臥式加工中心回轉(zhuǎn)中心的測定及坐標(biāo)計(jì)算

虞志剛+劉剛

摘 要： 主要闡述了臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)中心的變化和快速測定方法以及工件坐標(biāo)在臥加上的通用計(jì)算公式的介紹。

關(guān)鍵詞： DH80臥式加工中心；機(jī)床回轉(zhuǎn)中心測定；工件坐標(biāo)計(jì)算

問題提出

大多數(shù)臥式加工中心都配有回轉(zhuǎn)工作臺，這樣可以實(shí)現(xiàn)在零件一次安裝中多個(gè)加工面的加工。臥式加工中心主軸端面與B軸回轉(zhuǎn)中心有個(gè)固定值，因?yàn)榕P加B軸旋轉(zhuǎn)，用宏程序換算工件各個(gè)回轉(zhuǎn)角度的坐標(biāo)系的時(shí)候需要用到這個(gè)值ΔZ。一般來說這個(gè)值是恒定的，可最近我們公司的一臺DH80三菱臥式加工中心經(jīng)常出現(xiàn)這個(gè)數(shù)值ΔZ莫名的變動(dòng)。這個(gè)數(shù)值ΔZ的變動(dòng)有時(shí)可以達(dá)到±0.6㎜，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，而且這樣往往會(huì)出現(xiàn)批量性的質(zhì)量事故。

現(xiàn)在我們急需解決以下問題：

機(jī)床回轉(zhuǎn)中心的ΔZ值怎樣測定；

機(jī)床回轉(zhuǎn)中心的ΔZ值的變化影響了工件坐標(biāo)系，怎樣方便的計(jì)算出工件各個(gè)回轉(zhuǎn)角度的坐標(biāo)系。

分析問題

機(jī)床隨著使用時(shí)間的增加，特別是在機(jī)床相關(guān)部分出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)，都有可能使機(jī)床回轉(zhuǎn)中心出現(xiàn)變化。例如，機(jī)床在加工過程中出現(xiàn)撞車事故、機(jī)床絲杠螺母松動(dòng)時(shí)等。因此，機(jī)床回轉(zhuǎn)中心必須定期測量，特別是在加工相對精度較高的工件之前應(yīng)重新測量，以校對機(jī)床回轉(zhuǎn)中心，從而保證工件加工的精度。所以機(jī)床回轉(zhuǎn)中心的ΔZ值怎樣才能快速方便的測定出來就很重要，要保證一般操作工都能在指導(dǎo)后進(jìn)行準(zhǔn)確測定。而這個(gè)ΔZ值的變化對工件坐標(biāo)系的影響，也需要想出合理的方法來妥善解決。

解決問題

3.1 工作臺回轉(zhuǎn)中心ΔZ值的測量方法有很多種，通過和車間工藝師商討我們決定用下面的方法來測量：

3.1.1 先準(zhǔn)備工具，有百分表，表座，標(biāo)準(zhǔn)芯棒，塞尺，標(biāo)準(zhǔn)塊；

3.1.2 將標(biāo)準(zhǔn)塊固定在回轉(zhuǎn)工作臺上，在工作臺為0度時(shí)用百分表拉平（一般控制在2絲以內(nèi)）；

3.1.3 將標(biāo)準(zhǔn)芯棒裝在主軸上，通過手輪移動(dòng)芯棒接近固定在工作臺上的標(biāo)準(zhǔn)塊，用塞尺調(diào)節(jié)二者之間的距離為適當(dāng)?shù)乃删o，記下NC顯示的Z軸機(jī)械坐標(biāo)值Z1（一般為負(fù)值），后退芯棒到安全位置；

3.1.4 轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺到180度位置，同樣通過塞尺調(diào)整芯棒和標(biāo)準(zhǔn)塊之間的距離為合適時(shí)記下Z軸機(jī)械坐標(biāo)值Z2；

3.1.5 ΔZ=（Z1+Z2+2倍塞尺厚度+標(biāo)準(zhǔn)塊厚度）/2+芯棒長度

當(dāng)然，在日常工作中，由于工作臺上的工裝拆卸比較麻煩，我們就可以直接用工裝來代替標(biāo)準(zhǔn)塊。先用面銑刀在工裝的0°和180°兩面上對稱的銑出兩個(gè)平面，再用外徑千分尺測量出兩平面之間的距離來代替標(biāo)準(zhǔn)塊厚度，最后用機(jī)床上配置的測量頭分別測量0°和180°的這兩個(gè)面記錄下Z1和Z2值，同樣可以方便的計(jì)算出ΔZ值。

3.2 隨著ΔZ值的確定，測量工裝0°面得出工件坐標(biāo)系0°面的工件坐標(biāo)，而工件其他B軸回轉(zhuǎn)角度的坐標(biāo)可以通過平面不同直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換來推理出的公式來進(jìn)行計(jì)算。設(shè)Oxy和O′x′y′是兩個(gè)坐標(biāo)系，O′在Oxy中的坐標(biāo)為（x0，y0），由Ox到O x′的角度為t，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式是：

x′=（x﹣x0）cost﹢（y﹣y0）sint， y′=（y-y0）cost-（x-x0）sint

其中Oxy為工件坐標(biāo)系，Ox′y′為工作臺回轉(zhuǎn)中心的坐標(biāo)系

上面公式的使用注意點(diǎn)：

3.2.1 x′，y′是基準(zhǔn)點(diǎn)在回轉(zhuǎn)中心中的坐標(biāo)值；

3.2.2 x，y是基準(zhǔn)點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；

3.2.3 x0， y0是回轉(zhuǎn)中心在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；

3.2.4 所求的x′，y′就是要設(shè)定的各回轉(zhuǎn)面的坐標(biāo)。（y′即Z值，注意正負(fù)）

上面的公式還可以用來編制坐標(biāo)計(jì)算的宏程序，下面就是GE氣缸蓋二工位工件坐標(biāo)系計(jì)算的宏程序（西門子840D系統(tǒng)）：

%_N_GE_ZBJS_A_MPF

；$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_GE_WPD

N10 R1=-0.045 R2=-0.017 R3=200.057（R1和R2為0°面測量值×﹣1）

N20 R4=（0-R1）*COS（0）+（-163-R2）*SIN（0）

N30 R5=R3+173.5

N40 R6=（-163-R2）*COS（0）-（0-R1）*SIN（0）

N50 R7=（248-R1）*COS（158）+（106-R2）*SIN（158）

N60 R8=R3+173.5+38.5

N70 R9=（106-R2）*COS（158）-（248-R1）*SIN（158）

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N200 $P_UIFR[1，X，TR]=R4 （G55 X）

N210 $P_UIFR[1，Y，TR]=R5 （G55 Y）

N220 $P_UIFR[1，Z，TR]=-R6（G55 Z）

N230 $P_UIFR[2，X，TR]=R7 （G56 X）

N240 $P_UIFR[2，Y，TR]=R8 （G56 Y）

N250 $P_UIFR[2，Z，TR]=-R9（G56 Z）

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N380 M17

4.結(jié)論

以上的測量和坐標(biāo)計(jì)算方法方便快捷，也十分準(zhǔn)確，可以適用于公司的所有臥式加工中心，簡化了工人的操作并有效地提高了機(jī)床加工的加工質(zhì)量?！?