加工中心幾種坐標(biāo)指令的靈活運用

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通常使用加工中心進(jìn)行加工操作時猴宾，均希望加工運算在統(tǒng)一的加工坐標(biāo)系中進(jìn)行姚转，但在某些加工情況下树颖，使用一些坐標(biāo)變換的技巧若战，結(jié)合子程序調(diào)用指令可以使加工編程更為簡潔容易。筆者常年從事數(shù)控加工工作效聂，在工作中針對實際加工中出現(xiàn)的各類問題瞪澈，歸納了一些解決方法。本文中各指令均為參照OKUMA數(shù)控系統(tǒng)枷澜，在坐標(biāo)選擇指令脓额、坐標(biāo)平移(旋轉(zhuǎn))和空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換指令的格式上與其他數(shù)控系統(tǒng)有些區(qū)別。

一跷缀、加工中心常用坐標(biāo)指令

加工中心數(shù)控系統(tǒng)常用到的與坐標(biāo)相關(guān)的指令有以下幾種(各種數(shù)控系統(tǒng)在個別功能指令的定義上和使用的指令代碼有些差別搬混，但功能一樣)：

G15－坐標(biāo)系選擇；

G90－絕對坐標(biāo)編程方式那捍；

G91－相對坐標(biāo)編程方式拾点；

G92－坐標(biāo)系平移功能；

G11槐滔、 G10－坐標(biāo)系平移旋轉(zhuǎn)勃痴， G11為坐標(biāo)系平移旋轉(zhuǎn)指令， G10為G11的取消指令热康；

G69沛申、G68－空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換功能劣领，G68為坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令，G68為G69的取消指令铁材。

利用G11/G10指令可以在所選擇的加工平面中尖淘，將當(dāng)前加工坐標(biāo)系進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個局部坐標(biāo)系著觉。

G69/G68指令常用于配有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能的設(shè)備的數(shù)控中村生，如五面加工中心等。用于對x－Y平面以外平面上的加工部位進(jìn)行加工編程固惯。利用此指令可以把任何方向的加工平面轉(zhuǎn)化為X－Y平面的正方向來處理，解決了任意方向平面加工變更中的復(fù)雜易錯的問題缴守。

G91指令在加工計算在增量方式下進(jìn)行葬毫。G92指令能在程序中改變當(dāng)前坐標(biāo)系的位置，造成坐標(biāo)原點平移屡穗。這兩條指令使用要謹(jǐn)慎讥捧，尤其G92，使用不慎可能造成加工坐標(biāo)系丟失揖漫，使全部加工失去了基準(zhǔn)锤楷。但如使用得當(dāng)，則可達(dá)到其他指令難以做到的效果垄坡。

G91指令在加工計算在絕對方式下進(jìn)行间皮，即所有加工指令值均是以當(dāng)前工件坐標(biāo)系或局部坐標(biāo)系為參照的。這是一個模態(tài)指令琼葫。

二罩音、坐標(biāo)指令的使用

圖1是一個虛擬的零件示意圖，我們可以利用這個箱體模型的加工程序來闡釋一下坐標(biāo)指令的幾種用法蚯巍。假設(shè)圖1零件需要加工以下幾個部位：

圖1

銑頂面兩個方形窗口平面试旬，兩處平面加工尺寸相同，使用刀具為面銑刀浅涛；
銑前面兩孔端面注寥，使用刀具為面銑刀；
鉆前面兩孔之法蘭端面上的兩組四個孔恤锣，每組孔的陣列方式相同廷蓉，刀具為麻花鉆；
精鏜前面兩個孔马昙，刀具為精鏜刀苦酱。

圖2中的坐標(biāo)系O是工件的加工坐標(biāo)系，坐標(biāo)系序號為1给猾。因為工件的加工部位中有轉(zhuǎn)面內(nèi)容疫萤，因此我們假設(shè)使用的設(shè)備為五面加工中心颂跨。

這幾處加工當(dāng)然可以在工件坐標(biāo)系O中，使用最直接的方法編程扯饶。

(1)對于頂面窗口的加工在G91模式下恒削，利用絕對指令值，寫出加工兩處平面各加工程序尾序。

(2)對于前面的加工部位此處加工處于Z－X平面中钓丰，需先選擇Z－X平面，然后在所選平面中分別寫出兩處加工部位的加工程序每币。需要注意的是携丁，這時的第一坐標(biāo)軸是Z軸而非X軸，這在固定循環(huán)指令和某些數(shù)學(xué)計算功能中非常重要峰遇，需特別注意拿详，否則會錯。

圖2

在這里我們不用上述方法篡前，而是采用幾種坐標(biāo)變
換的方法户克，來處理這幾處加工內(nèi)容，看看是否比用上
述方法更為便利泡愉。下面是每加工部位采用的編程方法
簡述：

(1)銑前面兩孔端面输僻，使用刀具為面銑刀首先，加工部位位于Z－X平面內(nèi)锄灾，考慮先利用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令將此加工平面轉(zhuǎn)為X－Y平面春庇，如圖2所示的坐標(biāo)系O1，更符合操作和編程習(xí)慣覆霹「勐福可以把坐標(biāo)轉(zhuǎn)換寫成子程序，以便編制相同面所有其他加工部位程序時調(diào)用家么。在這里使用了G68/G69指令涉功。

銑兩個法蘭端面，兩處加工內(nèi)容相似略吨，可以考慮使用子程序集币。因為兩處加工面不處于相同高度，可以使用增量編程方式解決這一問題翠忠。

(2)鉆前面兩孔之法蘭端面上的兩組四個孔鞠苟，每組孔的陣列方式相同，刀具為麻花鉆兩組孔均在Z－X平面秽之，因此可以調(diào)用使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序当娱。兩組孔的陣列方式相同，因此可以使用同一個孔位子程序考榨。陣列中心的不一致跨细，可以用G11鹦倚、G10坐標(biāo)平移指令解決。

(3)精鏜前面兩個孔冀惭，刀具為精鏜刀同樣要用到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序震叙，加工編程在坐標(biāo)系O1中進(jìn)行。精鏜兩個孔要用到G76精鏜孔循環(huán)指令散休。此條指令中要用到孔底讓刀參數(shù)：I媒楼、J、K促讶，分別對應(yīng)X观哲、Y、Z三個坐標(biāo)軸方向侮捷。具體向哪一軸方向讓刀担戏，要看具體鏜刀刀尖的方向。在這里誓贝，如果不使用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換指令伶门，編程仍在工件坐標(biāo)系O中進(jìn)行于哩，則加工平面為Z－X平面的負(fù)方向剑瞻，精鏜孔循環(huán)中讓刀參數(shù)地址應(yīng)為K和I，進(jìn)給軸為Y軸见炫，編程較易出錯【硕遥現(xiàn)在調(diào)用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換程序后，加工平面和送給方向均轉(zhuǎn)換為一般加工所熟悉的方向得稼，即X－Y平面之正向為加工平面腐蛀，精鏜孔循環(huán)中讓刀參數(shù)地址為I和J，Z軸負(fù)方向為送給方向回溺，編程就容易多了春贸。這是使用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令的好處之一。

(4)銑項面兩個方形窗口平面因兩處加工平面尺寸相同遗遵，所以考慮編制一個統(tǒng)一的銑面子程序萍恕，采用調(diào)用于程序的方法簡化加工程序。這里兩處加工面雖在相同的方向上车要，但不在同一平面內(nèi)允粤，所以不能使用坐標(biāo)平移，不存在轉(zhuǎn)面問題翼岁，所以也不能用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能类垫。

這里我們可以采用G92坐標(biāo)平移指令實現(xiàn)兩處加工面的轉(zhuǎn)換。因為G92指令要改變當(dāng)前工件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系中的位置琅坡，使用時一定要慎重悉患。具體方法是在主程序中先指令刀具運動到一個相對于目的加工面的特定位置残家，然后調(diào)用面加工子程序。

子程序的內(nèi)容為：先用G15坐標(biāo)系選擇指令選擇另外序號的一個坐標(biāo)系(此坐標(biāo)系在本程序中不作其他用途)购撼，然后用G92指令將當(dāng)前點設(shè)為新坐標(biāo)系中的一個特定的點措暗，這樣就完成了加工坐標(biāo)系的平移。剩下的銑面程序就可以在此坐標(biāo)系下編制了纯亲。完成銑面動作程序后递蚪，必須先返回原加工坐標(biāo)系，然后退出銑面子程序羞遭。

用同樣方法反復(fù)調(diào)用這個銑面子程序朗玩，可以完成多處相同的加工。

三蔼于、加工程序示例

在這里即荞，我們可以將前述加工內(nèi)容寫成如下加工程序：

O0001(EXAMPLE PROGRAM OF USING COD COMMAND)
N10(FACEING T1)	銑面程序
T1	調(diào)刀指令
M6	換刀指令
G15 H1	選擇一號工件坐標(biāo)系為當(dāng)前加工坐標(biāo)系
CALL OB VC20＝2 VC10＝1	調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序OB，使用坐標(biāo)系O1
MODIN OFAC	調(diào)用子程序OFAC：此指令為每遇到一組坐標(biāo)值柴怒，刀具移動此點后尾疟，調(diào)用一次子程序。子程序調(diào)用結(jié)束
X x1 Y y1
X x2 Y y2
MODOUT
CALL OCAN	調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序
N20(DRILLING T2)	鉆孔程序
T2	調(diào)刀指令
M6	換刀指令
CALL OB VC20=2 VC10=2	調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序OB肩雾，使用坐標(biāo)系O1
NCYL G81 Z z1 R r1 F100 S350	鉆孔固定循環(huán)垫弱，當(dāng)前點不執(zhí)行
G11 X x1 Y y1	坐標(biāo)系平移指令，原點平移至1孔中心
CALL OP4	調(diào)用孔位子程序
G10	坐標(biāo)系平移結(jié)束
G11 X x2 Y y2	坐標(biāo)系平移指令症杏，原點平移到2孔中心
CALL OP	調(diào)用孔位子程序
G10	坐標(biāo)系平移結(jié)束
G80	結(jié)束固定循環(huán)
CALL OCAN	調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序
N30(FINISH BORING T3)	精鏜孔程序
T3	調(diào)刀指令
M6	換刀指令
CALL OB VC20=2 VC10=2	調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換子程序OB装获，使用坐標(biāo)系O1
NCYL G76 Z zZ R rl1-0.5 Ff60 S300	精鏜孔循環(huán)，X軸負(fù)方向為退刀方向
X x1 Y y1
X x2 Y y2
G80	精鏜孔循環(huán)結(jié)束
CALL OCAN	調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序
......
N40(FACING TOP SIDE T4)	銑頂面程序
T4	調(diào)刀指令
M6	換刀指令
G15H1	選用一號坐標(biāo)系為當(dāng)前工件坐標(biāo)系
G56 Z... H4	在Z方向加刀長補償
GO X xa X ya Z za	刀具快進(jìn)到第一個矩形加工面中心上方100mm處
CALL OFT	調(diào)用銑矩形面子程序
GO X Xb X yb Z zb	刀具快進(jìn)到第二個矩形加工面中心上方100mm處
CALL OFF	調(diào)用銑矩形面子程序
M2	主程序結(jié)束
子程序(SUBPROGRAMM)
/
OCAN	坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消子程序
GO Z360 M5
G68	坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消一次
G68	坐標(biāo)轉(zhuǎn)換取消兩次
G334	取消附件頭補償(五面加工中心)
RTS
/
OB前面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換子程序
G333 PAC=90 PAT=VC20 H=VC10	五面加工中心附件頭轉(zhuǎn)向前加工面厉颤，同時加上刀具長度補償和附件頭補償
GO Y… X…Z…	將刀具運行到適于轉(zhuǎn)換的位置
G69 X… Y… Z… R90	坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令：加工坐標(biāo)系從O轉(zhuǎn)換到O1
GO XO YO Z100	將刀具送給刀準(zhǔn)備位置
RTS	返回
/
OFAC(FACING ROUND)	銑法蘭面子程序
GO Z Z2	刀具送給到加工深度
S500	主軸轉(zhuǎn)速
G91 G1 Y-A F100 M3	改用增量方式走刀穴豫，刀具切入加工部位
G2 JA	圓弧插補，銑法蘭面
G1 YA F500	刀具退出加工部位
G90 GO Z100 M5	恢復(fù)到絕對方式逼友，刀具退回準(zhǔn)備位置
RTS	返回
/
OP4(POSITION OF 4 HOLES)	孔位置子程序
BHC XO YO I r1 J45 K4	用數(shù)學(xué)計算式計算孔位精肃；圓形陣列，中心為坐標(biāo)原點帜乞，半徑為r1司抱，起始角為45度，共4孔
RTS	返回
/
OFT(FACING SQUARE)	銑矩形子程序
G15H5	調(diào)用5號坐標(biāo)系為當(dāng)前加工坐標(biāo)系(臨時)
G92 X0Y0Z100	將當(dāng)前所在點設(shè)為當(dāng)前加工坐標(biāo)系的(0挖函，0状植，100)點
G0Z0	矩形面加工過程程序
……
(銑面加工指令)
……
GO Z100	刀具退出
G15 H1	將當(dāng)前加工坐標(biāo)系返回到1號坐標(biāo)系
RTS	返回

使用子程序調(diào)用方式處理相似的加工內(nèi)容，可以使加工中心的程序簡單易讀易于編輯怨喘，減少出錯的可能性津畸。處理這類問題時，首先要找出要加工不同部位的相同處和不同處，公用的子程序體現(xiàn)的是不同加工部位的加工內(nèi)容的共性魁夫。處理加工問題時城汹，某些相似加工部位的不同處，通過對數(shù)控系統(tǒng)加工指令的靈活運用窗耘，也可轉(zhuǎn)化為共性特征拄下，這樣就可以用公用的子程序來處理了。我們上面提到的幾種坐標(biāo)指個恰可用來完成某些這種轉(zhuǎn)化卖檬，以方便我們利用子程序解決這類加工問題鸳咐。

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