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指令的靈活運用通常使用加工中心進行加工操作時，均希望加工運算在統(tǒng)一的加工坐標系中進行，但在某些加工情況下，使用一些坐標變換的技巧，結(jié)合子程序調(diào)用指令可以使加工編程更為簡潔容易。筆者常年從事數(shù)控加工工作，在工作中針對實際加工中出現(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)，在坐標選擇指令、坐標平移(旋轉(zhuǎn))和空間坐標轉(zhuǎn)換指令的格式上與其他數(shù)控系統(tǒng)有些區(qū)別。一、加工中心常用坐標指令加工中心數(shù)控系統(tǒng)常用到的與坐標相關(guān)的指令有以下幾種(各種數(shù)控系統(tǒng)在個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坐標系選擇；G90絕對坐標

2、編程方式；G91相對坐標編程方式；G92坐標系平移功能；G11、 G10坐標系平移旋轉(zhuǎn)， G11為坐標系平移旋轉(zhuǎn)指令， G10為G11的取消指令；G69、G68空間坐標系轉(zhuǎn)換功能，G68為坐標系轉(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，將當前加工坐標系進行平移和旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個局部坐標系。G69/G68指令常用于配有坐標轉(zhuǎn)換功能的設(shè)備的數(shù)控中，如五面加工中心等。用于對xY平面以外平面上的加工部位進行加工編程。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)雜易錯的問題。G91指令在加工計算在增量方式下進行。

3、G92指令能在程序中改變當前坐標系的位置，造成坐標原點平移。這兩條指令使用要謹慎，尤其G92，使用不慎可能造成加工坐標系丟失，使全部加工失去了基準。但如使用得當，則可達到其他指令難以做到的效果。G91指令在加工計算在絕對方式下進行，即所有加工指令值均是以當前工件坐標系或局部坐標系為參照的。這是一個模態(tài)指令。二、坐標指令的使用圖1是一個虛擬的零件示意圖，我們可以利用這個箱體模型的加工程序來闡釋一下坐標指令的幾種用法。假設(shè)圖1零件需要加工以下幾個部位：圖1 銑頂面兩個方形窗口平面，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孔，每組孔的

4、陣列方式相同，刀具為麻花鉆；精鏜前面兩個孔，刀具為精鏜刀。圖2中的坐標系O是工件的加工坐標系，坐標系序號為1。因為工件的加工部位中有轉(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。這幾處加工當然可以在工件坐標系O中，使用最直接的方法編程。(1)對于頂面窗口的加工在G91模式下，利用絕對指令值，寫出加工兩處平面各加工程序。(2)對于前面的加工部位 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，這時的第一坐標軸是Z軸而非X軸，這在固定循環(huán)指令和某些數(shù)學(xué)計算功能中非常重要，需特別注意，否則會錯。圖2 在這里我們不用上述方法，而是采用幾種坐標變

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所示的坐標系O1，更符合操作和編程習(xí)慣?？梢园炎鴺宿D(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調(diào)用。在這里使用了G68/G69指令。銑兩個法蘭端面，兩處加工內(nèi)容相似，可以考慮使用子程序。因為兩處加工面不處于相同高度，可以使用增量編程方式解決這一問題。(2)鉆前面兩孔之法蘭端面上的兩組四個孔，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

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孔位子程序。陣列中心的不一致，可以用G11、G10坐標平移指令解決。(3)精鏜前面兩個孔，刀具為精鏜刀 同樣要用到坐標轉(zhuǎn)換子程序，加工編程在坐標系O1中進行。精鏜兩個孔要用到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，分別對應(yīng)X、Y、Z三個坐標軸方向。具體向哪一軸方向讓刀，要看具體鏜刀刀尖的方向。在這里，如果不使用坐標轉(zhuǎn)換指令，編程仍在工件坐標系O中進行，則加工平面為ZX平面的負方向，精鏜孔循環(huán)中讓刀參數(shù)地址應(yīng)為K和I，進給軸為Y軸，編程較易出錯?，F(xiàn)在調(diào)用坐標系轉(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平面之正向為加工平面，精鏜孔循環(huán)中讓刀參數(shù)地址為I和J，Z軸負方向為送給方向，編程就容易多了。這是使用坐標系轉(zhuǎn)換指令的好處之一。(4)銑項面兩個方形窗口平面 因兩處加工平面尺寸相同，所以考慮編制一個統(tǒng)一的銑面子程序，采用調(diào)用于程序的方法簡化加工程序。這里兩處加工面雖在相同的方向上，但不在同一平面內(nèi)，所以不能使用坐標平移，不存在轉(zhuǎn)面問題，所以也不能用坐標轉(zhuǎn)換功能。這里我們可以采用G92坐標平移指令實現(xiàn)兩處加工面的轉(zhuǎn)換。因為G92指令要改變當前工件坐標系在機床坐標系中的位置，使用時一定要慎重。具體方法是在主程序中先指令刀具運動到一個相對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坐標系選擇指令選擇另外序號的一個坐標系(此坐標系在本程序中不作其他用途)，然后用G92指令將當前點設(shè)為新坐標系中的一個特定的點，這樣就完成了加工坐標系的平移。剩下的銑面程序就可以在此坐標系下編制了。完成銑面動作程序后，必須先返回原加工坐標系，然后退出銑面子程序。用同樣方法反復(fù)調(diào)用這個銑面子程序，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 選擇一號工件坐標系為當前加工坐標系

9、CALL OB VC202 VC101 調(diào)用坐標轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標系O1MODIN OFAC 調(diào)用子程序OFAC：此指令為每遇到一組坐標值，刀具移動此點后，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)用坐標轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標系O1NCYL G81 Z z1 R r1 F100 S350 鉆孔固定循環(huán)，當前點不執(zhí)行G11 X x1 Y y1 坐標系平移指令，原點平移至1孔中心CALL OP

10、4 調(diào)用孔位子程序G10 坐標系平移結(jié)束G11 X x2 Y y2 坐標系平移指令，原點平移到2孔中心CALL OP 調(diào)用孔位子程序G10 坐標系平移結(jié)束G80 結(jié)束固定循環(huán)CALL OCAN 調(diào)用坐標轉(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)用坐標轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標系O1NCYL G76 Z zZ R rl1-0.5 Ff60 S300 精鏜孔循環(huán)，X軸負方向為退刀方向X x1 Y y1 X x2 Y y2 G80 精鏜孔循環(huán)結(jié)束CALL OCAN 調(diào)用坐標轉(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 選用一號坐標系為當前工件坐標系G56 Z. H4 在Z方向加刀長補償GO X xa X ya Z za 刀具快進到第一個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 刀具快進到第二個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 坐標轉(zhuǎn)換取消子程序GO Z360 M5 G68 坐標轉(zhuǎn)換取消一次G68 坐標轉(zhuǎn)換取消兩次G334 取消附件頭補償(五面加工中心)RTS /OB 前面

12、坐標系轉(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，同時加上刀具長度補償和附件頭補償GO Y XZ 將刀具運行到適于轉(zhuǎn)換的位置 G69 X Y Z R90 坐標系轉(zhuǎn)換指令：加工坐標系從O轉(zhuǎn)換到O1GO XO YO Z100 將刀具送給刀準備位置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，銑法蘭面G1 YA F500 刀具退出加工部位G90 GO Z100 M5 恢復(fù)到絕對方式，刀具退回準備位置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)計算式計算孔位；圓形陣列，中心為坐標原點，半徑為r1， 起始角為45度，共4孔RTS 返回 /OFT(FACING SQUARE) 銑矩形子程序G15H5 調(diào)用5號坐標系為當前加工坐標系(臨時)G92 X0Y0Z100 將當前所在點設(shè)為當前加工坐標系的(0，0，100)點G0Z0 矩形面加工過程程序 (銑面加工指令) GO Z100 刀具退出G15 H1 將當前加工坐標系返回到1號坐標系RTS 返回使用子程序調(diào)用