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數控加工中的對刀原理

時間:2017-03-16 13:21?? 作者:admin 點擊:
數控加工中的對刀原理  
工件在機床上定位裝夾后, 必須確定工件在機床上的正確位置, 以便與機床原有的坐標系聯系起來。確定工件具體位置的過程就是通過對刀來實現的, 而這個過程的確定也就是在確定工件的編程坐標系( 即工件坐標系) , 編程加工都是參照這個坐標系來進行的。在零件圖紙上建立工件坐標系,使零件上的所有幾何元素都有確定的位置, 而工件坐標系原點是以零件圖上的某一特征點為原點建立坐標系, 使得編程坐標系與工件坐標系重合。
 
對刀操作實質包含三方面內容: 第一方面是刀具上的刀位點與對刀點重合; 第二方面是編程原點與機床參考點之間建立某種聯系; 第三方面是通過數控代碼指令確定刀位點與工件坐標系位置。其中刀位點是刀具上的一個基準點(車刀的刀位點為刀尖,平頭立銑刀的刀位點為端面中心,球頭刀的刀位點通常為球心), 刀位點相對運動的軌跡就是編程軌跡, 而對刀點就是加工零件時,刀具上的刀位點相對于工件運動的起點。一般來說,對刀點應選在工件坐標系的原點上,這樣有利于保證對刀精度, 也可以將對刀點或對刀基準設在夾具定位元件上,這樣有利于零件的批量加工。
 
在數控立式銑6080yy手机理论加工操作中, 對刀的方法比較多,本文介紹常用的幾種機內對刀操作方法。

對刀方法及其特點 

立式銑6080yy手机理论XY 方向對刀和Z 方向對刀的方法以及對刀儀器是不相同的, 下面把它們區分開來進行描述。在實際對刀之前, 要確保機床已經返回了機床參考點( 機床參考點是數控機床上的一個固定基準點) , 各坐標軸回零, 這樣才能建立起機床坐標系, 對刀以后才能將機床坐標系和編程坐標系有機的結合起來。 XY 方向機內對刀主要有尋邊器對刀、試切法對刀和杠桿百分表對刀等幾種方法。
1.1 尋邊器對刀;
尋邊器對刀精度較高, 操作簡便﹑直觀﹑應用廣泛。采用尋邊器對刀要求定位基準面應有較好的表面粗糙度和直線度, 確保對刀精度。常用的尋邊器有標準棒(結構簡單、成本低、校正精度不高)﹑機械尋邊器(要求主軸轉速設定在500 左右)( 精度高、無需維護、成本適中)和光電尋邊器(主軸要求不轉)( 精度高, 需維護, 成本較高)等。在實際加工過程中考慮到成本和加工精度問題一般選用機械尋邊器來進行對刀找正。
 
當工件原點在工件中心時通常采用對稱分中法進行對刀,其步驟如下:
( 1) 裝夾工件, 將機械尋邊器裝上主軸;
( 2) 在MDI模式下輸入S500 M03 并啟動, 使主軸轉速為S500;
( 3) 用“ 手輪”方式, 通過不斷改變倍率使機械尋邊器靠近工件X 負向表面( 操作者左側) , 測量記錄X1, 同樣運動機械尋邊器至工件X正向表面( 操作者右側) , 測量記錄X2( 測量記錄X 值時, 必需到POS- - > 綜合- - > 機械坐標系中讀取)
( 4) 采用同樣的方法分別在Y 正向( 遠離操作者) 負向( 正對操作者) 表面找正, 記錄Y1、Y2;
( 5) 計算(X1+X2)/2,(Y1+Y2)/2, 分別將計算結果填入OFFSET SETTING- - > 坐標系- - >G54 的X 和Y 中;
( 6)提升主軸, 在MDI 模式下運行“ G90 G54 G0 X0 Y0”, 檢查找正是否正確。當工件原點在工件某角( 兩棱邊交接處) , 其步驟如下:
1)如果四邊均為精基準, 或者要求被加工形狀與工件毛坯有較高的位置度要求, 采用先對稱分中, 后平移原點的方法;
2) 只有兩個側面為精基準時, 采用單邊推算法。 

試切法對刀方法簡單, 但會在工件上留下痕跡,對刀精度較低, 適用于零件粗加工時的對刀。其對刀方法與機械尋邊器相同。 
杠桿百分表的對刀精度較高, 但是這種操作方法比較麻煩, 效率較低, 適應于精加工孔(面)對刀, 而在粗加工孔則不宜使用。對刀方法為: 用磁性表座將杠桿百分表吸在6080yy手机理论主軸上, 使表頭靠近孔壁(或圓柱面),當表頭旋轉一周時, 其指針的跳動量在允許的對刀誤差內, 如0.02, 此時可認為主軸的旋轉中心與被測孔中心重合, 輸入此時機械坐標系中X和Y 的坐標值到G54 中。 

考慮到對刀的工藝性, 通常將工件的上表面作為工件坐標系Z 方向的原點。當零件的上表面比較粗糙不能用做對刀精基準時, 也有以虎鉗或工作臺為基準作為工件坐標系Z 方向的原點, 然后在G54 或擴展坐標系中向上補正工件高度填入。Z 方向機內對刀主要有Z 向測量儀對刀、對刀塊對刀和試切法對刀等幾種方法。
 
 
Z 向測量儀對刀精度較高, 特別在銑削6080yy手机理论多把刀具在機上對刀時, 對刀效率較高,投資少, 適合于單件零件加工。 
6080yy手机理论單刀加工時Z 向對刀 
6080yy手机理论單刀加工, 類似于數控銑床對刀不存在長度補償的問題, 步驟如下:
( 1) 換上將用于加工的刀具;
( 2) 運動刀具到工件正上方, 用Z 向測量儀測量工件與刀具之間的距離, 記錄下當前機床( 機械) 坐標系的Z 軸讀數Z;
( 3) 將Z 值扣除此時Z向測量儀的高度( 如50.03mm) , 然后將測量值填入OFFSETSETTING- - > 坐標系- 
 >G54 的Z 項中;
( 4) 運行G90 G54G0 X0 Y0 Z100; 檢查找正是否正確。   

6080yy手机理论多刀加工時Z 向對刀和長度補償方法一 

( 1) XY 方向找正設定如前, 將G54 中的XY 項輸入偏置值, Z 項值置零;, ?) B" c- X' H  S# x) B
( 2) 將用于加工的刀具T1 換上主軸, 用Z 向測量儀找正Z向值, 記錄下當前機床坐標系Z項值Z1, 扣除Z 向測量儀高度后, 填入長度補償值H1 中; 
( 3) 將刀具T2 裝上主軸, 用Z 向測量儀找正讀取Z2, 扣除Z 向測量儀高度后填入H2 - h# _' ?% q2 d$ _5 j& b
( 4) 依次類推將所有刀具Ti 用Z 向測量儀找正, 將Zi 扣除Z 向測量儀高度后填入Hi;
( 5) 編程時, 采用如下方法補償:2 S4 q" p* d& O
 G91 G28 Z0; T1 M6; G43 H1; 
G90 G54 G0 X0 Y0 Z100;(一號刀加工內容)
G91 G28 Z0;
T2 M6; G43 H2;
G90 G54 G00 X0 Y0 Z100; ( 二號刀加工內容)

??M5;  M30; 
檢查多刀找正結果: G91 G28 Z0;
T1 M6; G43 H1; 
G90 G54 G0 X0 Y0 Z100;
 
M1; ??( 根據刀具數量, 分別編寫相應類似程序段) 。 6080yy手机理论多刀加工時Z 向對刀和長度補償方法二
 
( 1)事先在刀具測量儀上測量并記錄刀具( 連刀柄) 長度h1、h2、h3??;
( 2) 找正時將上述刀具選擇其一Ti, 裝上主軸( 通常選擇端銑刀) ; 
( 3) 移動Z 向位置, 用Z 向測量儀找正Z 向值, 記錄當前機床坐標系中的Z 向讀數Z1;
( 4) 將Z1 扣除Z 向測量儀高度, 再扣除Ti 的長度hi, 將計算結果填入G54 的Z 項中; 
( 5) 將各刀長度h1、h2、h3(與H1的差值算出)?, 分別填入機床長度補償存儲器H1、H2、H3 中;
( 6) 編程方法及刀具長度補償調用格式同前述。 
多刀加工方法一簡便, 無需購買額外設備, 但當加工程序刀具較多時, 稍顯麻煩, 每次更換零件需要多次重復對刀。多刀加工方法一的工件坐標系原點為工件中心正上方, 當長度補償取消后相對安全。多刀加工方法二工件坐標系原點位于工件上表面與主軸底端緊貼時的位置, 當長度補償取消后存在潛在危險。 采用對刀塊對刀 
為了避免損傷已加工的工件表面,在刀具和工件之間采用標準芯軸和塊規對刀, 其對刀過程類似Z 向測量儀對刀, 完全憑經驗手感使對刀塊與工件表面輕微接觸, 計算時應將對刀塊的厚度扣除, 可見對刀精度不夠高。 
采用試切法對刀方法簡單, 但會在工件上留下痕跡,且對刀精度較低, 適用于零件粗加工時對刀操作。其對刀方法與Z向測量儀相同。 注意事項及解決措施. 
 
( 1) 對刀操作以前, 必須先執行機床回參考點操作, 否則出現危險; 
( 2) 計算必須準確;
( 3) 用G54 設定工件坐標系, 應在MDI 方式下進行; 
( 4) 使用對刀程序, 可以防止由于對刀不準確等原因出現危險。
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