岩棉保温板施工工艺

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四轴卧式加工中心的应用已越来越普遍，但仍需要不断钻研和发掘设备的性能和功能，才能将其优势发挥到极致，从而更高效地加工出更高质量的产品零件。本文以工作台旋转后的坐标系转换为例，介绍利用宏stp绝热保温板 程序完成带B轴卧式加工中心的工作台旋转后坐标系自动转换的方法。

2 坐标系转换存在的问题

一个工件有多个面需要加工时，使用带B轴的四轴卧式加工中心比较方便，只需一次装夹，就可以通过旋转工作台实现多个面的加工。在实际工作中，由于工件中心一般不是刚好放在工作台旋转中心，而且工件形状各异，所以通常加工每个面时都要重新测量并设定工件坐标系，效率低而且有测量误差，一些形状复杂的斜面或图样上的虚构面甚至根本无法测量。

仔细思考这个问题不难发现，根据零件形状要求，构建不同坐标系，再利用几何模型和图样尺寸列出各坐标系之间的关系，从而实现坐标系的转换，即可解决以上问题。考虑到工作台旋转后Y坐标无变化，因此下面只分成都挤塑板析计算X轴和Z轴的坐标变化与转换。

3 坐标系转换过程

3.1 测量工作台旋转中心X、Z轴机械坐标

测量所需工具为主轴标准检棒和带磁吸表座的杠杆式千分表。

（1）测量Xc 测量过程如图1所示。

a）0°位置

b）180°位置

图1 工作台旋转中心X轴机械坐标测量

1）将工作台（B轴）定位在0°位置，标准检棒装在主轴上，表座吸在工作台上并使千分表表针压在检棒侧母线上（见图1a）。手动移动Y轴寻找检棒侧母线最高点，千分表指针读数置0，记下此处X轴机械坐标Xm1。

2）将检棒向上移至安全位置，将工作台旋转至180°位置。以同样方式，在另一侧寻找检棒侧母线最高点（见图1b），并移动X轴使千分表读数在上次置0的位置，记下此处X轴机械坐标Xm2，则工作台旋转中心X轴机械坐标为Xc＝（Xm1＋Xm2)/2。验证：将主轴固定在Xc位置，再用上述方法，只移动Y轴和Z轴，如果在0°和180°位置千分表的读数完全相同，说明Xc正确，否则需重新测量。

（2）测量Zc测量过程如图2所示。

a）0°位置

b）90°位置

图2 四川改性聚苯板 工作台旋转中心Z轴机械坐标测量

1）将工作台（B轴）定位在0°位置，主轴移至Xc位置，标准检棒装在主轴上，表座吸在工作台上并使千分表表针压在检棒侧母线上（见图2a），手动移动Y轴寻找检棒侧母线最高点，将千分表指针读数置0。

2）X轴固定不动，工作台转至90°位置（见图2b），移动机床Z轴使千分表接触检棒端面至千分表读数为前面置0位置，记下Z轴的机械坐标Zm1，主轴标准检棒长度为L，直径为D，则工作台旋转中心Z轴机械坐标为Zc＝Zm1＋D/2－L。

3.2 坐标转换几何模型与计算

工件初始位置为工作台0°位置，O点为工作台旋转中心，其机械坐标四川改性聚苯板为（Xc，Zc）。先设置A点为工作坐标系G54零点，进行工件第1面的加工。然后需要将工作台旋转α角度，进行斜面的加工，此时设置B′点为第2个工作坐标系G55零点，坐标转换几何模型如图3所示，图中已知参数见表1。同时，为便于后面在机床上用宏程序自动计算，在此给每个参数指定一个宏变量。旋转后新的坐标零点B′点的机械坐标（X0′，Z0′）计算过程见表2。

图3 工作台旋转中心坐标转换几何模型

表1 坐标转换前的参数

表2 坐标转换计算过程

其中O B线与Z轴的夹角β 1可根据B点相对O点的（X1，Z1）坐标位置计算，西门子数控系统中可通过“ATAN2(X1，Z1) ”函数直接得到（数学计算则需要根据B点所处象限分别列出计算，相对较复杂，在此省略）。B′点相对工作台旋转中心O的坐标（X1′，Z1′）可根据下式计算。

X1′＝LOB sin(β1′)＝LOBsin(α+β1)

Z1′＝LOBcos(β1′)＝LOBcos(α+β1)

3.3 在四轴卧式加工中心上实现

有了以上的计算模型，在机床上用宏程序就比较容易计算出工作台旋转stp绝热保温板后新零点的机械坐标。以西门子840D sl系统为例，使用上述宏变量，坐标转换计算的宏程序如下。

%_N_L8000_MPF

R1=(X0B值 ); Delta X

R2=0 ; Delta Y

R3=(Z0B值 ); Delta Z

R4=(α值 ); Rot Angle of B

R5=2; 2-- G55 / 3-- G56 / 4-- G57 /5-- G505 / 6-- G506

R81=(XC值 ); X OF ROTATE CENTER

R82=(ZC值 ); Z OF ROTATE CENTER

R83=$P_UIFR(1,X,TR); X OF G54

R84=$P_UIFR(1,Z,TR); Z OF G54

R85=$P_UIFR(1,Y,TR); Y OF G54R95=$P_UIFR(1,B,TR); B OF 保温板G54

R86=R83-R81+R1

R87=R84-R82+R3

R88=SQRT(POT(R86)+POT(R87))

R89=R4+(ATAN2(R89,R87))*180/3.14

R91=R81+R88*SIN(R89)

R92=R85+R2R93=R82+R88*COS(R89) $P_UIFR[R5]=CTRANS(X,R91,Y,R92,Z,R93,B,R95)

M30

4 结束语

1）通过标准检棒和带磁吸的千分表可测量带B轴卧式加工中心的工作台旋转中心的机械坐标，用于工作台旋转后的坐标转换计算。

2）根据零件图样尺寸及放置位置，建立几何模型并进行数学计算，可计算出工作台旋转后新的坐标零点的机械坐标。

3）此方案也四川保温砂浆可推广应用于FANUC、HAAS及其他数控系统的带B轴四轴卧式加工中心，应用于实际数控加工中可大幅提高多面加工的工作效率和位置精度，特别是对于形状复杂、实际难以直接测量的零件，效果更加明显。

本文发表于《金属加工（冷加工）》2021年第4期79-81页，作者：上海电气凯士比核电泵阀有限公司 张新民，原标题：《 四轴卧式加工中心工作台旋转后坐标系的自动转换》。

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