加工中心操作教學(xué)系列

1、加工中心操作教學(xué)系列加工中心幾種坐標(biāo)指令的靈活運(yùn)用通常使用加工中心進(jìn)行加工操作時(shí)，均希望加工運(yùn)算在統(tǒng)一的加工坐標(biāo)系中進(jìn)行，但在某些加工情況下，使用一些坐標(biāo)變換的技巧，結(jié)合子程序調(diào)用指令可以使加工編程更為簡(jiǎn)潔容易。筆者常年從事數(shù)控加工工作，在工作中針對(duì)實(shí)際加工中出現(xiàn)的各類問題，歸納了一些解決方法。本文中各指令均為參照OKUMA數(shù)控系統(tǒng)，在坐標(biāo)選擇指令、坐標(biāo)平移(旋轉(zhuǎn))和空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換指令的格式上與其他數(shù)控系統(tǒng)有些區(qū)別。一、加工中心常用坐標(biāo)指令加工中心數(shù)控系統(tǒng)常用到的與坐標(biāo)相關(guān)的指令有以下幾種(各種數(shù)控系統(tǒng)在個(gè)別功能指令的定義上和使用的指令代碼有些差別，但功能一樣)：G15坐標(biāo)系選擇；G90絕對(duì)坐標(biāo)

2、編程方式；G91相對(duì)坐標(biāo)編程方式；G92坐標(biāo)系平移功能；G11、 G10坐標(biāo)系平移旋轉(zhuǎn)， G11為坐標(biāo)系平移旋轉(zhuǎn)指令， G10為G11的取消指令；G69、G68空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換功能，G68為坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令，G68為G69的取消指令。利用G11/G10指令可以在所選擇的加工平面中，將當(dāng)前加工坐標(biāo)系進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)局部坐標(biāo)系。G69/G68指令常用于配有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能的設(shè)備的數(shù)控中，如五面加工中心等。用于對(duì)xY平面以外平面上的加工部位進(jìn)行加工編程。利用此指令可以把任何方向的加工平面轉(zhuǎn)化為XY平面的正方向來處理，解決了任意方向平面加工變更中的復(fù)雜易錯(cuò)的問題。G91指令在加工計(jì)算在增量方式下進(jìn)行。

3、G92指令能在程序中改變當(dāng)前坐標(biāo)系的位置，造成坐標(biāo)原點(diǎn)平移。這兩條指令使用要謹(jǐn)慎，尤其G92，使用不慎可能造成加工坐標(biāo)系丟失，使全部加工失去了基準(zhǔn)。但如使用得當(dāng)，則可達(dá)到其他指令難以做到的效果。G91指令在加工計(jì)算在絕對(duì)方式下進(jìn)行，即所有加工指令值均是以當(dāng)前工件坐標(biāo)系或局部坐標(biāo)系為參照的。這是一個(gè)模態(tài)指令。二、坐標(biāo)指令的使用圖1是一個(gè)虛擬的零件示意圖，我們可以利用這個(gè)箱體模型的加工程序來闡釋一下坐標(biāo)指令的幾種用法。假設(shè)圖1零件需要加工以下幾個(gè)部位：圖1 銑頂面兩個(gè)方形窗口平面，兩處平面加工尺寸相同，使用刀具為面銑刀；銑前面兩孔端面，使用刀具為面銑刀；鉆前面兩孔之法蘭端面上的兩組四個(gè)孔，每組孔的

4、陣列方式相同，刀具為麻花鉆；精鏜前面兩個(gè)孔，刀具為精鏜刀。圖2中的坐標(biāo)系O是工件的加工坐標(biāo)系，坐標(biāo)系序號(hào)為1。因?yàn)楣ぜ募庸げ课恢杏修D(zhuǎn)面內(nèi)容，因此我們假設(shè)使用的設(shè)備為五面加工中心。這幾處加工當(dāng)然可以在工件坐標(biāo)系O中，使用最直接的方法編程。(1)對(duì)于頂面窗口的加工在G91模式下，利用絕對(duì)指令值，寫出加工兩處平面各加工程序。(2)對(duì)于前面的加工部位 此處加工處于ZX平面中，需先選擇ZX平面，然后在所選平面中分別寫出兩處加工部位的加工程序。需要注意的是，這時(shí)的第一坐標(biāo)軸是Z軸而非X軸，這在固定循環(huán)指令和某些數(shù)學(xué)計(jì)算功能中非常重要，需特別注意，否則會(huì)錯(cuò)。圖2 在這里我們不用上述方法，而是采用幾種坐標(biāo)變

5、換的方法，來處理這幾處加工內(nèi)容，看看是否比用上述方法更為便利。下面是每加工部位采用的編程方法簡(jiǎn)述：(1)銑前面兩孔端面，使用刀具為面銑刀 首先，加工部位位于ZX平面內(nèi)，考慮先利用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令將此加工平面轉(zhuǎn)為XY平面，如圖2所示的坐標(biāo)系O1，更符合操作和編程習(xí)慣?？梢园炎鴺?biāo)轉(zhuǎn)換寫成子程序，以便編制相同面所有其他加工部位程序時(shí)調(diào)用。在這里使用了G68/G69指令。銑兩個(gè)法蘭端面，兩處加工內(nèi)容相似，可以考慮使用子程序。因?yàn)閮商幖庸っ娌惶幱谙嗤叨龋梢允褂迷隽烤幊谭绞浇鉀Q這一問題。(2)鉆前面兩孔之法蘭端面上的兩組四個(gè)孔，每組孔的陣列方式相同，刀具為麻花鉆 兩組孔均在ZX平面，因此可以調(diào)用使用坐標(biāo)

6、轉(zhuǎn)換子程序。兩組孔的陣列方式相同，因此可以使用同一個(gè)孔位子程序。陣列中心的不一致，可以用G11、G10坐標(biāo)平移指令解決。(3)精鏜前面兩個(gè)孔，刀具為精鏜刀 同樣要用到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序，加工編程在坐標(biāo)系O1中進(jìn)行。精鏜兩個(gè)孔要用到G76精鏜孔循環(huán)指令。此條指令中要用到孔底讓刀參數(shù)：I、J、K，分別對(duì)應(yīng)X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸方向。具體向哪一軸方向讓刀，要看具體鏜刀刀尖的方向。在這里，如果不使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換指令，編程仍在工件坐標(biāo)系O中進(jìn)行，則加工平面為ZX平面的負(fù)方向，精鏜孔循環(huán)中讓刀參數(shù)地址應(yīng)為K和I，進(jìn)給軸為Y軸，編程較易出錯(cuò)。現(xiàn)在調(diào)用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換程序后，加工平面和送給方向均轉(zhuǎn)換為一般加工所熟悉的方向，即

7、XY平面之正向?yàn)榧庸て矫?，精鏜孔循環(huán)中讓刀參數(shù)地址為I和J，Z軸負(fù)方向?yàn)樗徒o方向，編程就容易多了。這是使用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令的好處之一。(4)銑項(xiàng)面兩個(gè)方形窗口平面 因兩處加工平面尺寸相同，所以考慮編制一個(gè)統(tǒng)一的銑面子程序，采用調(diào)用于程序的方法簡(jiǎn)化加工程序。這里兩處加工面雖在相同的方向上，但不在同一平面內(nèi)，所以不能使用坐標(biāo)平移，不存在轉(zhuǎn)面問題，所以也不能用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能。這里我們可以采用G92坐標(biāo)平移指令實(shí)現(xiàn)兩處加工面的轉(zhuǎn)換。因?yàn)镚92指令要改變當(dāng)前工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，使用時(shí)一定要慎重。具體方法是在主程序中先指令刀具運(yùn)動(dòng)到一個(gè)相對(duì)于目的加工面的特定位置，然后調(diào)用面加工子程序。子程序的內(nèi)容

8、為：先用G15坐標(biāo)系選擇指令選擇另外序號(hào)的一個(gè)坐標(biāo)系(此坐標(biāo)系在本程序中不作其他用途)，然后用G92指令將當(dāng)前點(diǎn)設(shè)為新坐標(biāo)系中的一個(gè)特定的點(diǎn)，這樣就完成了加工坐標(biāo)系的平移。剩下的銑面程序就可以在此坐標(biāo)系下編制了。完成銑面動(dòng)作程序后，必須先返回原加工坐標(biāo)系，然后退出銑面子程序。用同樣方法反復(fù)調(diào)用這個(gè)銑面子程序，可以完成多處相同的加工。三、加工程序示例在這里，我們可以將前述加工內(nèi)容寫成如下加工程序：O0001(EXAMPLE PROGRAM OF USING COD COMMAND)N10(FACEING T1) 銑面程序T1 調(diào)刀指令M6 換刀指令G15 H1 選擇一號(hào)工件坐標(biāo)系為當(dāng)前加工坐標(biāo)系

9、CALL OB VC202 VC101 調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標(biāo)系O1MODIN OFAC 調(diào)用子程序OFAC：此指令為每遇到一組坐標(biāo)值，刀具移動(dòng)此點(diǎn)后，調(diào)用一次子程序。子程序調(diào)用結(jié)束X x1 Y y1 X x2 Y y2 MODOUT CALL OCAN 調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序N20(DRILLING T2) 鉆孔程序T2 調(diào)刀指令M6 換刀指令CALL OB VC20=2 VC10=2 調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標(biāo)系O1NCYL G81 Z z1 R r1 F100 S350 鉆孔固定循環(huán)，當(dāng)前點(diǎn)不執(zhí)行G11 X x1 Y y1 坐標(biāo)系平移指令，原點(diǎn)平移至1孔中心CALL OP

10、4 調(diào)用孔位子程序G10 坐標(biāo)系平移結(jié)束G11 X x2 Y y2 坐標(biāo)系平移指令，原點(diǎn)平移到2孔中心CALL OP 調(diào)用孔位子程序G10 坐標(biāo)系平移結(jié)束G80 結(jié)束固定循環(huán)CALL OCAN 調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序N30(FINISH BORING T3) 精鏜孔程序T3 調(diào)刀指令M6 換刀指令CALL OB VC20=2 VC10=2 調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標(biāo)系O1NCYL G76 Z zZ R rl1-0.5 Ff60 S300 精鏜孔循環(huán)，X軸負(fù)方向?yàn)橥说斗较騒 x1 Y y1 X x2 Y y2 G80 精鏜孔循環(huán)結(jié)束CALL OCAN 調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序. N40(FA

11、CING TOP SIDE T4) 銑頂面程序T4 調(diào)刀指令M6 換刀指令G15H1 選用一號(hào)坐標(biāo)系為當(dāng)前工件坐標(biāo)系G56 Z. H4 在Z方向加刀長(zhǎng)補(bǔ)償GO X xa X ya Z za 刀具快進(jìn)到第一個(gè)矩形加工面中心上方100mm處CALL OFT 調(diào)用銑矩形面子程序GO X Xb X yb Z zb 刀具快進(jìn)到第二個(gè)矩形加工面中心上方100mm處CALL OFF 調(diào)用銑矩形面子程序M2 主程序結(jié)束子程序(SUBPROGRAMM)/ OCAN 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序GO Z360 M5 G68 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消一次G68 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消兩次G334 取消附件頭補(bǔ)償(五面加工中心)RTS /OB 前面

12、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換子程序 G333 PAC=90 PAT=VC20 H=VC10 五面加工中心附件頭轉(zhuǎn)向前加工面，同時(shí)加上刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和附件頭補(bǔ)償GO Y XZ 將刀具運(yùn)行到適于轉(zhuǎn)換的位置 G69 X Y Z R90 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令：加工坐標(biāo)系從O轉(zhuǎn)換到O1GO XO YO Z100 將刀具送給刀準(zhǔn)備位置RTS 返回/ OFAC(FACING ROUND) 銑法蘭面子程序GO Z Z2 刀具送給到加工深度S500 主軸轉(zhuǎn)速G91 G1 Y-A F100 M3 改用增量方式走刀，刀具切入加工部位G2 JA 圓弧插補(bǔ)，銑法蘭面G1 YA F500 刀具退出加工部位G90 GO Z100 M5 恢復(fù)到絕對(duì)方式，刀具退回準(zhǔn)備位置RTS 返回/OP4(POSITION OF 4 HOLES) 孔位置子程序BHC XO YO I r1 J45 K4 用數(shù)學(xué)計(jì)算式計(jì)算孔位；圓形陣列，中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，半徑為r1， 起始角為45度，共4孔R(shí)TS 返回 /OFT(FACING SQUARE) 銑矩形子程序G15H5 調(diào)用5號(hào)坐標(biāo)系為當(dāng)前加工坐標(biāo)系(臨時(shí))G92 X0Y0Z100 將當(dāng)前所在點(diǎn)設(shè)為當(dāng)前加工坐標(biāo)系的(0，0，100)點(diǎn)G0Z0 矩形面加工過程程序 (銑面加工指令) GO Z100 刀具退出G15 H1 將當(dāng)前加工坐標(biāo)系返回到1號(hào)坐標(biāo)系RTS 返回使用子程序調(diào)用