淺談SINUMERIK802S 數(shù)控車削加工技巧

陳桂琦

（河南焦作大學，河南焦作454003）

數(shù)控車削加工，是將預先編制好的數(shù)控程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)按照加工程序的要求，先進行插補運算和編譯處理，然后發(fā)出控制指令，使數(shù)控車床各坐標軸、主軸及輔助系統(tǒng)協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，自動完成零件的加工。數(shù)控車削加工一般可分為：零件圖工藝分析、數(shù)值計算、編制程序、對刀、首件試切、正式加工。其中對刀是必不可少的重要環(huán)節(jié)，也是保證零件加工質(zhì)量的關鍵的因素之一。

1 數(shù)控車削的基本坐標系

在數(shù)控車削加工中，通常涉及到兩個坐標系：

一是機床坐標系，即機床上固有的坐標系。機床坐標系的原點，也稱機床原點，其位置由各機床生產(chǎn)廠設定，不能隨意改變。

二是工件坐標系，也叫做編程坐標系，是進行數(shù)控編程和加工時使用的坐標系，由編程人員根據(jù)被加工零件合理選擇。工件坐標系選定后，編程員按程序坐標系中的坐標數(shù)據(jù)編制刀具的運行軌跡，刀具的運動是在工件坐標系中進行的；而在機床上加工工件時，刀具是在機床坐標系中運動的。所以，在數(shù)控車床進行切削加工之前，需要通過對刀來把工件坐標系和機床坐標系聯(lián)系起來，從而在機床坐標系中正確地建立起工件坐標系。

2 SI N U M ER I K802S數(shù)控車削的對刀技巧

數(shù)控車床是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下自動完成對零件加工的，而建立正確的坐標系，并且通過對刀確定工件原點的位置，是準確控制刀具的運動軌跡、保證加工質(zhì)量的前提。為了計算和編程方便，我們通常將程序原點設定在工件右端面的回轉(zhuǎn)中心上，盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。機床坐標系是機床唯一的基準，所以必須要弄清楚程序原點在機床坐標系中的位置，這個過程就是對刀。

對刀是數(shù)控加工中較為復雜的工藝過程之一，對刀結(jié)果的準確與否，將直接影響到被加工零件的質(zhì)量。由于對刀操作實踐性強，空間幾何關系難以理解，很多操作者只是簡單記下了操作步驟，而沒有真正從理論上理解，容易發(fā)生對刀錯誤，造成撞刀或過切而引起零件報廢。

SINUMERIK802S數(shù)控車的對刀，是利用機床本身自帶的刀具補償窗口來確定刀具補償值的，其窗口如圖1所示。對刀時可根據(jù)車床自身的補償特點，只要用試切的方法取得X-Z的補償數(shù)據(jù)，就可自動“計算”并儲存在系統(tǒng)內(nèi)。將所需刀具在手動狀態(tài)下進行試切，試切后，在“對刀”窗口中軸X下面的零偏值中，需要輸入試切后所測量工件的直徑，再按“計算”和“確認”，系統(tǒng)會自動計算出該把刀的X偏移量，而不必人為計算后輸入。在“對刀”窗口中軸Z則只需在Z向試切處直接按“計算”和“確認”，系統(tǒng)會自動計算出該把刀的Z偏移量，存儲在系統(tǒng)內(nèi)。掌握以上對刀原理后，利用西門子802S數(shù)控車本身自帶的刀具補償窗口，可以很方便、準確、快速地對每把刀進行對刀，縮短輔助時間，提高數(shù)控車床的加工效率。

圖1 刀具補償窗口

3 G 54指令應用技巧

在SINUMERIK802S數(shù)控車系統(tǒng)中，G54為可設定的零點偏置，其窗口如圖2所示。它給出工件零點在機床坐標系中的位置，即工件零點以機床零點為基準偏移。如果是同一毛坯材料，一次裝夾加工出多個零件或一個工件實現(xiàn)多個相同的刀具路徑，采用G54指令很方便，用偏移零點的方式偏移編程原點到所需的坐標點處即可。所需偏移數(shù)據(jù)X或Z手動輸入，系統(tǒng)則會自動保存。

G54不適合應用進行刀具偏移的方式，來使機床原點和編程原點重合，因為采用G54就需要計算出補償數(shù)據(jù)并要輸入，使用起來麻煩；再者，用G54的關鍵，是要把刀具補償數(shù)據(jù)全部清零，否則就會撞刀，甚至出現(xiàn)事故。如果不把刀具補償數(shù)據(jù)全部清零，G54所需的坐標數(shù)值，就是對刀時的數(shù)值與刀具補償數(shù)據(jù)矢量計算后的數(shù)據(jù)，才能算是G54輸入的數(shù)值。有很多操作者就是因為沒有真正掌握G54的適用場合而盲目采用，則會在加工時出現(xiàn)意外，無法完成零件的加工。所以在實際加工中，一定要根據(jù)具體情況靈活選用。

圖2 可設定的零點偏置窗口

4 程序復位后“搜索斷點”應用技巧

數(shù)控車床是將加工過程所需的各種操作和步驟，以及刀具和工件之間的相對位移量，用數(shù)字化代碼編制成加工程序，輸入到車床數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)對輸入的信息進行處理與運算，并發(fā)出各種指令來控制伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使其自動加工出所需零件。在數(shù)控自動加工過程中，如果需要中斷程序，再從頭執(zhí)行，必然會浪費大量時間。SINUMERIK802S系統(tǒng)的數(shù)控車的“搜索斷點”功能，可以把復位了的執(zhí)行程序，在中斷處繼續(xù)執(zhí)行，無需把程序重頭開始執(zhí)行，這樣省去了執(zhí)行已經(jīng)執(zhí)行過的程序段，從而提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率。在實際操作中，具體使用方法如下：

（1）在自動執(zhí)行過程中，由于種種原因程序需中斷執(zhí)行，按復位鍵，此時菜單就會出現(xiàn)如圖3所示界面。

圖3 復位界面

（2）進入到程序窗口，修改所需更改的程序，關閉程序窗口。

（3）回到自動加工窗口，按“搜索”下的軟鍵，打開“搜索”窗口，出現(xiàn)如圖4所示界面。

圖4 “搜索”窗口

（4）按“搜索斷點”，出現(xiàn)“斷點已裝入”提示，如圖5所示，到達中斷的程序段。

圖5 “搜索斷點”窗口

（5）出現(xiàn)上述提示后，再按“啟動B搜索”，啟動中斷點搜索，使坐標回到中斷點。

（6）按數(shù)控啟動鍵，系統(tǒng)提示“用NC啟動繼續(xù)程序”，再按數(shù)控啟動鍵，就可以繼續(xù)自動加工。

完成這一系列的操作后，數(shù)控車床就會從中斷的程序段開始執(zhí)行程序。而不是從程序的第一步開始。從而節(jié)省了執(zhí)行已經(jīng)執(zhí)行過的程序段的時間，提高了效率。

5 結(jié)束語

上述SINUMERIK802S對刀、G54指令及搜索斷點等技巧在數(shù)控車削加工中的應用，是基于深入實踐操作的基礎上總結(jié)出來的，在數(shù)控實踐教學和技能培訓中，得到了證明。掌握并合理利用上述技巧，在數(shù)控加工中,可在確保被加工產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短輔助時間，提高數(shù)控加工生產(chǎn)率。

[1]曹 鳳.數(shù)控編程[M].重慶：重慶大學出版社，2008.

[2]胡如祥.數(shù)控加工編程與操作[M].大連：大連理工大學出版社，2006.

[3]南京機床廠.SINUMERIK802S base line簡明操作與編程[K].南京：西門子股份公司，2005.