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1. 典型零件的常規(guī)找正方法與不足

圖1所示為我單位生產(chǎn)的鐵路養(yǎng)路機(jī)械中的一種油缸。該零件外形較為復(fù)雜，材料為鑄鋼，采用四軸臥式加工中心加工。由于對(duì)各孔位置度要求高，通過工裝直接定位后進(jìn)行加工的方法無法保證孔壁材料的均勻，改用劃線安上工裝直接找正加工，能有效地保證工件各孔位置度，但是四軸加工中心手動(dòng)找正過程繁瑣且容易出錯(cuò)，不僅增加了輔助時(shí) 間，也對(duì)操作人員的技術(shù)水平提出了更高的要求。

該零件的零點(diǎn)設(shè)置在大孔中心端面處（見圖1紅色標(biāo)注）。手動(dòng)找正過程為：首先使用找正劃針在工件中軸線上取兩個(gè)機(jī)床坐標(biāo)點(diǎn)，運(yùn)用三角函數(shù)使用計(jì)算器計(jì)算確定工件在機(jī)床中與辟由的角度誤差值，將計(jì)算結(jié)果輸入零點(diǎn)偏置5中，然后使用找正頂尖找正坐標(biāo)義與7,最后通過零點(diǎn)端面的對(duì)直與機(jī)床回轉(zhuǎn)中心的差值計(jì)算得出Z坐標(biāo)的數(shù)值，輸入零點(diǎn) 偏置中，完成找正步驟。

常規(guī)找正方法存在以下不足：①計(jì)算角度5和對(duì)直時(shí)都需要使用計(jì)算器計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié) 果需判斷正負(fù)號(hào)，這個(gè)過程中易產(chǎn)生計(jì)算錯(cuò)誤和偏置方向判斷錯(cuò) 誤。©計(jì)算結(jié)果輸入機(jī)床零點(diǎn)偏置中易產(chǎn)生輸入錯(cuò)誤。③找正過程需要手動(dòng)輸入多組指令，操作時(shí)間長，對(duì)操作人員技術(shù)水平要求高。

2. 找正方法的改進(jìn)

(1) 找正頂尖的設(shè)計(jì)。針對(duì) 找正角度5和找正足Z坐標(biāo)，使用找正劃針、頂尖兩種工具的情況，設(shè)計(jì)復(fù)合頂尖如圖2所示。根據(jù)實(shí)際加工零件的形狀在頂尖 A桿上加裝B桿，B桿主要用于找正工件中軸線、計(jì)算角度5。復(fù) 合頂尖的使用使找正劃針和頂尖相結(jié)合，節(jié)省了找正過程中的換刀步驟。

(2) 找正宏程序的編制。由于找正步驟較多又要通過計(jì)算對(duì) 計(jì)算結(jié)果進(jìn)行輸入，為了提高找正效率，可充分利用機(jī)床自身的計(jì)算功能和輸入輸出功能編制油缸專用找正宏程序。

程序采用目前非常普及的發(fā) 那科系統(tǒng)格式編制。程序如下： O0125

T57 (使用頂尖B桿）

G91G28Z0

M11

G90G56G0B90

M10

G91G28Y0

G91G0Z-735

X-476

Y-535.

M0 (HANDLE)(使用手輪找正中軸線第一點(diǎn)）

#101=#5021 (讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械A坐標(biāo)到#101)

#102=#5023

(讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械Z坐標(biāo)到#102)

G91G0Y200.

X-280

Y-200.

M0 (HANDLE)

(使用手輪找正中軸線第二點(diǎn)）

#103=#5021

(讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械義坐標(biāo)到#103)

#104=#5023

(讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械Z坐標(biāo)到#104)

#105=ABS[#101]

#106=ABS[#102]

#107=ABS[#103]

#108=ABS[#104]

#109=[#107-#105]

#110=[#106-#108]

#111=ATAN[#110/#109](計(jì)算當(dāng)前坐標(biāo)下中軸線與^軸之間的夾角方值）

#112=#5264

(讀取G56的丑值到#112)

#113=#112+#111

G90G10L2P3B#113

(將對(duì)直計(jì)算結(jié)果輸入〇56的«置中)

G91G0Y200.

M11

G90G56G0B90

M10

G91G28Y0 (使用頂尖A桿）

G91G0X-745

Y-790

Z-600

M0 (HANDLE)

#114=#5021

讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械義坐標(biāo)到#114)

#115=#527

(#527機(jī)床回轉(zhuǎn)中心雄）

#116=#529

(#529機(jī)床回轉(zhuǎn)中心

#117=#115-#114

#118=#117+#116

G90G10L2P3Z#118 (將 4直計(jì)算結(jié)果輸入G56的4偏置中）

G91G28Z0

M11

G90G56G0B0

M10

G91X208

Y60

Z-490

M0 (HANDLE)

#119=#5021 (讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械義坐標(biāo)到#114)

G90G10L2P3X#119 (將 4直輸入G56的A偏置中）

G91Z-60

M0 (HANDLE)

#120=#5022 (讀取機(jī)床當(dāng)前機(jī)械1坐標(biāo)到#120)

G90G10L2P3Y#120 (將 4值輸入G56的}偏置中）

G91G28Z0

G30X0Y0Z0

T0 M6

M99

(3)宏程序主要指令的分析與應(yīng)用。機(jī)床計(jì)算角度偏置時(shí)需要讀取工件中軸線上兩個(gè)點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)4和4的數(shù)值，并讀取零點(diǎn)偏置原有方軸數(shù)值進(jìn)行計(jì)算（列舉工件將零點(diǎn)設(shè)置在G56中）。

其中系統(tǒng)變量中相關(guān)變量的含義

如下：

#5021當(dāng)前機(jī)械坐標(biāo)4直

#5022當(dāng)前機(jī)械坐標(biāo)}值

#5023 當(dāng)前機(jī)械坐標(biāo)4值

#5024當(dāng)前機(jī)械坐標(biāo)第4軸值

#5264零點(diǎn)G56揭軸偏置值

對(duì)于兩組機(jī)床機(jī)械坐標(biāo)位置的讀取，可以用編寫宏程序的全局變量來讀取系統(tǒng)變量中相對(duì)應(yīng)的機(jī)械坐標(biāo)位置#5021、#5023的數(shù)值。讀取后可以使用函數(shù)關(guān)系式ATAN[#110/#109]的格式對(duì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，得出工件中軸線與4 軸的角度偏差。工件零點(diǎn)偏置中4和1 的數(shù)值可以直接使用頂尖A桿找正劃線讀取存入，但是零點(diǎn)偏置4的數(shù)值需要先讀取前端面線在4軸上的位置，再通過機(jī)床回轉(zhuǎn)中心數(shù)值的計(jì)算（列舉程序?qū)C(jī)床回轉(zhuǎn)中心4和4分別存儲(chǔ)在全局變量#527和#529中，防止關(guān)機(jī)數(shù)值消失），然后再得到偏置4值。

零點(diǎn)偏置數(shù)值計(jì)算完成后自動(dòng)輸入到機(jī)床坐標(biāo)偏置中，是關(guān)鍵的一步。發(fā)那科系統(tǒng)提供了用于程序數(shù)據(jù)輸入的G代碼G10。由于計(jì)算結(jié)果是存儲(chǔ)在全局變量中的，代入數(shù)據(jù)時(shí)可用G10將全局變量直接代入相應(yīng)零點(diǎn)中，代入

格式為：G90G10L2P3B#113。其中，G90為絕對(duì)坐標(biāo)格式，Z2為數(shù)值存入零點(diǎn)偏置，《為零點(diǎn)偏置G56; B#113為將全局變量#113數(shù)值代入角度偏置5中。

(4)實(shí)際操作方法與效果。

程序編輯結(jié)束后以調(diào)用子程序的形式放在工件加工程序開頭，開始找正時(shí)當(dāng)遇到M0暫停時(shí)，操作人員只需要使用手輪把找正頂尖移到相應(yīng)的找正線上，按下啟動(dòng)鍵機(jī)床會(huì)自動(dòng)計(jì)算結(jié)果，并存入到相應(yīng)的零點(diǎn)中。在這個(gè)過程中找正程序的使用可以規(guī)范找正步驟、減少工作量并降低對(duì)操作技術(shù)水平要求。