过对刀操作就可以知道这个偏置值。
　　一般的数控机床有G54-G57四个工件零点偏置寄存器，可以预存四个工件原点坐标。将对刀得到的零点偏置值存储到某个偏置寄存器中，编程时只需要写上相应的寄存器地址即可，与当前的刀具位置无关。经常用来修改零点绝对（相对）平移分量指令是：TRANS（ATRANS）和G58（G59）。G58应用与TRANS相似本文不作详述。
　　3 零点偏置的应用
　　3.1 单刀具单工件原点
　　普通数控铣床上加工不太复杂的单个零件是多属于这一类。一般情况下可以使用一把刀具完成加工，确实需要多把刀具时，采用手动换刀后重新对刀的方式完成。
　　3.2 单刀具多工件原点
　　当加工的零件复杂或有多个相同的结构时，为方便编程计算，常常在零件上选定多个程序原点或当一次装夹多个相同零件时也可以选择多原点编程。对多程序原点的编程，可以用TRANS来定义调换工件坐标系，也可以用G54-G57来选择变换程序原点。当工作台一次加工三个相同零件或一个零件上有三个相同加工结构时的多程序原点与机床原点之间的关系如下。
　　3.2.1 采用TRANS调换工件原点
　　3.2.2 采用G54-G57选择工件原点
　　当采用数控机床同时加工三个相同的工件时，需要对刀三次，分别输入零件1 G55，零件2 G56，零件3 G57三个原点的偏置值，加工时直接调用即可。如果是批量生产的工件，可以制作专用定位工装，这样只需在第一次加工时对刀，后续加工使用前期存储的原点偏置值即可。
　　3.3多刀具多工件原点
　　对于有自动换刀装置的加工中心，既可以是单工件原点，也可以是多工件原点，只需要按照图纸上的尺寸编制程序，因为其具有了刀具偏置功能。先将各刀具分别对刀或者使用对刀仪器测量出刀具参数后，在刀具表内输入刀具长度、半径等多个参数尺寸，执行程序时使其生效，控制器从刀具表中拾取偏置数据并给不同的刀具修正走刀路径，如此就可以使用任何刀具加工编程轮廓。
　　对T01刀具可输入Z-148存入G54中，T02刀具可输入Z-197存入G55中，X-Y方向的工件零点偏置为实际对刀位置上的坐标值，并在程序中用G41/G42进行刀具半径补偿。
　　对于可设定多刀具多工件原点的工作中心，各刀具建立的加工坐标系虽然不同，但是一般只是刀具长度方向上不同而已。我们除了采用上面的方法，還可以采用更加简便的方法。我们把其中一把刀作为基准刀具对刀，然后在工件零点偏置寄存器存入的Z值为CRT显示数据加上基准刀具的矢量长度。
　　在程序段N10中，刀具长度补偿有效，趋近X50不带补偿。在程序段N20中，刀具半径补偿有效，趋近点X50/Y50不带补偿。此种方式，只要确认刀具表中的参数正确，使用不同的刀具进行加工，无需重新对刀。
　　4 结束语
　　以上加工技术，已经在FOOKE、HAGE等数控机床的工件加工中得到充分应用，实际效果达到了使用要求。工件零点偏置的数控编程方法很多，也很灵活。深刻理解各指令的内涵，多用多实践，就能够做到不断学习不断进步。
　　（作者单位：中国中车长春轨道客车股份有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14720815.htm