宏程序在毛坯零件高效找线加工中的应用

■ 河南平原光电有限公司 （河南焦作 454150） 刘红武 梁 兵 刘红德 高新平 王三民

我公司长期生产一种大型箱体铝铸件（见图1），其外形由多个角度面构成，精度高，结构复杂。如果采取多次装夹加工，易产生误差累积，且制作工装夹具费用较多。因此，选择在卧式数控机床上，一次找线定位、装夹，完成该零件周边各表面的加工，满足了零件图样精度要求。

1. 解决方案

1）如图2所示，用钻夹头夹持划针装在主轴上，手摇脉冲发生器移动Z轴、Y轴，转动B轴，将毛坯的钳工基准线和基准面找平、找正。设定工件主坐标系。

图1 大型箱体铝铸件

2）零件外形由多个角度面构成，每件零件加工前需要按钳工划线确定并建立多个工件坐标系；但是由于是粗基准，每次安装都要重新找正，工件坐标系数值也发生变化，必须要保证其他坐标系数值随之改变。如采用手工输入各面编程零点数据，效率较低且容易出错。因此，我们编写坐标系换算B类宏程序，引入到机床系统宏指令内，建立主坐标系与局部坐标系的数学模型，从而达到只需找正一个坐标系，即可通过宏程序计算其他坐标系并输入的功能，如图3所示。

图2 设定工件主坐标系

图3 建立模型

2. 具体应用

选用北京精密机床厂FANUC 0iMB系统卧式加工机床（见图4）进行零件加工，利用机床系统变量编写B类宏程序解决所产生的问题。

（1）建立工件主坐标 通过找线分别建立B、X、Y和Z坐标，程序如下：

图4 卧式加工机床

#5204=#5024（G54 第4轴B坐标输入）

M0 （暂停）

#5201=#5021 （G54X坐标输入）

M0 （暂停）

#5202=#5022 （G54Y坐标输入）

M0 （暂停）

%

O2236

T12 （换刀）

M98P2 （调用换刀子程序）

G0G90G54B0. （B坐标归零）

G43H12Z400.S2000M3 （建立刀具长度补偿）

M0 （暂停）

#5203=#5023-268.59+1 （刀具碰到刻线时执行该程序，Z坐标建立。其中268.9是刀具长度补偿，1为表面余量1mm）

M0 （暂停）

（2）工件坐标系自动转换 将以下调用程序输入到其他4个加工程序头部，当机床执行到该段程序时，工作台旋转的同时工件坐标系也随之转换，从而实现多角度面加工。

G65 K-902.06 P9000 C-75. （K为Z向转盘中心，P9000为调用O9000子程序，C为旋转角度。执行后主坐标自动转换到G58坐标系内）

G0 G90 G58 B0. （调用G58坐标系）

（3）子程序 G65调用的子程序如下：

%

O9000

#18=#5221

#19=#5223

#1=#18+#22

#2=#19+#23

#15=[#2-#6]*[#2-#6]

#16=[#1-#5]*[#1-#5]

#9=SQRT[#15+#16]

#12=#5

#13=#6

IF[#1EQ#5]GOTO25

N5IF[#1GE#5]GOTO30

N10IF[#1LT#5]GOTO35

N15IF[#1LE#5]GOTO40

N20IF[#1GT#5]GOTO45

N25IF[#2EQ#6]GOTO500

GOTO5

N30IF[#2LT#6]GOTO100

GOTO10

N35IF[#2LE#6]GOTO200

GOTO15

N40IF[#2GT#6]GOTO300

GOTO20

N45IF[#2GE#6]GOTO400

N100#8=ATAN[ABS[#1-#5]]/[ABS[#2-#6]]

#11=#3+#8

#12=#5+#9*SIN[#11]

#13=#6-#9*COS[#11]

GOTO500

N200#7=ATAN[ABS[#2-#6]]/[ABS[#1-#5]]

#10=#3+#7

#12=#5-#9*COS[#10]

#13=#6-#9*SIN[#10]

GOTO500

N300#8=ATAN[ABS[#1-#5]]/[ABS[#2-#6]]

#11=#3+#8

#12=#5-#9*SIN[#11]

#13=#6+#9*COS[#11]

GOTO500

N400#7=ATAN[ABS[#2-#6]]/[ABS[#1-#5]]

#10=#3+#7

#12=#5+#9*COS[#10]

#13=#6+#9*SIN[#10]

N500G10L2P6X#12Y#5222 Z#13

M99

%

3. 实施效果

零件加工后相互位置一致性好，完全达到图样精度要求，各表面局部坐标系换算迅速、准确，降低了操作工人每次换算坐标的劳动强度，各加工参数修改容易、直观。

4. 应用及拓展范围

坐标建模宏指令方法经编写、引入机床系统，已在许多数控机床上得到使用，主坐标系与局部坐标系的数学换算零错误，在多角度回转加工中发挥着重要作用。宏程序不仅可以简化运算，而且安全可靠。经过长期加工验证，该宏程序安全、快捷，可有效节约时间，提高加工效率。