卧式加工中心回转中心的测定及坐标计算

虞志刚+刘刚

摘 要： 主要阐述了卧式加工中心的回转工作台的回转中心的变化和快速测定方法以及工件坐标在卧加上的通用计算公式的介绍。

关键词： DH80卧式加工中心；机床回转中心测定；工件坐标计算

问题提出

大多数卧式加工中心都配有回转工作台，这样可以实现在零件一次安装中多个加工面的加工。卧式加工中心主轴端面与B轴回转中心有个固定值，因为卧加B轴旋转，用宏程序换算工件各个回转角度的坐标系的时候需要用到这个值ΔZ。一般来说这个值是恒定的，可最近我们公司的一台DH80三菱卧式加工中心经常出现这个数值ΔZ莫名的变动。这个数值ΔZ的变动有时可以达到±0.6㎜，严重影响了产品质量，而且这样往往会出现批量性的质量事故。

现在我们急需解决以下问题：

机床回转中心的ΔZ值怎样测定；

机床回转中心的ΔZ值的变化影响了工件坐标系，怎样方便的计算出工件各个回转角度的坐标系。

分析问题

机床随着使用时间的增加，特别是在机床相关部分出现机械故障时，都有可能使机床回转中心出现变化。例如，机床在加工过程中出现撞车事故、机床丝杠螺母松动时等。因此，机床回转中心必须定期测量，特别是在加工相对精度较高的工件之前应重新测量，以校对机床回转中心，从而保证工件加工的精度。所以机床回转中心的ΔZ值怎样才能快速方便的测定出来就很重要，要保证一般操作工都能在指导后进行准确测定。而这个ΔZ值的变化对工件坐标系的影响，也需要想出合理的方法来妥善解决。

解决问题

3.1 工作台回转中心ΔZ值的测量方法有很多种，通过和车间工艺师商讨我们决定用下面的方法来测量：

3.1.1 先准备工具，有百分表，表座，标准芯棒，塞尺，标准块；

3.1.2 将标准块固定在回转工作台上，在工作台为0度时用百分表拉平（一般控制在2丝以内）；

3.1.3 将标准芯棒装在主轴上，通过手轮移动芯棒接近固定在工作台上的标准块，用塞尺调节二者之间的距离为适当的松紧，记下NC显示的Z轴机械坐标值Z1（一般为负值），后退芯棒到安全位置；

3.1.4 转动工作台到180度位置，同样通过塞尺调整芯棒和标准块之间的距离为合适时记下Z轴机械坐标值Z2；

3.1.5 ΔZ=（Z1+Z2+2倍塞尺厚度+标准块厚度）/2+芯棒长度

当然，在日常工作中，由于工作台上的工装拆卸比较麻烦，我们就可以直接用工装来代替标准块。先用面铣刀在工装的0°和180°两面上对称的铣出两个平面，再用外径千分尺测量出两平面之间的距离来代替标准块厚度，最后用机床上配置的测量头分别测量0°和180°的这两个面记录下Z1和Z2值，同样可以方便的计算出ΔZ值。

3.2 随着ΔZ值的确定，测量工装0°面得出工件坐标系0°面的工件坐标，而工件其他B轴回转角度的坐标可以通过平面不同直角坐标系之间的转换来推理出的公式来进行计算。设Oxy和O′x′y′是两个坐标系，O′在Oxy中的坐标为（x0，y0），由Ox到O x′的角度为t，坐标系转换公式是：

x′=（x﹣x0）cost﹢（y﹣y0）sint， y′=（y-y0）cost-（x-x0）sint

其中Oxy为工件坐标系，Ox′y′为工作台回转中心的坐标系

上面公式的使用注意点：

3.2.1 x′，y′是基准点在回转中心中的坐标值；

3.2.2 x，y是基准点在工件坐标系中的坐标值；

3.2.3 x0， y0是回转中心在工件坐标系中的坐标值；

3.2.4 所求的x′，y′就是要设定的各回转面的坐标。（y′即Z值，注意正负）

上面的公式还可以用来编制坐标计算的宏程序，下面就是GE气缸盖二工位工件坐标系计算的宏程序（西门子840D系统）：

%_N_GE_ZBJS_A_MPF

；$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_GE_WPD

N10 R1=-0.045 R2=-0.017 R3=200.057（R1和R2为0°面测量值×﹣1）

N20 R4=（0-R1）*COS（0）+（-163-R2）*SIN（0）

N30 R5=R3+173.5

N40 R6=（-163-R2）*COS（0）-（0-R1）*SIN（0）

N50 R7=（248-R1）*COS（158）+（106-R2）*SIN（158）

N60 R8=R3+173.5+38.5

N70 R9=（106-R2）*COS（158）-（248-R1）*SIN（158）

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N200 $P_UIFR[1，X，TR]=R4 （G55 X）

N210 $P_UIFR[1，Y，TR]=R5 （G55 Y）

N220 $P_UIFR[1，Z，TR]=-R6（G55 Z）

N230 $P_UIFR[2，X，TR]=R7 （G56 X）

N240 $P_UIFR[2，Y，TR]=R8 （G56 Y）

N250 $P_UIFR[2，Z，TR]=-R9（G56 Z）

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N380 M17

4.结论

以上的测量和坐标计算方法方便快捷，也十分准确，可以适用于公司的所有卧式加工中心，简化了工人的操作并有效地提高了机床加工的加工質量。■