用宏程序在数控车床上实现自动对刀计算功能

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用宏程序在数控车床上实现自动对刀计算功能
. X# p- T! n3 l& y4 \* x/ P# Q2 y

所谓“自动”对刀,就是自动计算刀具长度、直径尺寸,然后自动将数据输入到刀具补偿表中,才能进行零件加工。经过认真研究、分析其工作原理,笔者采用FANUC宏指令编辑了一套宏程序,并使用一自制样棒,装到卡盘上做为对刀基准,让刀具置于此基准处并运行宏程序,便可实现自动对刀仪的功效。数控车床及数控车铣床的刀位一般在8个以上,有的达到了24个,在没有自动对刀仪的情况下,采用手动逐个试切对刀、测量,然后再依次人工计算各刀具的长短和直径尺寸,把数值用手工输入到刀具补偿表中,是加工零件之前必须要做的一件工作。但这种方法效率低,而且手工计算容易出错,所以它的准确性差、费时费力,直接影响到产品的质量与生产的效率。为了弥补这一缺陷,笔者使用自制对刀仪,通过运行宏程序让它利用数控系统自行计算各刀具长度及直径尺寸,然后通过宏指令把它输到刀具补偿表中,实现了自动对刀仪的高效准确的功能。具体操作如下:将样棒(如图1)夹于液压夹爪上,样棒尺寸自定并将其编入到宏程序中。宏程序如下:
( ~! V3 {+ |% c0 J% N) n% xN1 G65 H01 P#500 Q#4120; 将T代码存入#500中
% Y6 a& |1 E/ o  ~2 u! }9 DN2 G65 H05 P#511 Q#500 R100; #511 = #500 /100,取出刀号,使用时,刀号=补偿号
N3 G65 H02 P#511 Q#511 R2700; #511 = #511 + 2700,几何补偿的X偏值
(N4 G65 H01 P#9511 Q#511; ) #[ #511 ] = #511,变成刀偏系统变量
(N5 G65 H01 P#512 Q#9511; ) #512 = #[ #511 ] ,取出偏量值,可以不用,但有的机床需要
N6 G65 H02 P#512 Q#5021 R#530; #512 = #5021 + #530, X轴机床坐标+固定值
N7 G65 H01 P#9511 Q#512; #[ #511 ] = #512,存入X轴刀偏值
$ E7 ~4 N0 X; p) Q(N8 M00; 进行Z轴刀偏值设置操作
N9 G65 H05 P#513 Q#500 R100; #513 = #500 /100
N10 G65 H02 P#513 Q#513 R2800; #513 = #513 + 2800,几何偏置的Z偏值
(N11 G65 H01 P#9513 Q#513; ) #[ #513 ] = #513
(N12 G65 H01 P#514 Q#9513; ) #514 = #[ #513 ] ,取出偏置值,可以不同,但有的机床需要
( ~1 {- h$ C% r( T/ s# _& eN13 G65 H02 P#514 Q#5022 R#531; #514 = #5022 + #531
N14 G65 H01 P#9513 Q#514; #[ #513 ] = #514,存入Z轴刀偏值
3 y  y; E, ]! E3 t9 d( R( CN15 M30;
" r- A- N( n5 K8 `5 l4 u程序中用到的#530及#531的数值,随机床而异,如沈阳数控机床有限责任公司生产的SSCKZ 80 /1500车削中心,控制系统为FANUC 0T,它的X 轴最大坐标值为800 mm, Z轴坐标值为1 500 mm。样棒X 轴尺寸<60 mm,则#530 = 800 000 - 60 000 = 740 000 (宏程序A为不带小数点输入) 。当以夹爪端面计算时,为1500 - 10 = 1 490 mm,样棒出卡盘50 mm装夹, #531 =1 500 000 - 10 000 - 50 000 = 1 440 000。使各刀具依次置于A面、B面后,退移至一固定位置,运行宏程序即可完成对刀工作。利用这种方法不但经济,而且大大节省了对刀时间,更重要的是使产品
的加工质量得到了根本保证。
+ Y( X. O* \2 c% c" _- J#1=1.   （刀宽）
#3=28.  （大径）
#4=10.  （起点Z）
#5=0.   （起始层次）
8 e6 d) h  y. q( `. V* z% v9 \#2=[3.024-#1]-[0.054*#5]  （加工宽度--Z向）
N2 #6=#4-[#5*0.027]       （Z轴偏移）
#3=28-[0.2*#5]            （X轴偏移）
# p+ a: F) e% M! L% [* [7 {" \. ON1 G00X60.Z#6              
7 i: v; g* ~+ K5 w/ {G00X#3
G32Z-10.F5.                （导程5MM）
/ l# r' g# J4 }8 M9 E8 n# oG00X60.
" l+ |- n! o5 v! @7 B7 J" OZ#6
7 b7 Q% _( S. w2 \( I) m3 T1 ]7 {#6=#6-0.2                   （每一层中Z轴偏移量）--（最大可放大至刀宽尺寸）
#2=#2-0.2                   （每一层中Z向终点判别）
IF [#2GT0]GOTO1              
  B$ _& i& l0 Q( o! w#6=#4-[3.024-#1]+[0.027*#5]  （每一层中Z轴最终尺寸，消除Z向残留高度）
; d$ N$ s8 w- g% i* t1 y% j  FG00X60.Z#6
1 f# l: |7 I# @, z7 vG00X#3
7 z5 ^9 S: u7 t; }G32Z-10.F5.
0 r: [* I& E) O3 v, N5 H5 l- QG00X60.
Z#6
#5=#5+1       （层次+1）
8 B' m# V6 |3 f1 {6 q5 y$ h4 C' A#2=[3.024-#1]-[0.054*#5]    （下一层加工宽度--Z向）
IF[#2GT0.55]GOTO2  （终点判别，以1.55底径宽度-1. 刀宽=0.55为最终点为判别条件，也可该成底径尺寸为判别条件  IF[#3GT22.4]GOTO2      
G00X60.
# ^" _2 O2 R! _) BZ0.
M05
M30
& Z8 t( Y3 Q& r9 i4 d以上为30°梯形螺纹，牙高2.75MM，初始齿宽为3.024，最终齿宽2.55，以直径每层单边0.1MM递减，Z轴偏移量为0.027（2.75/0.737=0.1/0.027 形成15°三角形关系），加工宽度则为初始齿宽减区双边的偏移量再减去刀宽
三角形螺纹：
大径：D-0.13P（P螺距）
& E. K" u, G7 ^$ M/ N小径：D-1.08P
螺纹三针测量法：
3 @( f& l( B' I$ C2 ?- Y. o量针直径D的计算公式：D=P/(2*(COS(α/2)))（P螺距，α牙形角）
, c- W) H3 F! j! T9 n简化公式：
牙形角α           简化公式
60°              D=0.577P
55°              D=0.564P
30°              D=0.518P
, C- {  I% c7 K, B( O% M5 ]40°              D=0.533P
$ E& S$ I4 n% c4 X* u$ {1 \29°              D=0.516P
* J- }/ t$ e" p7 z梯形螺纹中径D2=D-0.5P
6 ^6 c7 A& M+ m: u& u, F三针测量值：M=D2+D(1+(1/(SIN(α/2)))-(P/2)COS(α/2)
* E' R+ f7 S; U/ h: E* l/ |5 G% ~60°              M=D2+3D-0.866P
55°              M=D2+3.166D-0.960P
30°              M=D2+4.864D-1.866P
  ]# R: l9 V" E( f/ ~40°              M=D2+3.924D-1.374P
29°              M=D2+4.994D-1.933P

锯齿形螺纹中径D2=D-0.75P
/ F$ c$ c( ~/ a3 o. u. g     螺纹中径计算：M=D2+4.42365D-1.5879P

风随意

在没有自动对刀仪的情况下,采用手动逐个试切对刀、测量,然后再依次人工计算各刀具的长短和直径尺寸,把数值用手工输入到刀具补偿表中,是加工零件之前必须要做的一件工作。