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(X或Z)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,则主轴在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,才可以用C关键字对主轴进行位置编程,或用TRANSMIT、TRACYL指令进行端面或柱面编程。
- 在主轴处于“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M19或SPOS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,n=1, 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:
- M03\M04\M05 ;主轴或动力头正转\反转\停止
- S… ;主轴或动力头转速
- 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:
- TRANSMIT和TRAFOOF为单独程序段编程,且系统上电后的默认设置为TRAFOOF。
- 如果程序执行至TRANSMIT和TRAFOOF之间,即在端面插补执行的过程中按下“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TRANSMIT或TRAFOOF程序段之前编程了G41或G42,请先编程G40取消刀补,再编程TRANSMIT或TRAFOOF。
- 在激活端面插补后,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。
- 在激活端面插补之前,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,不能改变工件坐标系,如果改变则报警。
- TRANSMIT和TRAFOOF必须成对使用,缺一则系统报警。
- 对于虚拟坐标系,线性轴X是以直径尺寸还是半径尺寸编程由DIAMON/DIAMOF决定,Y轴则始终以半径尺寸编程。
- 在端面插补中允许使用下列指令:G03
- 运动指令:G00、G01、G02、G03
- 暂停指令:G04
- 刀补指令:G40、G41、G42
- 子程序调用
- 固定循环:CYCLE81~CYCLE89
- 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 SETMS(2) ;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 CR=10
N110 G01 X-32
N120 Y-6
N130 G03 X-12 Y-16 CR=10
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:mm。d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。
- TRACYL和TRAFOOF为单独程序段编程,且系统上电后的默认设置为TRAFOOF。
- 如果程序执行至TRACYL和TRAFOOF之间,即在柱面插补执行的过程中按下“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TRACYL或TRAFOOF程序段之前编程了G41或G42,请先编程G40取消刀补,再编程TRACYL或TRAFOOF。
- 在激活柱面插补后,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。
- TRACYL和TRAFOOF必须成对使用,缺一则系统报警。
- 在激活柱面插补后,如果编程了X轴的移动,X轴是以直径尺寸还是半径尺寸编程由DIAMON/DIAMOF决定。Y和Z轴始终以半径尺寸编程。
- 在柱面插补中允许使用下列指令:
- 运动指令:G00、G01、G02、G03
- 暂停指令:G04
- 刀补指令:G40、G41、G42
- 子程序调用
- 固定循环:CYCLE81~CYCLE89
- 固定循环:CYCLE81~CYCLE89
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