李金強,王欲春,王勇斌
(通用電氣能源(杭州)有限公司,浙江杭州 311231)
在復(fù)雜零部件加工過程中往往涉及到不同角度的斜面加工,在工作平面發(fā)生變化時,刀具長度、半徑補償需要隨之發(fā)生相應(yīng)變化。未使用Cycle800功能前,只能通過不同的工裝將工件墊平后加工,或在不同斜面時需通過大量的復(fù)雜計算將刀具長度、半徑補償?shù)葦?shù)據(jù)換算的加工平面。這樣不僅需要花費大量的成本及時間,而且容易出錯。應(yīng)用Cycle800功能后,可以達到刀具長度、半徑補償自動計算到各旋轉(zhuǎn)后的不同加工平面上,使萬向角銑頭能在任意空間平面上進行銑圓、鉆孔以及銑螺紋等一系列復(fù)雜加工。目前很多加工業(yè)同行甚至機床廠家對Cycle800功能一知半解,尤其是尚不清楚如何精確測出萬向銑頭實際補償值,如何設(shè)置補償值,以及如何驗證。為此,根據(jù)通用電氣能源(杭州)有限公司實際應(yīng)用情況,總結(jié)萬向銑頭Cycle800補償值的測量、設(shè)置以及驗證,此方法可以應(yīng)用到落地鏜銑床、龍門銑等機床。
Cycle800循環(huán)用于回轉(zhuǎn)到一個任意的表面,以加工或者測量該表面。通過循環(huán),在考慮機床運動鏈的情況下,通過調(diào)用相應(yīng)的NC功能將有效的工件零點和刀具補償換算到斜置表面上,并定位回轉(zhuǎn)軸(選擇性地)?;剞D(zhuǎn)可以選擇軸向進行,作為投影角和立體角。在定位回轉(zhuǎn)軸之前,線性軸可以選擇空運行。回轉(zhuǎn)也包括功能“設(shè)置刀具”。簡而言之,可以利用Cycle800功能,加工平面一旦發(fā)生變化,可以把附件(萬向銑頭)的尺寸參數(shù)和刀具長度、半徑補償自動計算到旋轉(zhuǎn)后的工件坐標(biāo)系零點上,完全遵循右手法則,在任何平面加工都像在G17平面加工一樣。以正交萬向銑頭(圖1)為例,闡述萬向銑頭尺寸補償值的測量、設(shè)置及驗證。
圖1 正交萬向銑頭
該類型的萬向角銑頭根據(jù)Cycle800功能說明,此萬向角銑頭為回轉(zhuǎn)頭(類型T)需測量各軸的偏移矢量 I1,I2,I3。測量時需注意,矢量總是以機床運動的初始位置為基準(zhǔn)。I3從刀具托架到第2個回轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心/交點的距離;I2從回轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)中心/交點到回轉(zhuǎn)軸1的旋轉(zhuǎn)中心/交點的距離;I1如果回轉(zhuǎn)頭不可更換,矢量鏈關(guān)閉I1=-(I2+I3)。測量時,相關(guān)值需在當(dāng)百分表顯示為0時從控制面板上讀取,測量基于1個精度合格的芯棒。
2.1 LA實際值測量(圖2)。
如圖3所示,將萬向銑頭扳到A=0°,C=-90°位置,將百分表指針朝X正方向并找出芯棒最高點后將百分表調(diào)零,此X坐標(biāo)設(shè)為X0,將萬向銑頭扳到A=-90°,C=-90°位置,移動X軸將芯棒端面接近百分表針,直至百分表讀數(shù)為0,記錄此時X坐標(biāo)為X1。自動銑頭可直接定位旋轉(zhuǎn)到該角度,手動銑頭需用芯棒確認(rèn)母線平行度,一般控制在0.03/300mm以內(nèi)。同理將萬向銑頭扳到A=0°,C=-90°位置將百分表指針朝X負(fù)方向并找出芯棒最高點后將百分表調(diào)零,此X坐標(biāo)設(shè)為X0,將萬向銑頭扳到A=90°,C=-90°位置,移動X軸將芯棒端面接近百分表針,直至百分表讀數(shù)為0,記錄此時X坐標(biāo)為X2。則 LA=(X1-X2)/2-芯棒的長度+芯棒的半徑。
圖2 LA實際值測量
圖3 LA實際值測量過程
2.2 LA/C軸距離的實際值測量(圖4)
如圖5所示,將萬向銑頭扳到A=0°,C=0°位置將百分表指針朝 X正方向并找出芯棒最高點后將百分表調(diào)零,此X坐標(biāo)設(shè)為X1,將萬向銑頭扳到 A=0°,C=180°位置,移動X軸式芯棒接近百分表并找出芯棒最高點位置,移動X軸直至百分表讀數(shù)為0,記錄此時X坐標(biāo)為 X2。則 LA/C=(X1-X2)/2。
圖4 LA/C軸距離實際值測量
測出萬向角銑頭的基本尺寸參數(shù)LA及LA/C后就可以進行相關(guān)補償值設(shè)置了。補償程序設(shè)置的補償程序段如下。
對應(yīng)開機調(diào)試界面如圖6所示。如果V1,V2回轉(zhuǎn)軸軸線未相交存在一定的偏差,同樣也可以測出其Y方向的相關(guān)矢量,然后進行補償設(shè)置。
圖5 LA/C軸距離實際值測量過程
圖6 開機調(diào)試界面
需特別注意:①驗證前必須運行下剛作補償設(shè)置的補償程序;②第1次調(diào)用主程序的回轉(zhuǎn)循環(huán)之前必須設(shè)置刀具(刀具刀沿D>0)和零點偏移(NV),否則運行Cycle800功能后其補償值不生效;③正確設(shè)置回轉(zhuǎn)方向(一般A軸在正方向應(yīng)取負(fù)方向,反正則取正方向)。示例如圖7所示:找G17,G18,G19基準(zhǔn)面,或機床直接加工3個基準(zhǔn)面;萬向銑頭在A=0°,C=0°時,對好 X,Y,Z 零點;將萬向銑頭扳到 C=90°,A=0°位置,運行 Cycle800驗證程序;驗證旋轉(zhuǎn)后 C=90°,A=0°對應(yīng)的 X,Y,Z的偏差值。同理可以用同樣的方法驗證其他不同角度。
圖7 示例