在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試制中多使用加工中心，由于產(chǎn)品變化快，長(zhǎng)期以來(lái)縮短工序間的切換時(shí)間、提高生產(chǎn)效率，一直是我們最為關(guān)心的問(wèn)題。為此，利用臥式加工中心的回轉(zhuǎn)中心，開(kāi)發(fā)了一套快速計(jì)算工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)的程序，在加工無(wú)規(guī)則的斜孔和斜面的過(guò)程中，取得了良好的效果。

1 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與機(jī)械坐標(biāo)的計(jì)算原理與格式

1) 編制計(jì)算工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與機(jī)械坐標(biāo)的程序原理 以機(jī)械原點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個(gè)坐標(biāo)系，用三角函數(shù)計(jì)算出工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與機(jī)械原點(diǎn)的關(guān)系，再利用數(shù)控系統(tǒng)的局部變量將它們之間的換算關(guān)系表達(dá)出來(lái)，編制成一個(gè)O****的子程序。

2) 工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)計(jì)算格式(FANUC系統(tǒng))

G65P****X#24Y#25Z#26Q#17B#101R#18S#19T#20U#21I#4

    其中X、Y、Z后面值為所校正的定位銷(xiāo)或定位面的機(jī)械坐標(biāo)值，B為校平工裝時(shí)，工作臺(tái)的角度，R、S、T對(duì)應(yīng)于新的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與原工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的偏移值，Q對(duì)應(yīng)于新的工件坐標(biāo)系與原工件坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度(一般是圖紙標(biāo)注的角度), U為角度修正值，I為坐標(biāo)系。

2 加工斜孔的三種方法

1) 先平移后旋轉(zhuǎn) 所謂先平移后旋轉(zhuǎn)，是指在加工過(guò)程中，先將工件定位的坐標(biāo)系平移到指定加工孔的孔口，然后再將平移后的工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)某一指定的角度，建立一個(gè)新的工件坐標(biāo)系進(jìn)行零件的加工。

圖1

如要加工圖1中K向所示的孔，在建立新的工件坐標(biāo)系的時(shí)候，我們可采用先平移后旋轉(zhuǎn)的方法，主要有以下幾個(gè)步驟：

①選圖紙的零點(diǎn)為原工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立如圖1所示的X-Y工件坐標(biāo)系；

②將X-Y工件坐標(biāo)系的X向向負(fù)方向平移110.8mm, Z向向負(fù)方向平移302.2mm;

③將平移后的工件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)150°建立一個(gè)X’-Z’新的工件坐標(biāo)系；

④ 新建立的X’-Z’工件坐標(biāo)系，在編程時(shí)其原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)計(jì)算格式為

G65P****X#24-110.8Y#25Z#26-302.2Q150.B#101RO.S0.T0.U0.I#4。

2) 先旋轉(zhuǎn)后平移 所謂先旋轉(zhuǎn)后平移，是指在加工過(guò)程中，先將工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)某一指定的角度、然后再將旋轉(zhuǎn)后的工件坐標(biāo)平移到指定孔的孔口，建立一個(gè)新工件坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行零件的加工。

圖2

如要加工附圖2中f6.5的斜孔時(shí)，在建立新的工件坐標(biāo)系的過(guò)程中，我們可采用先旋轉(zhuǎn)后平移的方法，主要有以下幾個(gè)步驟：

①選取f92的圓心為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立如圖所示的X-Z工件坐標(biāo)系；

②將X-Z工件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)38°;

③將旋轉(zhuǎn)后的工件坐標(biāo)系Z向向負(fù)方向平移46mm ，建立一個(gè)X’-Z’的新工件坐標(biāo)系；

④新建立的X’-Z’工件坐標(biāo)系，在編程時(shí)．其原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)的計(jì)算格式為

G65p****X#24Y#25Z#26Q38.B#101R0.S0.T-46.U0.I#4

同理，如要加工附圖2中f7.5 的斜孔時(shí)，在建立坐標(biāo)系時(shí)，有以下幾個(gè)主要步驟：

①取f92圓的圓心為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立如圖X-Z工件坐標(biāo)系；

②將X-Z工件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)24°28’或24.467°;

③將旋轉(zhuǎn)后的工件坐標(biāo)系Z向向負(fù)方向平移46mm建立一個(gè)X’-Z’的新工件坐標(biāo)系；

④新建立的X’-Z’工件坐標(biāo)系，在編程時(shí)，其原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)的計(jì)算格式為

G65P****X#24Y#25Z#26Q-24.467B#101R0.S0.T-46.U0.I0.I#4

3) 先平移后旋轉(zhuǎn)與先旋轉(zhuǎn)后平移結(jié)合運(yùn)用 如加工圖1中S向斜孔時(shí)，若只運(yùn)用上述兩種方法中的一種，都要通過(guò)一些計(jì)算才能完成坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，但如果把兩種方法結(jié)合起來(lái)使用，就不需要計(jì)算，具體步驟如下：

①先將X-Z工件坐標(biāo)系原點(diǎn)平移到直徑為f489的大圓中心，即X向向負(fù)方向平移125mm , Z向向負(fù)方向平移18mm ;

②將平移后的工件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)150°;

③將平移、旋轉(zhuǎn)后的工件坐標(biāo)系Z向向正方向平移244.5mm，建立一個(gè)新的工件坐標(biāo)系X”-Z”

④新建立的X”-Z”工件坐標(biāo)系，在編制時(shí)，其原點(diǎn)計(jì)算格式為

G65P****X#24-125.Y#25Z#26-18.Q150.B#101R0.S0.T244.5UO.I#4

3 結(jié)論

     通過(guò)以上幾個(gè)例子可以看出，在臥式加工中心上，運(yùn)用工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)的計(jì)算程序進(jìn)行斜孔的加工是非常方便的。一旦零件的定位方式確定后，我們只需校正好定位銷(xiāo)或定位面的X、Y、Z的機(jī)械坐標(biāo)和校平工裝時(shí)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度B，即可進(jìn)行不規(guī)則的斜孔的加工；不需要每建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，就去校正或人工計(jì)算一次該工件坐標(biāo)系原點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)。具體采用哪種方法，要示圖紙的標(biāo)注尺寸而定，其原則是盡量減少計(jì)算，以圖紙尺寸為準(zhǔn)，避免不必要的錯(cuò)誤，這幾年的實(shí)踐證明，運(yùn)用此工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)的計(jì)算程序，加工出來(lái)的零件都符合圖紙要求，減輕了工藝員和生產(chǎn)者的工作量，提高了生產(chǎn)效率，加快了試制進(jìn)程。