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數(shù)控車床坐標系
閱讀：1224 發(fā)布時間：2010-6-21摘 要：數(shù)控機床的加工是由程序控制完成的，所以坐標系的確定與使用非常重要。數(shù)控坐標系還因系統(tǒng)而異，略有不同，先就常見系統(tǒng)做簡單介紹。
引言
我們單位的數(shù)控車床現(xiàn)有兩種，一種是寶雞機床廠生產(chǎn)的CJK1630，采用的是FANUC系統(tǒng)，另一種是云南機床廠生產(chǎn)的CYNCP320，采用的是航天數(shù)控系統(tǒng)。在使用中我們發(fā)現(xiàn)兩種系統(tǒng)不太一樣，從而使我們對數(shù)控車床坐標系特別關(guān)注，繼而進行了分析。
1 數(shù)控坐標系簡介
數(shù)控機床的加工是由程序控制完成的，所以坐標系的確定與使用非常重要。根據(jù)ISO841標準，數(shù)控機床坐標系用右手笛卡兒坐標系作為標準確定。數(shù)控車床平行于主軸方向即縱向為Z軸，垂直于主軸方向即橫向為X軸，刀具遠離工件方向為正向。
數(shù)控車床有三個坐標系即機械坐標系、編程坐標系和工件坐標系。機械坐標系的原點是生產(chǎn)廠家在制造機床時的固定坐標系原點，也稱機械零點。它是在機床裝配、調(diào)試時已經(jīng)確定下來的，是機床加工的基準點。在使用中機械坐標系是由參考點來確定的，機床系統(tǒng)啟動后，進行返回參考點操作，機械坐標系就建立了。坐標系一經(jīng)建立，只要不切斷電源，坐標系就不會變化。編程坐標系是編程序時使用的坐標系，一般把我們把Z軸與工件軸線重合，X軸放在工件端面上。工件坐標系是機床進行加工時使用的坐標系，它應該與編程坐標系一致。能否讓編程坐標系與工坐標系一致，使操作的關(guān)鍵。
在使用中我們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)與航天數(shù)控系統(tǒng)的機械坐標系確定基本相同，都是在系統(tǒng)啟動后回參考點確定。
2 淺談兩種系統(tǒng)坐標系的確定
FANUC系統(tǒng)確定工件坐標系有三種方法。
*種是：通過對刀將刀偏值寫入?yún)?shù)從而獲得工件坐標系。這種方法操作簡單，可靠性好，他通過刀偏與機械坐標系緊密的在一起，只要不斷電、不改變刀偏值，工件坐標系就會存在且不會變，即使斷電，重啟后回參考點，工件坐標系還在原來的位置。
第二種是：用G50設(shè)定坐標系，對刀后將刀移動到G50設(shè)定的位置才能加工。對到時先對基準刀，其他刀的刀偏都是相對于基準刀的。第三種方法是MDI參數(shù)，運用G54~G59可以設(shè)定六個坐標系，這種坐標系是相對于參考點不變的，與刀具無關(guān)。這種方法適用于批量生產(chǎn)且工件在卡盤上有固定裝夾位置的加工。
航天數(shù)控系統(tǒng)的工件坐標系建立是通過G92 Xa zb（類似于FANUC的G50）語句設(shè)定刀具當前所在位置的坐標值來確定。加工前需要先對刀，對到實現(xiàn)對的是基準刀，對刀后將顯示坐標清零，對其他刀時將顯示的坐標值寫入相應刀補參數(shù)。然后測量出對刀直徑Фd，將刀移動到坐標顯示X=a-d Z=b的位置，就可以運行程序了（此種方法的編程坐標系原點在工件右端面中心）。在加工過程中按復位或急停健，可以再回到設(shè)定的G92起點繼續(xù)加工。但如果出意外如：X或Z軸無伺服、跟蹤出錯、斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重其后設(shè)定的工件坐標系將消失，需要重新對刀。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后回G92起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系，需重新對刀。鑒于這種情況，我們就想辦法將工件坐標系固定在機床上。我們發(fā)現(xiàn)機床的刀補值有16個，可以利用，于是我們試驗了幾種方法。
*種方法：在對基準刀時，將顯示的參考點偏差值寫入9號刀補，將對刀直徑的反數(shù)寫入8號刀補的X值。系統(tǒng)重啟后，將刀具移動到參考點，通過運行一個程序來使刀具回到工件G92起點，程序如下：
N001 G92 X0 Z0;
N002 G00 T19;
N003 G92 X0 Z0;
N004 G00 X100 Z100;
N005 G00 T18;
N006 G92 X100 Z100;
N007 M30;
程序運行到第四句還正常，運行第五句時，刀具應該向X的負向移動，但卻異常的向X、Z的正向移動，結(jié)果失敗。分析原因懷疑是同一程序調(diào)一個刀位的兩個刀補所至。
第二種方法：在對基準刀時，將顯示的與參考點偏差的Z值寫入9號刀補的Z值，將顯示的X值與對刀直徑的反數(shù)之和寫入9好刀補的X值。系統(tǒng)重啟后，將刀具移至參考點，運行如下程序：
N001 G92 X0 Z0;
N002 G00 T19;
N003 G00 X100 Z100;
N004 M30;
程序運行后成功的將刀具移至工件G92起點。但在運行工件程序時，刀具應先向X、Z的負向移動，卻又異常的向X、Z的正向移動，結(jié)果又失敗。分析原因懷疑是系統(tǒng)運行完一個程序后，運行的刀補還在內(nèi)存當中，沒有清空，運行下一個程序時它先要作消除刀補的移動。
第三種方法：用第二種方法的程序?qū)⒌毒咭浦凉ぜ礼92起點后，重啟系統(tǒng)，不會參考點直接加工，試驗后能夠加工。但這不符合機床操作規(guī)程，結(jié)論是能行但不可行。
第四種方法：在對刀時，將顯示的與參考點偏差值個加上100后寫入其對應刀補，每一把刀都如此，這樣每一把刀的刀補就都是相對于參考點的，加工程序的G92起點設(shè)為X100 Z100，試驗后可行。這種方法的缺點是每一次加工的起點都是參考點，刀具移動距離較長，但由于這是G00快速移動，還可以接受。
第五種方法：在對基準刀時將顯示的與參考點偏差及對刀直徑都記錄下來，系統(tǒng)一旦重啟，可以手動的將刀具移動到G92起點位置。這種方法麻煩一些，但還可行。
3 結(jié)束語
數(shù)控機床的工件坐標系確定是影響加工精度的一大因素，對于不同型號的機床又有不同的要求，只有準確掌握、靈活運用這些知識，才能操作好數(shù)控機床