划线工件卧式加工中心快速找正方法
1. 典型零件的常规找正方 法与不足图1所示为我单位生产的铁 路养路机械中的一种油缸。该零 件外形较为复杂，材料为铸钢， 采用四轴卧式加工中心加工。由 于对各孔位置度要求高，通过工 装直接定位后进行加工的方法无 法保证孔壁材料的均匀，改用划 线安上工装直接找正加工，能有 效地保证工件各孔位置度，但是 四轴加工中心手动找正过程繁琐 且容易出错，不仅增加了辅助时 间，也对操作人员的技术水平提 出了更高的要求。该零件的零点设置在大孔中 心端面处（见图1红色标注）。手 动找正过程为：首先使用找正划 针在工件中轴线上取两个机床坐 标点，运用三角函数使用计算器计算确定工件在机床中与辟由的 角度误差值，将计算结果输入零 点偏置5中，然后使用找正顶尖 找正坐标义与7,最后通过零点端 面的对直与机床回转中心的差值 计算得出Z坐标的数值，输入零点 偏置中，完成找正步骤。常规找正方法存在以下不 足：①计算角度5和对直时都需 要使用计算器计算结果，计算结 果需判断正负号，这个过程中易 产生计算错误和偏置方向判断错 误。©计算结果输入机床零点偏 置中易产生输入错误。③找正过 程需要手动输入多组指令，操作 时间长，对操作人员技术水平要 求高。2. 找正方法的改进(1) 找正顶尖的设计。针对 找正角度5和找正足Z坐标， 使用找正划针、顶尖两种工具的 情况，设计复合顶尖如图2所示。 根据实际加工零件的形状在顶尖 A杆上加装B杆，B杆主要用于找 正工件中轴线、计算角度5。复 合顶尖的使用使找正划针和顶尖 相结合，节省了找正过程中的换 刀步骤。(2) 找正宏程序的编制。由 于找正步骤较多又要通过计算对 计算结果进行输入，为了提高找 正效率，可充分利用机床自身的 计算功能和输入输出功能编制油 缸专用找正宏程序。程序采用目前非常普及的发 那科系统格式编制。程序如下： O0125T57 (使用顶尖B杆）G91G28Z0M11G90G56G0B90M10M6G91G28Y0G91G0Z-735X-476Y-535.M0 (HANDLE)(使用手轮找正中轴线第一点）#101=#5021 (读取机床当前机械A坐标到#101)#102=#5023(读取机床当前机械Z坐标到#102)M0G91G0Y200.X-280Y-200.M0 (HANDLE)(使用手轮找正中轴线第二点）#103=#5021(读取机床当前机械义坐标到#103)#104=#5023(读取机床当前机械Z坐标到#104)#105=ABS[#101]#106=ABS[#102]#107=ABS[#103]#108=ABS[#104]#109=[#107-#105]#110=[#106-#108]#111=ATAN[#110/#109](计算当前坐标下中轴线与^轴之间的夹角方值）#112=#5264(读取G56的丑值到#112)#113=#112+#111G90G10L2P3B#113(将对直计算结果输入〇56的«置中)M0G91G0Y200.M11G90G56G0B90M10G91G28Y0 (使用顶尖A杆）G91G0X-745Y-790Z-600M0 (HANDLE)#114=#5021读取机床当前机械义坐标到#114)#115=#527(#527机床回转中心雄）#116=#529(#529机床回转中心#117=#115-#114#118=#117+#116G90G10L2P3Z#118 (将 4直计算结果输入G56的4偏置中）M0G91G28Z0M11G90G56G0B0M10G91X208Y60Z-490M0 (HANDLE)#119=#5021 (读取机床当前机械义坐标到#114)G90G10L2P3X#119 (将 4直输入G56的A偏置中）G91Z-60M0 (HANDLE)#120=#5022 (读取机床当前机械1坐标到#120)G90G10L2P3Y#120 (将 4值输入G56的}偏置中）G91G28Z0G30X0Y0Z0T0 M6M99(3)宏程序主要指令的分析与应用。机床计算角度偏置时需要读取工件中轴线上两个点的机械坐标4和4的数值，并读取零点偏置原有方轴数值进行计算（列举工件将零点设置在G56中）。其中系统变量中相关变量的含义如下：#5021当前机械坐标4直#5022当前机械坐标}值#5023 当前机械坐标4值#5024当前机械坐标第4轴值#5264零点G56揭轴偏置值对于两组机床机械坐标位置的读取，可以用编写宏程序的全局变量来读取系统变量中相对应的机械坐标位置#5021、#5023的数值。读取后可以使用函数关系式ATAN[#110/#109]的格式对数值进行计算，得出工件中轴线与4 轴的角度偏差。工件零点偏置中4和1 的数值可以直接使用顶尖A杆找正划线读取存入，但是零点偏置4的数值需要先读取前端面线在4轴上的位置，再通过机床回转中心数值的计算（列举程序将机床回转中心4和4分别存储在全局变量#527和#529中，防止关机数值消失），然后再得到偏置4值。零点偏置数值计算完成后自动输入到机床坐标偏置中，是关键的一步。发那科系统提供了用于程序数据输入的G代码G10。由于计算结果是存储在全局变量中的，代入数据时可用G10将全局变量直接代入相应零点中，代入格式为：G90G10L2P3B#113。其中，G90为绝对坐标格式，Z2为数值存入零点偏置，《为零点偏置G56; B#113为将全局变量#113数值代入角度偏置5中。(4)实际操作方法与效果。程序编辑结束后以调用子程序的形式放在工件加工程序开头，开始找正时当遇到M0暂停时，操作人员只需要使用手轮把找正顶尖移到相应的找正线上，按下启动键机床会自动计算结果，并存入到相应的零点中。在这个过程中找正程序的使用可以规范找正步骤、减少工作量并降低对操作技术水平要求。
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