用宏程序在數控車床上實現自動對刀計算功能

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用宏程序在數控車床上實現自動對刀計算功能

所謂“自動”對刀,就是自動計算刀具長度、直徑尺寸,然后自動將數據輸入到刀具補償表中,才能進行零件加工。經過認真研究、分析其工作原理,筆者采用FANUC宏指令編輯了一套宏程序,并使用一自制樣棒,裝到卡盤上做為對刀基準,讓刀具置于此基準處并運行宏程序,便可實現自動對刀儀的功效。數控車床及數控車銑床的刀位一般在8個以上,有的達到了24個,在沒有自動對刀儀的情況下,采用手動逐個試切對刀、測量,然后再依次人工計算各刀具的長短和直徑尺寸,把數值用手工輸入到刀具補償表中,是加工零件之前必須要做的一件工作。但這種方法效率低,而且手工計算容易出錯,所以它的準確性差、費時費力,直接影響到產品的質量與生產的效率。為了彌補這一缺陷,筆者使用自制對刀儀,通過運行宏程序讓它利用數控系統自行計算各刀具長度及直徑尺寸,然后通過宏指令把它輸到刀具補償表中,實現了自動對刀儀的高效準確的功能。具體操作如下:將樣棒(如圖1)夾于液壓夾爪上,樣棒尺寸自定并將其編入到宏程序中。宏程序如下:
N1 G65 H01 P#500 Q#4120; 將T代碼存入#500中
5 }7 ~9 t  ^9 r7 dN2 G65 H05 P#511 Q#500 R100; #511 = #500 /100,取出刀號,使用時,刀號=補償號
+ i" t5 R  y; {7 F7 WN3 G65 H02 P#511 Q#511 R2700; #511 = #511 + 2700,幾何補償的X偏值
(N4 G65 H01 P#9511 Q#511; ) #[ #511 ] = #511,變成刀偏系統變量
(N5 G65 H01 P#512 Q#9511; ) #512 = #[ #511 ] ,取出偏量值,可以不用,但有的機床需要
N6 G65 H02 P#512 Q#5021 R#530; #512 = #5021 + #530, X軸機床坐標+固定值
0 I+ {! i: P2 N; d! lN7 G65 H01 P#9511 Q#512; #[ #511 ] = #512,存入X軸刀偏值
& V4 d/ V1 D( f( P0 a3 {6 ^: ^! r(N8 M00; 進行Z軸刀偏值設置操作
" d) j3 f$ \9 v3 D. |! ]# _. i7 iN9 G65 H05 P#513 Q#500 R100; #513 = #500 /100
N10 G65 H02 P#513 Q#513 R2800; #513 = #513 + 2800,幾何偏置的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,但有的機床需要
N13 G65 H02 P#514 Q#5022 R#531; #514 = #5022 + #531
N14 G65 H01 P#9513 Q#514; #[ #513 ] = #514,存入Z軸刀偏值
N15 M30;
程序中用到的#530及#531的數值,隨機床而異,如沈陽數控機床有限責任公司生產的SSCKZ 80 /1500車削中心,控制系統為FANUC 0T,它的X 軸最大坐標值為800 mm, Z軸坐標值為1 500 mm。樣棒X 軸尺寸<60 mm,則#530 = 800 000 - 60 000 = 740 000 (宏程序A為不帶小數點輸入) 。當以夾爪端面計算時,為1500 - 10 = 1 490 mm,樣棒出卡盤50 mm裝夾, #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,運行宏程序即可完成對刀工作。利用這種方法不但經濟,而且大大節省了對刀時間,更重要的是使產品
3 O2 x# H2 h% _2 x. r的加工質量得到了根本保證。
#1=1.   （刀寬）
#3=28.  （大徑）
#4=10.  （起點Z）
( v4 ~# b6 y1 ?7 U#5=0.   （起始層次）
#2=[3.024-#1]-[0.054*#5]  （加工寬度--Z向）
4 \$ P# R2 F# t8 i# u" @N2 #6=#4-[#5*0.027]       （Z軸偏移）
#3=28-[0.2*#5]            （X軸偏移）
4 z: q2 \7 B  h- W, I: dN1 G00X60.Z#6              
, M* s' s$ _) ~3 o5 XG00X#3
: Y+ a2 X6 h. u5 ~! i9 E; EG32Z-10.F5.                （導程5MM）
G00X60.
Z#6
#6=#6-0.2                   （每一層中Z軸偏移量）--（最大可放大至刀寬尺寸）
#2=#2-0.2                   （每一層中Z向終點判別）
7 s5 T# k8 R  A5 Q8 Y. X0 uIF [#2GT0]GOTO1              
2 W4 b8 ?, F1 R* ^, h3 G#6=#4-[3.024-#1]+[0.027*#5]  （每一層中Z軸最終尺寸，消除Z向殘留高度）
+ u$ t3 O; E8 N+ m0 wG00X60.Z#6
$ l) N7 l3 h- d% X2 eG00X#3
G32Z-10.F5.
G00X60.
Z#6
: ~% F" g' u0 T+ N/ i#5=#5+1       （層次+1）
' R0 n3 d/ \2 a) g, S#2=[3.024-#1]-[0.054*#5]    （下一層加工寬度--Z向）
IF[#2GT0.55]GOTO2  （終點判別，以1.55底徑寬度-1. 刀寬=0.55為最終點為判別條件，也可該成底徑尺寸為判別條件  IF[#3GT22.4]GOTO2      
: g1 B* j" M& z2 u9 ZG00X60.
Z0.
! J; W6 k1 C  O+ w# f! AM05
M30
+ j+ N9 n; r, X; U' Y/ v% W- w$ s以上為30°梯形螺紋，牙高2.75MM，初始齒寬為3.024，最終齒寬2.55，以直徑每層單邊0.1MM遞減，Z軸偏移量為0.027（2.75/0.737=0.1/0.027 形成15°三角形關系），加工寬度則為初始齒寬減區雙邊的偏移量再減去刀寬
三角形螺紋：
) J% C0 @5 F0 P% |2 O0 z大徑：D-0.13P（P螺距）
小徑：D-1.08P
, V; G3 M' |; I# e螺紋三針測量法：
量針直徑D的計算公式：D=P/(2*(COS(α/2)))（P螺距，α牙形角）
- x0 U- S+ d3 J4 R4 G簡化公式：
5 |( }1 c+ M5 o. ~5 N; e6 t: P牙形角α           簡化公式
60°              D=0.577P
8 U2 ?' a& N" v- W7 s/ ]55°              D=0.564P
30°              D=0.518P
6 V* Q* o7 N4 S( }) f7 Z40°              D=0.533P
0 v$ g+ M+ y, i5 N, V29°              D=0.516P
梯形螺紋中徑D2=D-0.5P
三針測量值：M=D2+D(1+(1/(SIN(α/2)))-(P/2)COS(α/2)
60°              M=D2+3D-0.866P
2 z3 E0 H; W- i. ]# {55°              M=D2+3.166D-0.960P
! ]' o7 m1 |3 x2 D" y5 L30°              M=D2+4.864D-1.866P
40°              M=D2+3.924D-1.374P
1 c- L5 I7 [! z# _( X5 l29°              M=D2+4.994D-1.933P

鋸齒形螺紋中徑D2=D-0.75P
0 \- z4 I* U! j$ q# F3 O     螺紋中徑計算：M=D2+4.42365D-1.5879P

風隨意

在沒有自動對刀儀的情況下,采用手動逐個試切對刀、測量,然后再依次人工計算各刀具的長短和直徑尺寸,把數值用手工輸入到刀具補償表中,是加工零件之前必須要做的一件工作。