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局部坐標(biāo)系在數(shù)控銑削中的應(yīng)用研究

2018-4-10 來源：煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院作者：李東福，李強(qiáng)

摘要：在數(shù)控編程中正確使用數(shù)控系統(tǒng)的鏡像功能可以使程序簡(jiǎn)化、提高編程效率，但是在宇龍仿真軟件里并不支持鏡像指令G51.1，以一個(gè)典型零部件為例研究了局部坐標(biāo)系G52指令代替G51.1指令完成軸對(duì)稱形狀零件的編程加工，并在仿真軟件里驗(yàn)證了程序的正確性。

關(guān)鍵詞：仿真；鏡像；局部坐標(biāo)系；數(shù)控銑削

0 引言

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機(jī)床的普及，使得編程在加工中占有重要的地位。自動(dòng)編程軟件的成熟和普及仍無法取代手動(dòng)編程在零件加工中所占的比重。手動(dòng)編程是學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)，在實(shí)際生產(chǎn)中仍占有重要的地位，程序編制完畢需要進(jìn)行仿真驗(yàn)證其正確性，目前我們常用宇龍仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證。

圖1為一個(gè)典型零件在編程時(shí)為了簡(jiǎn)化程序，根據(jù)零件特點(diǎn)采用鏡像指令G51.1+子程序的方式進(jìn)行的編程，但是在宇龍仿真軟件里驗(yàn)證時(shí)不支持G51.1指令，這里研究用局部坐標(biāo)系G52指令完成鏡像的功能，并在宇龍仿真軟件里驗(yàn)證其正確性。

1 、G54～G59——工件坐標(biāo)系偏置指令

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件特殊位置及運(yùn)動(dòng)范圍，即描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的幾何坐標(biāo)系，機(jī)床開啟后通過回零建立機(jī)床坐標(biāo)系。

通過測(cè)量工件原點(diǎn)到機(jī)床原點(diǎn)的之間的偏置值（其實(shí)質(zhì)是工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置），在數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，從而建立工件坐標(biāo)系，編程時(shí)再用程序制定。可以預(yù)設(shè)6個(gè)工件坐標(biāo)系，分別為G54～G59。

2 、 G52——局部坐標(biāo)系指令含義：該指令將當(dāng)前工件坐標(biāo)系復(fù)制并平移到某一位置，形成一個(gè)新的子坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系又叫局部坐標(biāo)系。

圖1 典型零件圖

指令格式：G52 X_ Y_ Z_；G52 X0 Y0 Z0；取消坐標(biāo)系平移。

X_ Y_ Z_為子坐標(biāo)系原點(diǎn)對(duì)于當(dāng)前工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)值。例如：執(zhí)行G52 X20 Y20 Z30，則在原坐標(biāo)系（20.20.30）的位置建立了一個(gè)新的坐標(biāo)系，如圖2所示。

圖2 G52指令功能示意圖

使用G52指令可以方便我們計(jì)算零件上圖形基點(diǎn)的坐標(biāo)，特別對(duì)于一些不方便計(jì)算的基點(diǎn)。我們也可以使用G52指令代替鏡像指令完成對(duì)稱零部件的編程加工。

3 、零件圖工藝分析

圖1所示為零件，將工件坐標(biāo)系G54建立在工件上表面對(duì)稱中心，1個(gè)大型腔深度為3mm，4個(gè)小型腔關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱分布，型腔深度為6mm。刀具選擇及刀路設(shè)計(jì)：選用一把直徑為Φ10的三刃高速鋼立銑刀對(duì)零件輪廓進(jìn)行加工，為提高加工表面質(zhì)量，采用順銑方式銑削工件，其具體走刀路線見圖3。由于型腔空間較小，采用法向進(jìn)刀和法向退刀方式切削型腔，刀具從O→A過程添加左刀補(bǔ)，刀具從A→B→C→D→E→F→G→H→I→A過程執(zhí)行左刀補(bǔ)，刀具從A→O撤銷刀補(bǔ)，小型腔的刀補(bǔ)添加、執(zhí)行和撤銷過程和大型腔類似。Z向下刀采用啄鉆下刀方式銑削工件，大、小型腔銑削深度一次到位。

4 個(gè)小型腔關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱，這里研究如何利用G52指令代替鏡像指令完成對(duì)稱零部件的加工。參考程序見表1～表3。

圖3 型腔銑削刀路

4 、宇龍仿真加工

利用宇龍仿真軟件完成零件的仿真加工，以驗(yàn)證程序的正確性，選用FUNUC 0i銑床加工，設(shè)定60×60×20的毛坯，裝夾安裝，選用直徑Φ10的平底刀，對(duì)刀并設(shè)置刀補(bǔ)值為5mm。在編輯狀態(tài)將主程序和子程序傳進(jìn)來，運(yùn)行程序。仿真結(jié)果如圖4所示。從而驗(yàn)證了程序的正確性。