3.车铣复合功能

    使用本系统的车铣复合功能进行编程,可以实现主轴旋转轴(C轴)与其它进给轴(XZ)联动进行插补,在端面或圆柱面进行铣削加工。

3.1      主轴模式切换

        通常车铣复合机床中装夹工件的主轴称为第一主轴,实现铣削功能的动力头依次称为第二主轴、第三主轴、第四主轴等。车铣复合加工需要通过主轴模式的切换来实现。

3.1.1  主轴的轴模式

    在车铣复合机床中,第一主轴可以作为旋转的运动轴(即C轴)来控制。让第一主轴作为C轴来控制的模式称为“轴模式”。

编程:

M70 C...   ;使第一主轴切换到“轴模式(C...可以不编,缺省为C0

  说明:

  • 编程“M70 C...”后,如果主轴正在旋转,则主轴减速寻找零点信号,找到后直接定位到C”指令指定的角度;如果主轴是停止状态,则主轴找到零点信号后定位到该角度。若只编程“M70”,省略“C...”,则主轴直接定位到零点位置
  • 只有在主轴切换到轴模式后,可以用C关键字对主轴进行位置编程或用TRANSMITTRACYL指令进行端面或柱面编程
  • 主轴处于轴模式”的状态下,按复位键则主轴恢复“旋转模式

3.1.2  主轴的旋转模式

         让第一主轴作为普通加工轴来控制的模式称为“旋转模式”。即使用M03\M04\M05控制第一主轴正转、反转或停止,使用M19SPOS控制第一主轴定位。

编程:

M71      ;使第一主轴切换到“主轴模式”

     说明:

    主轴从轴模式切换到旋转模式后,延用原来定义的S值。

3.1.3  当前加工主轴

         在车铣复合加工中,如果装夹工件的主轴转换到了“轴模式”,那么就要编程指定将哪个主轴作为当前加工主轴使用。

编程:

SETMS (n)        ;指定主轴n为当前的加工主轴,n1, 2, 3…

     说明:

  • 若需将第一主轴设为当前加工主轴,可以省略指定的主轴号,直接编程SETMS
  • 只有在主轴停止的状态下,才能切换加工主轴。如果在主轴旋转情况下编程SETMS (n)则系统报警。
  • 当动力刀头被切换为当前加工主轴后,与第一主轴一样,用M代码来控制动力头的旋转、停止或定位,即:
  1. M03\M04\M05                               ;主轴或动力头正转\反转\停止
  2. S…                                                     ;主轴或动力头转速
  3. M19 SP=…\SPOS=…                     ;主轴或动力头定位

3.2      端面插补TRANSMIT

         端面插补主要用于车削件的端面加工。用户只需在直角坐标系中编程,控制系统会将编程的直角坐标系的运动转换成实际坐标轴的运动。端面铣削如图3.1所示:

            图3.1 端面插补

    坐标系由X轴和C轴组成,其中X轴称为第一轴,将C轴虚拟成第二轴Y轴。用户只需要在XY平面内进行端面编程,系统会把编程的直角坐标系值,转换为实际坐标轴X轴和C轴的运动。

编程:

TRANSMIT              ;激活端面插补

TRAFOOF                ;取消端面插补

  坐标系定义:

        用户进行端面编程时,使用的是虚拟坐标系;而实际的机床运动是在物理坐标系下进行插补运算的。

  • 虚拟坐标系

    坐标系由X轴和Y轴组成标准笛卡尔坐标系,用右手定则进行判定(拇指指向X轴正方向,食指指向Y轴正方向,中指指向Z轴正方向)。虚拟坐标系的原点在回转工件的中轴线上。

  • 物理坐标系

    坐标系由X轴和C轴组成,其中C轴的单位是度,代表主轴转过的角度。按照右手螺旋定则,在XY平面内,C轴逆时针旋转为正。

  说明:

  • TRANSMITTRAFOOF单独程序段编程,且系统上电后的默认设置为TRAFOOF
  • 如果程序执行至TRANSMITTRAFOOF之间,即在端面插补执行的过程中“复位”键端面插补的状态将被取消
  • 在使用端面插补功能时,可以使用刀具半径补偿功能(G41/G42/G40)。但是在激活或取消端面插补时,必须关闭刀具半径补偿功能,否则系统将报警所以如果在TRANSMITTRAFOOF程序段之前编程了G41G42,请先编程G40取消刀补,再编程TRANSMITTRAFOOF
  • 激活端面插补后,系统自动设定工作平面G17有效(在Z方向上进行刀具长度补偿;在G17平面内编程圆弧插补指令),取消端面插补之后,系统自动恢复激活端面插补之前指定的工作平面。
  • 激活端面插补之前,请对用于端面切削的刀具进行X方向准确的对刀否则端面插补无法正常执行。在端面插补期间,不能改变工件坐标,如果改变则报警。
  • TRANSMITTRAFOOF必须成对使用,缺一则系统报警。
  • 对于虚拟坐标系,线性轴X直径尺寸还是半径尺寸编程由DIAMON/DIAMOF决定Y始终以半径尺寸编程。
  • 在端面插补中允许使用下列指令:G03
  1. 运动指令:G00G01G02G03
  2. 暂停指令:G04
  3. 刀补指令:G40G41G42
  4. 子程序调用
  5. 固定循环:CYCLE81CYCLE89
  • 在激活端面插补的情况下,可以编程执行Z轴的移动,与端面插补无关;但是不能编程C轴移动,否则系统将报警。

    示例:

编程:

N10 T06 F400

N20 Z-10                              ;接近起始点

N30 M70                            ;主轴切换为轴模式,

N40 SETMS2              ;同时第二主轴为加工主轴

N50 M03 S500                   ;第二主轴正转,500r/min

N60 TRANSMIT                   ;端面铣削插补有效

N70 G42 Z-10                      ;设置工作平面X/Y和零点偏移

N80 G01 X32 F100              ;指定刀具半径补偿指令

N90 Y6                                   ;虚拟轴坐标为6mm

N100 G03 X12 Y16 CR10

N110 G01 X-32

N120 Y-6

N130 G03 X-12 Y-16 CR10

N140 G01 X32

N150 Y0

N160 G40 X80                       ;取消半径补偿

N170 TRAFOOF                     ;取消端面铣削

N180 G00 Z30

N190 M71                              ;主轴模式切换

N200 M30

    注意:

    极点是线性轴X和旋转轴C轴的交点。执行端面插补时,在极点区域内,一个小的位置改变,都会引起旋转轴C轴的较大旋转,所以不推荐刀具中心过极点的运动,以免旋转轴过载。

3.3      柱面插补  TRACYL

        柱面插补用于加工圆柱体上的纵槽、横槽或者任意轨迹的槽。槽的运行轨迹是以水平展开的圆柱表面为参考进行编程的。如图3.2所示。

           图3.2 柱面插补

    柱面插补坐标系是由Z轴和旋转轴(C轴)组成。编程时,将圆柱的外表面展开,这样编程就是在一个平面上进行。在柱面插补模式下,用户只需要在圆柱展开面上进行编程。控制系统将编程的平面坐标系的运行转换为实际机床轴的动作.

编程:

TRACYL (d)     ;激活柱面插补,d为圆柱的直径

TRAFOOF         ;取消柱面插补

     坐标系定义:

    用户进行柱面编程时,使用的是虚拟坐标系;而实际的机床运动是在物理坐标系下进行插补运算的。

  • 虚拟坐标系

    坐标系由Z轴和Y轴组成标准笛卡尔坐标系,用右手定则进行判定(拇指指向X轴正方向,食指指向Y轴正方向,中指指向Z轴正方向)。虚拟坐标系的原点在回转工件的中轴线上。

  • 物理坐标系

    坐标系由Z轴和C轴组成,其中C轴的单位是度,代表主轴转过的角度。

     说明:

  • 指令TRACYL (d)中,d是圆柱的直径,d>0,单位:mmd参数必须编程,不编或编程值小于等于0则报警。d始终是直径值,不受DIAMON/DIAMOF控制。
  • TRACYLTRAFOOF单独程序段编程,且系统上电后的默认设置为TRAFOOF
  • 如果程序执行至TRACYLTRAFOOF之间,即在柱面插补执行的过程中“复位”键,柱面插补的状态将被取消
  • 在使用柱面插补功能时,可以使用刀具半径补偿功能(G41/G42/G40)。但是在激活或取消柱面插补时,必须关闭刀具半径补偿功能,否则系统将报警所以如果在TRACYLTRAFOOF程序段之前编程了G41G42,请先编程G40取消刀补,再编程TRACYLTRAFOOF
  • 激活柱面插补后,系统自动设定工作平面G19有效(在X方向上进行刀具长度补偿;在G19平面内编程圆弧插补指令),取消柱面插补之后,系统自动恢复激活柱面插补之前指定的工作平面。
  • TRACYLTRAFOOF必须成对使用,缺一则系统报警。
  • 激活柱面插补如果编程了X的移动X轴是直径尺寸还是半径尺寸编程由DIAMON/DIAMOF决定。YZ轴始终以半径尺寸编程。
  • 在柱面插补中允许使用下列指令:
  1. 运动指令:G00G01G02G03
  2. 暂停指令:G04
  3. 刀补指令:G40G41G42
  4. 子程序调用
  5. 固定循环:CYCLE81CYCLE89
  • 固定循环:CYCLE81CYCLE89

    示例:

N10 T1 D1

N20 G54 G90

N30 G0 Z10

N40 X40

N50 M70                                         ;第一主轴切换为轴模式

N60 SETMS(3)                                 ;第三主轴做为当前加工主轴

N70 M03 S3000                              ;第三主轴正向旋转

N80 TRACYL(30)                              ;启动柱面插补,直径是30

N90 G01 Y0 Z10 F1000

N100 G42 Y-5.09 Z3

N110 G01 X25 F50

N120 G01 Z-16 RND=2.278 F150

N130 Y3.036 RND=2.068

N140 Z-4.568

N150 G03 Z-2.5 Y5.09 CR=2.068

N160 Z3

N170 G40 Y0 Z10

N180 G00 X60

N190 TRAFOOF

N200 M05

N210 M71

N220 G00 X100

N230 Z100

N240 M30

 

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