液壓進給型數(shù)控鉆床排孔鉆削研究

王建鋒，金 新，才冬濤，田惠明

（長治清華機械廠，山西 長治 046012）

液壓進給型數(shù)控平面鉆床是一種坐標平面內兩軸（X軸和Y軸）為數(shù)控軸，與平面垂直的主軸為液壓進給動力頭，不帶數(shù)控控制。這種數(shù)控鉆床相比于三軸數(shù)控鉆床造價更加低廉，完全能夠滿足石化、鍋爐等行業(yè)的管板、法蘭盤鉆孔和建筑、橋梁、鐵塔等鋼結構中的連接板鉆孔。但是，由于沒有垂直進給數(shù)控軸，數(shù)控系統(tǒng)自帶的鉆孔固定循環(huán)（G81、G83）在這類機床上使用時會報錯。機床廠家的辦法是加入一個M鉆孔功能來解決鉆孔問題，即定位一次坐標點，執(zhí)行一次M鉆孔功能。這種工作模式，給數(shù)控程序編制帶來了很大的工作量，即使使用自動編程，對于多品種小批量的企業(yè)，仍需占用大量的工作時間。文章通過對法因數(shù)控生產的一款液壓進給型、系統(tǒng)為FAGOR CNC 8035M的兩坐標數(shù)控平面鉆床的研究，得出一套適用于鋼結構中的連接板鉆孔的編程方案，能快速解決鉆孔編程問題。對于數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS、FANUC等的數(shù)控鉆床，只要調整相應的編程格式，同樣可適用本套編程方案。

1 宏程序使用的具體環(huán)境

1.1 典型零件

如圖1所示為鋼結構產品中一種典型的連接板零件，A點位零件坐標原點，A1為定位原點，A1相鄰兩邊為定位基準。圖中過A點，與X軸成P100夾角的線，把32個孔分成對稱兩組。

圖1 典型零件

1.2 系統(tǒng)參數(shù)

宏程序編制完成后，對應不同的零件，為了不修改宏程序，宏程序中孔群的位置、孔距等信息，使用系統(tǒng)參數(shù)P100至P106替代。要加工某件零件時，把孔的位置、孔距等信息，通過機床操作面板，直接輸入到系統(tǒng)參數(shù)P100至P106中，然后執(zhí)行相應的宏程序即可。

如圖1，系統(tǒng)參數(shù)P100-P106分別描述了孔群在坐標系中確切位置，P101和P102標注出的孔稱之為基準孔，其它孔的位置以基準孔的位置推導。完整定位孔群所需的7個必要參數(shù)具體為：

P100：孔群與X軸的夾角，單位為度；

P101：基準孔相對于工件基準X向距離；

P102：基準孔相對于工件基準Y向距離；

P103：X向制孔數(shù)量，即列數(shù)；

P104：X向孔間距；

P105：Y向制孔數(shù)量，即行數(shù)；

P106：Y向孔間距離。

P參數(shù)的指定需要注意的是各參數(shù)值的正負問題，要始終以機床坐標系的方向為參考方向，具體指定如下：

（1）P100：工件實際狀態(tài)為圖紙標注狀態(tài)，編程狀態(tài)則為把孔群旋轉成與機床坐標軸平行的狀態(tài)。若工件實際狀態(tài)須由編程狀態(tài)逆時針方向旋轉得到，則P100為正值，否則P100為負值。

（2）P101，P102：基準孔相對于坐標原點的數(shù)值，相對于坐標原點為正則P101，P102就為正值，否則為負值。

（3）P104，P106：指定基準孔后，其它各孔相對于基準孔的數(shù)值，即在工件的編程坐標系下（坐標旋轉后），其它孔的坐標值相對于基準孔為正，則P104，P106就為正值，否則為負值。

2 宏程序編制

按照工件標注原點與定位原點是否重合，把宏程序分成兩類編制。兩類宏程序的差別主要在調用坐標原點的方式不同和坐標旋轉時中心點不同。

2.1 工件標注原點與定位原點重合時的宏程序

宏程序使用G73坐標系旋轉與平移指令實現(xiàn)坐標變換，坐標旋轉時以基準孔位中心進行旋轉。通過設定循環(huán)變量遞增，逐步判斷鉆孔數(shù)量是否達到參數(shù)P103和P105設定的值，來決定循環(huán)是否結束。

2.2 工件標注原點與定位原點不重合時的宏程序

宏程序中調用G58指令，疊加了工件標注零點相對于工件定位零點的數(shù)值。坐標系的旋轉中心是工件坐標系原點，即工件標注零點，而不是基準孔位置。

宏程序名稱“P1111”，內容如下：

3 程序舉例

如圖1所示，孔群為工件標注原點與定位原點不重合的情況，工件以左、下邊定位。從圖上可找出孔系基準相對于工件邊緣的距離值分別為X向26，Y向316，G57工件坐標系中坐標原點設定值為X=1，Y=0，在G58中設定X=-26+1=-25，Y=-316+0=-315。給P100至P106參數(shù)賦值后，執(zhí)行宏程序”P1111”,鉆削圖形上半部分16個孔；改變參數(shù)P102和P106值后，再次執(zhí)行宏程序“P1111”，鉆削圖形下半部分16個孔。

4 結語

通過在實際生產環(huán)境中使用，上述編程方案能很好地解決液壓進給型數(shù)控鉆床在鋼結構產品中的連接板類零件中程序編制效率低下的問題，在提高機床利用率的同時，減少了由于程序編制出錯帶來的零件報廢現(xiàn)象。

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[3]菜復之.實用數(shù)控加工技術[M].北京：兵器工業(yè)出版社,1995.