一种基于发那科系统的立卧坐标系自动转换的程序

一种基于发那科系统的立卧坐标系自动转换的程序

程奇 张剑沉

安徽新诺股份有限公司

摘要：本文分析并论述数控机床五面加工中心机床在加工过程中，不同的加工平面需要建立不同的坐标系。对于同一个加工工件，建立不同的加工坐标系，这样既费时又费力，且误差较大对于这种机床编程操作方法提出新的优化方案并介绍了使用方法。

关键词：五面加工中心   数控编程   坐标系

数控龙门五面体机床加工中一般需要多表面加工工件，编程人员会在XY平面设立一个坐标系，将XZ平面重新建立另一个坐标系，将YZ平面再建立一个坐标系，这样加工一个多表面工件至少需要建立3-5个坐标系。操作人员需要多次寻边操作，各个坐标系之间存在寻边误差，导致加工误差大。

1.机床加工多次找坐标影响加工精度误差

案例描述： 卧铣头加工工件侧面时需要多次寻边建立多个坐标系，费时费力，且由于多次寻边坐标系会造成加工过基准不统一的误差。                     

案例剖析：使用坐标系转自动转换程序，不仅提高了寻找坐标系的效率，降低了操作者的劳动强度。且由于是机床自动运算得到的卧铣头加工坐标系，无需人工干预，最大限度降低了误差，提升了加工的准确性。

2.编程实施方案

下面对照程序流程和程序示例，通过对程序流程的描述，具体阐述程序实施的详细介绍，以帮助本领域的技术人员对本专利的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

程序流程：需要用90度直角侧铣头加工零件时，使用G65调用O7777坐标系转换子程序，并输入A、B、C、D、E五个条件变量。A变量表示当前加工面的角度，B变量表示X轴的偏移量（偏移量：有些情况下侧面坐标系和立面坐标系不在同一个点上，存在一个偏差值），C表示Y轴的偏移量，D表示Z轴的偏移量，E表示刀补号（当前加工刀具的长度刀补存储的位置号）。

通过对条件变量A（变量A的值在数控系统中赋值到#1）的判断，确定侧铣头的角度，并跳转到对应的程序段，执行该角度的坐标系自动计算程序。计算结束后跳转回主程序继续执行加工过程。

在坐标转换子程序O7777中，变量#501是立头中心到90度直角头端面的距离。变量#502是立头端面到90度直角头中心的距离。

调用程序中的A、B、C、D、E分别对应转换子程序中的#1、#2、#3、#7、#8。

其中IF [#1 EQ 270] GOTO 7000······IF [#1 EQ 180] GOTO 7003这4段程序段用于对应0度、90度、180度和270度这4个直角加工面的判断语句。根据调用程序中变量A（当前角度）的值跳转到对应的计算程序段（N7000、N7001、N7002、N7003）。

例如90度直角头加工270度面时，变量A=270,子程序段中的#1就等于270。满足IF [#1 EQ 270]这个条件就会跳转到N7000程序段。跳转到N7000程序段后先选择当前平面（G90 G19 G94）,然后计算90度直角头X轴坐标系：#5241（90度直角头X轴坐标存储于G55坐标系）=#5221 （立头X轴坐标系存储于G54坐标系）-#501 (立头中心到90度直角头端面的距离)+#2（X轴偏移量）。  计算90度直角头Y轴坐标系：#5242（90度直角头Y轴坐标存储于G55坐标系）= #5222（立头Y轴坐标系存储于G54坐标系）+#3（Y轴偏移量）。  计算90度直角头Z轴坐标系：#5243（90度直角头Z轴坐标存储于G55坐标系）=#5223 （立头Z轴坐标系存储于G54坐标系）+#502（立头端面到90度直角头中心的距离）+#7（Z轴偏移量）。  加刀具长度刀补：G44 H#8 (负向刀补指令G44,正向刀补指令G43)。然后通过GOTO 7100跳转到子程序结尾N7100转换子程序执行结束返回主程序。

%O0001  ;主程序

G91 G28 Z0

G90 G54 G0 Y0；XY平面坐标系G54

G90 C0

G65 P7777 A0 B0 C-547.5 D0 E21；调坐标系转换子程序O7777，输入条件变量

G90 G55 G0 Y-100

G0 X13 60 Z-113 S1000 M03

……..

%

O7777；坐标系转换子程序

#501=243.723；立铣头主轴中心与侧铣头中心距离

#502=351.743；立铣头端面与侧铣头中心距离

IF[#1EQ270]GOTO7000

IF[#1EQ0]GOTO7001

IF[#1EQ90]GOTO7002

IF[#1EQ180]GOTO7003

N7000

G90 G19 G49

#5241=#5221-#501+#2

#5242=#5222+#3

#5243=#5223+#502+#7

G44 H#8

GOTO7100

N7001

G90 G18 G49

#5241=#5221+#2

#5242=#5222-#501+#3

#5243=#5223+#502+#7

G44 H#8

GOTO7100

N7002

G90 G19 G49

#5241=#5221+#501+#2

#5242=#5222+#3

#5243=#5223+#502+#7

G44 H#8

GOTO7100

N7003

G90 G18 G49

#5241=#5221+#2

#5242=#5222+#501+#3

#5243=#5223+#502+#7

G44 H#8

GOTO7100

N7100

M99

%

程序示例

结语：在此类五面加工过程中通过坐标系转换子程序将立头坐标系G54转换到90度直角头坐标系G55中去。当使用90度直角头加工侧面时只需要调取G55坐标系就可以加工了。整个转换过程由机床自动运算完成。