卧加工作台旋转后坐标系的建立及编程

卧式加工中心工作台旋转后坐标系的建立及编程

卧式加工中心，主要用于箱体类零件。一次装夹，工作台精确旋转，多面加工。在首件加工时或多品种、小批量生产，不采用专用夹具的情况下，工作台每旋转一次，需确定待加工面的工件(程序)零点。

通常先加工一基准面，工作台旋转，使用心轴、百分表、三维寻边器等工具，手动找正基准面，确定待加工面的工件坐标系。传统方法操作过程复杂，受使用工具误差及操作人员人为误差影响，坐标原点确定的不精确;停止机床找正工件，程序中断，不能连续加工，生产效率低。针对以上情况，编制了工作台旋转后坐标系自动建立的宏程序，经实际应用证明，可获得较高的加工精度、生产效率。

1.回转工作台旋转后坐标系建立的原理

(1)回转中心 机床回转工作台相对于机械坐标系有两个回转中心，一个是工作台回转中心与主轴轴线相重合，X轴向上的机械坐标位置，我们称为X轴回转中心(X回);另一个是工作台回转中心在 Z轴向的机械坐标位置，我们称为 Z轴回转中心(Z回)。

(2)确定机床回转中心的方法 机床返回参考点如图1所示，将已知长度(L)的大理石直尺或块规固定于工作台面上，用千分表沿 Z轴找直 1、2 点，在0.005mm之内。主轴上夹持心轴或三维寻边器，轻靠1点，得到机械坐标值X1，工作台旋转 180°轻靠2点,得到机械坐标值 X2，可算出 X轴回转中心机械坐标值:  

X回=(X1 + X2) /2

用心轴轻靠3点，得到机械坐标值Z1，轻靠4点得到机械坐标值 Z2，可算出 Z轴回转中心机械坐标值:

当 Z1≥Z2时

Z回=Z-[1+(L+Z1-Z2)/2)

当 Z1 ≤Z2时

Z回=[1+(L+Z2-Z1)/2]

工作台旋转后坐标系的计算 应用得到的两个回转中心坐标 X回、Z回，可计算出工作台旋转后坐标值，如图2所示，使用百分表找正 G54 端面及 Φ140mm孔，得到工件原点机械坐标值XG54、YG54、ZG54、BG54，并输入机床工件坐标系存储单元 G54 中。当工作台旋转 180°时，为 G55 面，其工件原点机械坐标值为:

XG55=2X回-XG54

ZG55=2Z回+I-ZG54

BG55= BG54 + 180  

当工作台旋转+90°时，为 G56 面，其工件原点机械坐标值为:

XG56 = X回+Z回- ZG54

ZG56=Z回+ XG54-X回+J

BG56=BG54+90

当工作台旋转-90“时，为 G57 面，其工件原点机

械坐标值为:

XG57=X回-Z回-ZG54

ZG57=Z回+X回-XG54+ K

BG57=BG54-90

2.程序的编制

当建立好数学模型后，我们以 FANUC 系统为例，使用宏指令中的工件零点偏置值系统变量(#5201-#5284)，局部变量(#1-#26)，编制工作台回转后坐标系自动计算的程序。

主程序

01234

N10 G65 P800 U_W_1_J_K_

G0 G90 G54 B0(G54 面加工内容)

G0 G90 G55 BO(G55 面加工内容)

G0 G90 G56 B0(G56 面加工内容)

G0 G90 G57 B0(G57 面加工内容)  

M30

(2)子程序

0800

N1 #24= #5221

#25=#5222

#26=#5223

#2=#5224

N10#101=2*#21-#24

#104=2*#23+#4-#26

#105=#2+180

N2#5241=#101

#5242=#25

#5243=#104

#5244=#105

N20#111=#21+#23-#26

#114=#23+#24-#21+#5

#115=#2+90

N3#5261=#111

#5262=#25

#5263=#114

#5264=#115

N30#121=#21+#26-#23

#124=#23+#21-#24+#6

#125=#2-90

N4#5281=#121

#5282=#25

#5283=#124

#5284=#125

N40M99

(3)使用说明

本程序用于卧式加工中心工作台旋转后程序原点

的自动计算。

可消除操作者对工件的找正时间，实现无间断加工，提高劳动效率;获得良好的精度，保证产品质量。

将第一个面的 X、Y、Z 轴向的程序原点坐标存入机床工件坐标系存储单元 G54 中。

将工作台回转中心 X回 值向主程序U 赋值;将工作台回转中心 回 值向主程序 W 赋值。  

将 X轴向的程序原点至X 轴正向边沿的图样尺寸，向主程序J赋值;将X轴向的程序原点至X轴负向边沿的图样尺寸，向主程序 K 赋值;工件厚度向I赋值(见图 2)。

运行主程序，系统将自动计算 G55、G56、G57三个工件坐标系的工件(程序)原点，并存入相应的工件坐标系存储单元。

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