浅谈SINUMERIK802S 数控车削加工技巧

2010-02-26陈桂琦

装备制造技术 2010年2期

陈桂琦

（河南焦作大学，河南焦作454003）

数控车削加工，是将预先编制好的数控程序输入数控系统，数控系统按照加工程序的要求，先进行插补运算和编译处理，然后发出控制指令，使数控车床各坐标轴、主轴及辅助系统协调动作，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工。数控车削加工一般可分为：零件图工艺分析、数值计算、编制程序、对刀、首件试切、正式加工。其中对刀是必不可少的重要环节，也是保证零件加工质量的关键的因素之一。

1 数控车削的基本坐标系

在数控车削加工中，通常涉及到两个坐标系：

一是机床坐标系，即机床上固有的坐标系。机床坐标系的原点，也称机床原点，其位置由各机床生产厂设定，不能随意改变。

二是工件坐标系，也叫做编程坐标系，是进行数控编程和加工时使用的坐标系，由编程人员根据被加工零件合理选择。工件坐标系选定后，编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具的运行轨迹，刀具的运动是在工件坐标系中进行的；而在机床上加工工件时，刀具是在机床坐标系中运动的。所以，在数控车床进行切削加工之前，需要通过对刀来把工件坐标系和机床坐标系联系起来，从而在机床坐标系中正确地建立起工件坐标系。

2 SI N U M ER I K802S数控车削的对刀技巧

数控车床是在数控系统的控制下自动完成对零件加工的，而建立正确的坐标系，并且通过对刀确定工件原点的位置，是准确控制刀具的运动轨迹、保证加工质量的前提。为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机床坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机床坐标系中的位置，这个过程就是对刀。

对刀是数控加工中较为复杂的工艺过程之一，对刀结果的准确与否，将直接影响到被加工零件的质量。由于对刀操作实践性强，空间几何关系难以理解，很多操作者只是简单记下了操作步骤，而没有真正从理论上理解，容易发生对刀错误，造成撞刀或过切而引起零件报废。

SINUMERIK802S数控车的对刀，是利用机床本身自带的刀具补偿窗口来确定刀具补偿值的，其窗口如图1所示。对刀时可根据车床自身的补偿特点，只要用试切的方法取得X-Z的补偿数据，就可自动“计算”并储存在系统内。将所需刀具在手动状态下进行试切，试切后，在“对刀”窗口中轴X下面的零偏值中，需要输入试切后所测量工件的直径，再按“计算”和“确认”，系统会自动计算出该把刀的X偏移量，而不必人为计算后输入。在“对刀”窗口中轴Z则只需在Z向试切处直接按“计算”和“确认”，系统会自动计算出该把刀的Z偏移量，存储在系统内。掌握以上对刀原理后，利用西门子802S数控车本身自带的刀具补偿窗口，可以很方便、准确、快速地对每把刀进行对刀，缩短辅助时间，提高数控车床的加工效率。

图1 刀具补偿窗口

3 G 54指令应用技巧

在SINUMERIK802S数控车系统中，G54为可设定的零点偏置，其窗口如图2所示。它给出工件零点在机床坐标系中的位置，即工件零点以机床零点为基准偏移。如果是同一毛坯材料，一次装夹加工出多个零件或一个工件实现多个相同的刀具路径，采用G54指令很方便，用偏移零点的方式偏移编程原点到所需的坐标点处即可。所需偏移数据X或Z手动输入，系统则会自动保存。

G54不适合应用进行刀具偏移的方式，来使机床原点和编程原点重合，因为采用G54就需要计算出补偿数据并要输入，使用起来麻烦；再者，用G54的关键，是要把刀具补偿数据全部清零，否则就会撞刀，甚至出现事故。如果不把刀具补偿数据全部清零，G54所需的坐标数值，就是对刀时的数值与刀具补偿数据矢量计算后的数据，才能算是G54输入的数值。有很多操作者就是因为没有真正掌握G54的适用场合而盲目采用，则会在加工时出现意外，无法完成零件的加工。所以在实际加工中，一定要根据具体情况灵活选用。

图2 可设定的零点偏置窗口

4 程序复位后“搜索断点”应用技巧

数控车床是将加工过程所需的各种操作和步骤，以及刀具和工件之间的相对位移量，用数字化代码编制成加工程序，输入到车床数控系统中，数控系统对输入的信息进行处理与运算，并发出各种指令来控制伺服系统或其他执行元件，使其自动加工出所需零件。在数控自动加工过程中，如果需要中断程序，再从头执行，必然会浪费大量时间。SINUMERIK802S系统的数控车的“搜索断点”功能，可以把复位了的执行程序，在中断处继续执行，无需把程序重头开始执行，这样省去了执行已经执行过的程序段，从而提高数控车床的生产效率。在实际操作中，具体使用方法如下：

（1）在自动执行过程中，由于种种原因程序需中断执行，按复位键，此时菜单就会出现如图3所示界面。